10T电弧炉除尘系统设计 改造

10T电弧炉除尘系统设计 改造

谢华 王诗园 盛玮玮

中车长江铜陵车辆有限公司 安徽省铜陵市 244000

摘要：本文先阐述目前国内电弧炉的应用现状，以10T EBT电弧炉为例，提出除尘系统所存在的主要问题，并详细剖析除尘系统改造方案，使10T 电弧炉除尘系统操作更具模式化、智能化、节能化等优势，为我国更多地区的电弧炉除尘系统改造提供合理参考，促进烟尘污染在除尘系统改造下得到有效控制。

关键词：电弧炉；除尘系统；改造方案；智能化；节能化

引言：

我国钢铁行业在不断进步与发展过程中，电弧炉炼钢技术日益精湛，但是在可持续发展理念不断深入人心下，对于自然环境保护的要求也呼之欲涨。对此，电弧炉除尘系统的应用成为了必然趋势，但是由于现阶段许多铸造厂电弧炉除尘系统仍旧存在很多问题需要去解决^[1]。本文以中车长江铜陵车辆有限公司铸造车间电弧炉除尘系统设计改造项目进行深层分析与阐述。

一、概述

中车长江铜陵车辆有限公司生产厂区位于安徽省铜陵市，当地气候属于亚热带湿润季风性气候，该厂熔炼厂房熔炼设备主要包括1#10tEBT电弧炉、2#10tEBT电弧炉以及1台20tLF精炼炉。在熔炼工艺中以EBT电弧炉（氧化法）和LF精炼炉双联工艺为主，其中两台EBT电弧炉工作时间并不同步，整个熔炼过程只使用1台EBT电弧炉和1台LF精炼炉，厂房工作制度以三班制为主。熔炼过程中的粉尘多以从设备加料、熔炼以及出钢等工序过程中出现，粉尘多为高温烟尘，这种烟尘具有浓度大、含量多、密度高等诸多特点^[2]。

（一）厂区条件

表1：厂区条件

（二）除尘系统管路现状

在该熔炼厂房电弧炉除尘系统中，主要包括两套除尘设备，即1#除尘器以及2#除尘器。这两台除尘器的具体设计风量与实际设计风量、工作范围如表2所示：

表2：除尘系统管路现状

二、存在主要问题

（1）由于除尘系统屋顶罩是应用气楼稍加简易改造而成，同时熔炼炉中心与吸尘口位置相对比较远，导致烟尘捕集率较低，实际的集尘效果十分差；

（2）所设计的移动罩结构明显不够合理，同时短网侧密度程度相对比较低，且移动罩内部没有导流措施，密封性较差还存在一定的死角。这种罩体在高温烟尘产出过程中很容易因为温度的缘故而产生变形，故其稳定性也十分差。在整个氧化期间内所产生的烟尘量越大，移动罩所溢出的烟尘便越多，烟尘捕集效果十分不尽人意；

（3）最后就是吹包工位屋顶罩，由于与吹包产尘点的高度差比较大，同时有起重机位于其间，导致烟尘在上升过程中可能会被天车所阻断、扩散，烟尘捕集难度显著提升^[3]。

三、改造方案分析

重新设计集气罩，确保结构稳定性与可靠性，对除尘管路布局进行重新设计，提高管路布局支撑结构的稳固性。构建管道阀门自动控制系统以及现场人工操作系统，确保能够实现两地同步操控功能。在除尘管路与阀门上构建检测检修平台、爬升护栏以及安全围栏等，必须要确保所有结构更换材质都要有着基本的稳定性，对于员工的操作环境中，整合工作过程中的不利因素并制作安全防护标识警示牌。应用成熟先进的工艺技术，提出10T电弧炉除尘系统的优化设计方案，具体如下所示：

（一）集气系统设计改造

将原有的移动罩拆除，并重新根据表3材质要求所示制作1#EBT电弧炉移动罩、1#EBT电弧炉屋顶罩、2#EBT电弧炉移动罩、2#EBT电弧炉屋顶罩、LF精炼炉二段式移动罩。对于所有罩体内需要覆盖硅酸铝保温层，应用耐热性较佳的固定网格来将保温层固定于罩体中，确保固定可靠性。

表3：集气系统材质要求

提高集气罩结构尺寸的合理性以及短网侧密封性，确保罩体材料具有可靠的耐高温、耐变形特征，充分提升罩体烟尘捕集率。在EBT电弧炉中，天车顶部与屋顶罩下沿距离要在500mm以上，同样天车底部与屋顶罩上沿距离也要在500mm以上。应用150μm漆膜厚度、中灰色的防锈底漆、面漆做好集气罩内外表面防腐处理，

（二）管路系统设计改造

在管路系统中使用6mm Q235钢材来设计管路系统，即分别为1#EBT电弧炉移动罩支路、1#EBT电弧炉屋顶罩支路、2#EBT电弧炉移动罩支路、2#EBT电弧炉屋顶罩支路共4根支管路接入2#除尘器主管路。LF精炼炉二段式移动罩支路、修包厂房预留支路共2根支管路接入1#除尘器主管路。对于原有的吹包工位屋顶罩支管路等可以直接拆除掉，同时以钢结构作为支撑主体，构建检测检修平台、安全爬升护栏以及安全围栏等，注意同样需要应用150μm漆膜厚度、中灰色的防锈底漆、面漆做好对管路系统内外表面的防腐工作。

（三）控制系统设计改造

由于EBT电弧炉不需要同时工作，所以可以通过应用阀门管道来自由切换2#除尘器对1#或2#EBT电弧炉的除尘工作状态，同时在单台EBT电弧炉中，移动罩与屋顶罩同样不会一同工作，所以根据熔炼工况需求来预先设置好加料、熔炼以及出钢等工序模式，确保管道能够得以快速自由切换的同时对移动罩与屋顶罩的除尘工序实现一键控制功能。应用阀门或者变频器来对1#除尘器进行智能控制，确保能够精准控制该除尘器对LF精炼炉的除尘工序，同时还能够预留一定的风量来治理修包厂房控制系统以及管路接口的烟尘^[4]。

在控制系统中应用研华工控机（主板6010VG）以及PLC控制器来实现对10T电弧炉除尘系统的各项操作控制，同时对计算机台位置安装相应的液晶显示屏，通过该显示屏可以实时的显示除尘系统各子系统操作参数，还能够实现监控、报警、存储信息等功能，一旦出现故障可及时检测到相应故障信息并可以方便维修人员进行故障复测与维修工作。最后需要增加一台新的工控机，与原先所有的2台工控机进行结合，同时操作1#EBT电弧炉、2#EBT电弧炉以及LF精炼炉，结合电动阀门与除尘器进行连锁操控，确保除尘系统以及操作室能够同时操作，所设置的操作模式与操作要求最好要力求简单、方便、快捷等特征。

四、改造后的现状

经改造后一段时间进行检测，1#除尘器与2#除尘器风量均符合实际设计标准，同时在3800Pa全压下，加料工序烟尘排放浓度小于15mg/Nmm³，在熔炼、出钢等工序的烟尘排放浓度均小于10mg/Nmm³，烟尘捕集率显著大于97%。

五、运行状况分析

中车长江铜陵车辆有限公司铸造车间电弧炉除尘系统设计改造项目结束半年，除尘系统运行状况良好，高于国家标准，目前尚无异常状况。

六、结束语

电弧炉烟尘除尘系统的设计改造对于减少烟尘排放控制、提高烟尘捕集率而言有着十分重要的作用，对于顺应时代发展、秉承绿色环保减排理念而言更有着长远性意义。

参考文献：

[1]郭春峰,张清有.安钢10t电炉除尘改造的实践[J].冶金环境保护,2000(1):29-30.

[2]危宇.10t电炉排烟罩的改进[J].通风除尘,1991(04):50-51.

[3]王永民,唐贵士.210t转炉除尘水处理系统的改造[J].包钢科技,2004(02):80-82.

[4]孙静,侯淮生.10t/h锅炉除尘器技术改造及效益分析[J].山西能源与节能,1998(04):43-44.