一、概述
钢铁公司高炉出铁场、矿槽上料系统、烧结料筛分输送系统、自高炉投产以来，粉尘污染问题虽经部分治理，但一直没有彻底得到解决，随着国家相关产业政策的调整和政府环境治理力度的进一步加大，高炉污染问题逐渐突显，有必要按政府要求尽快加以解决，加快新上环保设施建设和污染的治理步伐。因此，对高炉进行除尘治理已迫在眉捷。
钢铁公司领导对此项工作十分重视，拟在近期内上马高炉矿槽、白灰破碎输送系统扬尘治理项目。治理后可实现尾气排放及岗位环境达标，极大改善现场环境及周边环境，产生明显的社会效益，而且粉尘回收可以回用，产生巨大的经济效益。
二、设计依据
2.1 标准及规范
2.1.1 设计法规、标准、规范
《中华人民共和国环境保护法》
《环境空气质量标准》 GB3095～1996
《钢铁企业水污染物排放标准》 GB13456～92
《大气污染物综合排放标准》 GB 16297-1996
《脉冲喷吹类袋式除尘器》 JB/T 8532-1997
《动力机器基础设计规范》 GB 50040-96
《低压配电设计规范》 GB 50054-95
《输气管道工程设计规范》 GB 50251-94
《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB 50235-97
《工业产品使用说明书总则》 GB 9969.1-1998
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB 50236-98
2.1.2 制造标准、规范
我公司提供产品的设计、制造、配套、检验、工厂试验、投运,性能指标满足下列规范和标准.
《焊接质量保证》 GB/T12469-90
《色漆和清漆 漆膜厚度的测定》 GB/T13452.2-92
《通风机现场试验》 GB/T10178-88
《机电产品包装通用技术条件》 GB/T13384-92
《固定式工业钢平台》 GB/4053.4-93
《固定式钢直梯和斜梯安全技术条件》 GB/4053.1～2-93
《固定式工业防护栏杆安全技术条件》 GB/4053.3-93
《钢结构工程施工及验收规范》 GB50205-2001
《工业产品保证文件总则》 GB/T14436-93
2．3 高炉技术参数
序号 项 目 单 位 指 标 备 注
1 高炉有效容积 m3 320
2 出铁口数量 个 1
3 出渣口数量 个 1
4 铁水罐位 个 2
2.4 烟尘特性
【根据我公司的工程经验和查阅技术资料后，结合现场情况，本设计方案采用参数如下】
2.4.1出铁场烟尘粒度：
粒度 ＜3μm 3～10μm 11～20μm ＞20μm
% XXX XXX XXX XXX
2.4.2矿槽烟尘粒度：
粒度 ＜5
μm 5～10
μm 10～20
μm 20～30μm 30～40μm 40～50μm ＞50
μm
% XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX
2.4.3烟尘密度： 假密度：1.13～1.3g/cm3
真密度：4.733～5.04g/cm3
2.4.4烟尘含湿量： 平均：1.79g/kg
大：2.79g/kg
2.4.5出铁厂烟尘化学成份：
成份 TFe FeO Fe2O3 P2O5 S SiO2 C MgO AL2O3 其它
% XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX
2.4.6矿槽烟尘化学成份：
成份 Fe FeO Fe2O3 P S SiO2 CaO MnO MgO 其它
% XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX
三、高炉出铁除尘器设计说明
3.1 概述
高炉系统粉尘污染主要来源于高炉出铁场出铁时的烟尘和高炉上料时各扬尘点的粉尘，他们都具有间隙性的特点。
3.1.1高炉出铁场出铁时的烟尘组成
A、高炉出铁口部位的烟尘
该处的烟尘主要在出铁水时集中排放，其中在堵铁口前烟尘量大，捕集也比较困难。出铁况尤其严重，烟气扩散范围很大。捕集的重点在开铁口时到堵铁口期间，其余出铁期间的烟尘产生量较少。
B、铁水罐部位的烟尘
主要为出铁时铁水落到铁水罐及改罐时产出的烟尘。烟尘的主要成分是氧化铁。
3.1.2高炉上料时的粉尘组成
① 矿槽皮带的落料点产生的粉尘（三层）；
② 矿槽下料槽扬尘；（三层）
③ 振动筛扬尘；（二层）
④ 地沟上料皮带和称量斗间产生的粉尘（一层）；
⑤ 地沟地坑处产生的粉尘（地坑）；
⑥ 返矿斗和返矿皮带落料点产生的粉尘（地坑）。
粉尘的主要成分是球……点均设置相应收尘罩进行捕集。
3.1.3高炉出铁场各点风量分配
由于高炉出铁场的风量分配对收集效果起到至关重要的作用，根据鹏泰钢公司高炉出铁场的特点，结合我公司类似除尘工程的经验，高炉出铁场各收尘点的风量分配如下：
高炉出铁场各点风量分配表
序号 尘源名称 产尘点数 抽风点数 风量（万m3/h） 备注
1 出铁口 1 1 XXX 固定式上吸罩
2 铁水罐 2 2 XXX
合计 XXX
3.1.4高炉矿槽各点风量分配
高炉矿槽各点风量分配表
序号 尘源
名称 产尘点数 抽风点数 风量
（万m3/h） 备注
1 皮带落料槽 4 2 XXX 三层皮带
2 振动筛 4 2 XXX 二层、用电动蝶阀程序控制、
按2个振动筛同时工作计算
3 皮带落料点 8 2 XXX 按2个振动筛同时工作计算
（一层皮带）
4 上料地坑 1 1 XXX 一层
5 返料地坑 2 2 XXX 一层
合计 XXX
3.1.5烧结料筛分输送系统各点风量分配
烧结料筛分输送系统各点风量分配表
序号 尘源名称 产尘点数 抽风点数 风量（万m3/h） 备注
1 振动筛 3 3 XXX
2 振动筛筛下料转运皮带 2 2 XXX
2 振动筛筛上料转运皮带 2 2 XXX
合计 XXX
3.2 设计范围
高炉出铁场、矿槽、烧结料筛分输送系统除尘工程的工艺、设备、建筑结构、电气、控制、仪表专业均由本方案考虑。
具体设计内容有：
① 除尘系统工艺设计
② 烟气捕集罩的结构设计
③ 除尘系统管网设计
④ 除尘设备设计及选型
⑤ 风机、电机选型设计
⑥ 除尘器卸输灰系统设计
⑦ 配套电气及控制系统设计
⑧ 配套的辅助设施设计
3.3 设计原则
1、采用功能齐全、运行稳定、灵活性高、运行管理方便的处理设备。
2、投资省、占地少、处理系统运行费用低。
3、根据实际情况，采用自……虑各种应急措施及在事故突发状况下的各类自动保护装置。
4、本除尘系统是在高炉……向，不得影响高炉和矿槽的正常生产。
5、高炉和矿槽为长时间……进，节能环保。
6、业主方提供水、电、压缩空气。但本系统要配置自诊报警功能。
3.4 设计指标
1、高炉出铁场烟气捕集率≥ 95%
2、高炉矿槽、烧结料筛分输送系统扬尘捕集率≥95%
3、岗位粉尘浓度≤10mg/Nm3
4、除尘后排气含尘浓度≤50mg/Nm3（低于国家标准《工业窑炉污染物排放标准》GB9078-96中的二级排放标准100mg/Nm3）
5、风机、电机等躁声＜85Db（A） （一米处）
3.5 除尘工艺的选用
目前，在工业尾气排放时使用的除尘形式主要有：湿式除尘和干法除尘两大类。湿式除尘工艺使用的主干法除尘工艺包括旋风除尘、静电除尘、脉冲布袋除尘等形式。
根据国内外的大量工程实践经验表明：湿式除尘器投资较大，腐蚀严重，而且会造成二次污染。
旋风除尘因对≤5µm颗粒分离效率很低，很难达标排放。
静电除尘器在除尘效率及二多，比如烟气粉尘的比电阻、粉尘的粒度、粉尘的浓度、甚至粉尘的湿度、温度都会对除尘效率有较大的影响，而这些因素又是在生产中难于控制电除尘器有一定的局限性。
与以上除尘器相比，脉冲布袋除尘器就比较好的克服了这些弊端，该类除尘器处理烟尘量大，除尘效率以上的除尘效率，而且该除尘器维护费用低，使用寿命相对较长，目前使用长寿命布袋除尘器已经成为趋势。
在炼铁厂烟气治理中，由蚀气体等特点，使得烟气净化除尘具有了相当大的难度。针对该情况，选用高品质滤料及先进的清灰技术就成了提高除尘技术的关键所在。
3.5.1 在本方案中除尘器滤料采用必达福生产的钢铁行业专用针刺毡滤料，该滤料具有易清灰、抗结露、阻选用该滤料实例很多。选用后明显的效果集中反映在：由于清灰效果好，清灰周期长，清灰强度低，提高了滤袋的使用寿命；提高了过滤风速，减小滤袋除尘器的占地面积，节约了一次性投资；改善了系统的工艺性，用脉冲喷吹，减少了粉尘在滤袋上的二次吸附，减少了由于两种气流的交织引起的气流对布袋的冲击，增加布袋使用寿命。
综上所述，高炉出铁场、矿槽、烧结料筛分输送除尘系统，采用干法脉冲反吹布袋除尘形式。
3.6 除尘系统方案的提出
根据唐山迁安某公司高炉生产工艺条件，结合现场具体情况和实际测量。提出以下除尘系统方案：
方案设计:
高炉出铁场烟气治理与矿槽扬尘治理各用一套除尘系统，共两个系统，除尘工艺如下：
高炉出铁场除尘工艺：
高炉矿槽场除尘工艺：
烧结料筛分输送系统除尘工艺：
四、方案设计说明
高炉出铁场烟气治理和矿槽扬尘治理，利用引风机的负压作用，在尘源处设置收集罩，强制捕集烟滤袋过滤后的干净气体经引风机排入大气。布袋除尘器下收集的固体粉尘落入下部灰斗，进入卸灰阀，用专车外运。
4.1 高炉出铁场烟气收集
高炉出铁时，炉口处是大的污染源,出铁口烟气温度高，气量大。为了保证有效收集，在出炉口的前上方，设置炉前收尘罩，以收集炉口排出的烟气。
炉前收集罩设计为锥形的可折式结构。收集罩下口为XXX×XXX m的长方型，为保证不影响操作，一端支撑沿标高大约2.0m左右，吸风管水平横向引出。厂房第二跨水泥梁为缷，又可做热膨胀节使用。
本次除尘不考虑铁水沟、撇渣沟及车间二次烟尘。
4.1.2铁水罐收尘罩
公司现有的铁水罐采用汽车拉运的形式，铁水罐上方设固定收尘罩，与收尘管道连接，固定收尘罩上各设一电动蝶阀用时打开不用时关闭，保证铁水罐处烟尘顺利吸走。
4.2 高炉矿槽扬尘收集
高炉矿槽部分的扬尘点分布很分散，温度较低，自三层至地坑，数量也较多（约20个点）。高炉矿槽扬尘点多、面广，粉尘量大。收集难度很大。
4.2.1矿槽三层扬尘点
①上料皮带落料处扬尘点（人字型下口）做成局部收尘罩，紧靠在皮带上方，在皮带前进方向前0.5m处，接吸风管道。
②输送皮带在各料仓落料时，落料槽处的扬尘点。本套系统共8个料仓，考虑4个料仓吸尘。在皮带两侧各有一个落料槽，沿皮带方向在皮带两侧设置，用通长的橡胶板进行覆盖，在机头两侧安装滑轮，保证装料料仓下料畅通，其余料斗处于覆盖封闭状态。（可覆盖7个料槽口，一个下料槽口打开，处在进料状态。）每个料斗接通吸风管网，在料仓落料时，打开相应的通风阀，使料仓处于负压作用下，向料仓内吸入，保证扬尘不外逸。
4.2.2振动筛扬尘点
现有4个振动筛，均已在筛上，筛下部分安装有局部遮尘罩，可以在其上方加吸尘管道，实现扬尘强制捕集，接吸风管，与吸尘管网连接，实现扬尘强制捕集。
振动筛收尘罩吸风管道上的气动蝶阀与振动筛联锁，振动筛使用时，气动蝶阀阀门打开，振动筛停用时，气动蝶阀阀门关闭。
4.2.3输送皮带与称量斗之间的扬尘点
采用局部封闭的收尘罩。
4.2.4上料地坑、返料地坑扬尘点
在上料地坑的装料槽后上方，安装局部侧吸式收尘罩。返料地坑可进行局部封闭，返料机头部分可做成局部封闭式收尘罩。
4.3烧结料输送除尘方案设计说明
烧结料输送除尘系统，振动筛、皮带头尾等部位采用局部封闭的收尘罩。
4.4 管网部分
各段管径按管内风速＜XXX m/s确定
矿槽部分温度较低，不设热膨胀节。管网支架尽量利用原场房的建筑物，支架间距10 m左右。出铁场主风管管径约2 .0米。矿槽主风管管径约1 .5米。烧结料输送除尘系统主风管管径约1 .0米
4.5 脉冲反吹滤袋除尘器
烟气进入滤袋除尘器，通过滤袋过滤后，干净气体经引风机排空；收集下来的粉尘落入集灰斗中，通过双中的关键设备，其特点为：
4.5.1滤袋除尘器采用双列式分室附，清灰效果好。保证除尘器在低阻力下运行，提高除尘器使用寿命。
4.5.2滤袋除尘器设有差压变送器，在线检测除尘器进出口压差，当进出口压差达到设定值时，自动发出信号，PLC控制气动切换阀及反吹机构，实现自动清灰。
4.5.3滤袋除尘器烟气进口设有定值时，向控制系统发出指令，通过PLC自动开启混风阀，调节除尘器入口温度，保证除尘器可靠运行。
4.5.4采用钢铁行业专用的防水、强度较低，大大延长了滤袋的使用寿命。
4.5.5滤袋规格为φ160×6000mm，滤袋使用寿命长、设备整体体积小、清灰效果好，便于拆装维护，具有良好的密封性能。
4.5.6骨架采用整体式模焊损坏滤袋、便于整体固定和密封性强等优点。
4.5.7滤袋在离线状态由电磁脉冲阀逐行反吹，反吹PLC程序自动控制，保证了滤袋除尘器的有效清灰。
4.5.8反吹气源采用压缩空气，工作压力0.2-0.6Mpa，每套系统各设置一台储气罐，由空压站供气，作为除尘器反吹气源。
高炉出铁厂除尘器设计技术参数：
型号： LCM- XXX型长袋脉冲除尘器
处理风量： XXX m3/h
总过滤面积： XXX 0㎡
过滤风速： XXX m/min
收尘阻力： 1470—1770 Pa
滤带数量： XXX 条
滤袋规格： φ160×6000 mm、，
滤袋材质： 500 g/㎡涤纶针刺毡
滤袋材质适应温度： ＜120℃
进口气体含尘浓度： ＜25g/m3
出口气体含尘浓度： ＜50mg/ m3
收尘器承受负压： ＜8000 Pa
脉冲压力 （2—4）×105 Pa
压缩空气耗气量 2-3 m3/min
脉冲阀： 72组
脉冲阀规格 3″淹没式
钢性叶轮给料机： 6台
矿槽除尘系统除尘器设计技术参数：
型号： LCM- XXX型长袋脉冲除尘器
处理风量： XXX m3/h
总过滤面积： XXX㎡
过滤风速： XXX m/min
收尘阻力： 1470—1770 Pa
滤带数量： XXX条
滤袋规格： φ160×6050 mm、，
滤袋材质： 500 g/㎡涤纶针刺毡
滤袋材质适应温度： ＜120℃
进口气体含尘浓度： ＜25g/m3
出口气体含尘浓度： ＜50mg/ m3
收尘器承受负压： ＜8000 Pa
脉冲压力 （2—4）×105 Pa
压缩空气耗气量 2-3 m3/min
脉冲阀： 48组
脉冲阀规格 3″淹没式
钢性叶轮给料机： 4台
烧结料输送除尘系统除尘器设计技术参数：
型号： LCM- XXX型长袋脉冲除尘器
处理风量： XXX m3/h
总过滤面积： XXX㎡
过滤风速： XXX m/min
收尘阻力： 1470—1770 Pa
滤带数量： XXX条
滤袋规格： φ160×6050 mm、，
滤袋材质： 500 g/㎡涤纶针刺毡
滤袋材质适应温度： ＜120℃
进口气体含尘浓度： ＜25g/m3
出口气体含尘浓度： ＜50mg/ m3
收尘器承受负压： ＜8000 Pa
脉冲压力 （2—4）×105 Pa
压缩空气耗气量 2-4 m3/min
脉冲阀： 20组
脉冲阀规格： 3″淹没式
钢性叶轮给料机： 1台
4.6 埋刮板机
埋刮板机用于粉尘的输送，设多点进料和单点出料，采用封闭式输送。由埋刮板机本体、进出料口及驱动装置四大部分组成。设置在滤袋除尘器集灰斗下部，当输灰机运行时，分别将两侧的集灰输至出口位置，落到集合埋刮板输灰机中，在集合埋刮板输灰机的出口下安装有斗式提升机，粉尘通过斗式提升机提升到高处后落入综合灰仓，综合灰仓下接有加湿螺旋输灰机。
4.7 锁气卸灰阀
锁气卸灰阀，是一种松散物料的输送装置。它可以在密闭状态下顺利完成排灰工作。
卸灰阀主要由转子、壳体及驱动装置组成。转子部分由多组开口V形分割腔和水平轴组成。转子固定在卸灰阀的壳体上。驱动装置可依据系统要求灵活配置，一般由摆线针轮减速机通过链轮、链条来驱动转子在壳体内转动，轴的两端采用外置式轴承支撑，并配有严格的密封装置。
4.8 加湿螺旋输灰机
该设备保证了粉尘在湿润状态下输出，避免了粉尘在装车时造成二次污染。
4.9 引风机
该设备是本系统的动力设备，由于高炉出铁场除尘风机风量、风压以及电机功率都比较大，该系统特配制了配套的液力偶合器，可保证电机空载启动、柔性传动和无级调速，实现在高炉不出铁时电机空载运转，达到节能目的。矿槽和输送系统不配套的液力偶合器。
高炉出铁场除尘系统引风机技术参数：
型号：
流量：XXX ~ XXX m3 /h
全压：XXX ~ XXX Pa
主电机功率：XXX KW 380V
矿槽除尘系统引风机技术参数：
型号：
流量：XXX ~ XXX m3 /h
全压：XXX ~ XXX Pa
主电机功率：XXX KW 380V
白灰破碎输送除尘系统引风机技术参数：
型号：
流量：XXX ~ XXX m3 /h
全压：XXX ~ XXX Pa
主电机功率：XXX KW 380V
4.10 压气、给排水系统
4.10.1压气
本工程中管网压缩空灰及气动，压缩空气使用压力0.4～0.6Mpa，大用气量6m3/min。
4.10.2给排水
风机轴承、液力偶合器冷却水、加湿机用水等，由业主方提供冷却水源并接至使用设备旁，冷
6.电气、控制系统设计
本控制系统为唐山迁安某钢铁公司扬尘治理除尘系统工程而设计，并综合其他专业提供的工艺条件，可以实现对该系统设备的全程自动化控制。控制系统应用西门子公司的S7检查各设备的故障，并进行声光报警，
6.1 电气设施及控制
6.1.1设计范围
包括除尘器本体所属电器控制及仪表的设计、采购、安装、调试以及所用电缆及桥架的采购、安装和敷设；除尘器本体的常规检修电源；除尘器本体的组态画面监控及操作。
6.1.2 电气设备设计
6.1.2.1 电源
AC380V/220V-50Hz供电
除尘系统低压配电电源AC380V/220V-50Hz，三相四线制，由业主负责引至主低压配电室进线开关。
6.1.2.2 电缆及其敷设
线明防雨设施，动力电缆用电缆桥架但分层布置。系统管线沿除尘设备及管道敷设应保持足够的安全距离。
6.1.2.3除尘器照明
我公司提供除尘器本体范围之内的全部照明设备，除尘器顶部设10Kw检修照明电源箱一只。检修照明电源箱内设100A三相断路器、二相断路器及插座。
6.1.2.4除尘设备防水
除尘器现场天放置的要求。户外电气设施的防护等级为IP55。
6.1.2.5低压配电柜柜体为GGD型。
6.1.3 控制设计
6.1.3.1电气控制
① 风机控制
风机起动柜设电流速断保护、单相接地保护及压电避雷保护。风机运行及停机与风机自身的有动操作和计算机画面操作。
② 低压控制
本系统所有低压用电设备均设手动/自动两种控制方式，其操作方式设现场手动操作及集中操作室画面操作。手动为联锁操作。
保护配电回路具有短路，过流保护功能，电动机回路具有短路，过载等保护功能。
③ 基础自动化
包括现场检测仪制及现场数据采集。
除尘系统脉冲阀清灰的自动控制。
系统各阀门的控制。
液力偶合器的控制。
6.1.3.2系统运行方式
为保证工艺系统安全运行和控制设备故障时的应急操作，系统设计有三种运行方式。
① 自动运行方式
在工艺系统和控制况下，可使用自动运行方式。即可由PLC自动控制系统运行，无需人员干预。
③ 就地操作方式
在控制系统异常情况下，为保证工艺系统正常进行，可使用部分设备的就地操作方式。
6.1.4控制线路
6.1.4.2所有需要向外引出本上是每个端子为一根，多为二根，端子排一般为竖直安装。
6.1.5 指示灯与信号
6.1.5.1指示灯颜色的应用
红色：
黄色：不正常状态。
6.1.5.2 报警信号
除尘器设备发生不正常状态时，有警报预告信号（包括警铃声音报警）
6.1.6 控制水平
6.1.6.1除尘工艺中的基本过程控制功能自动完成，装置的自动控制采用西门子PLC可编程控制器来实现。
6.1.6.2系统中的气动设备均设置机械故障检测和报警装置，当任一设备发生故障时，立即发出并声光报警。
6.1.6.5以主风机运行信号尘系统启动信号，主风机停止，除尘器清灰装置延时停止（时间可调）。
6.2 自控仪表
测温仪压差仪
6.3 显示和报警
6.3.1烟气温度显示和报警
6.3.2压差显示和报警
6.3.3主操作台操作控制按纽设置
① 手动/自动转换开关
③ 自动控制启停按纽
除尘器各设备手动操作启、停按纽
明。
7.土建
该工程土建主要由以下三部分组成：系统设备及管架基础。控制室、值班室。
土建工程设计、施工由甲方实施
8、质量保证、培训及售后服务
8.1 质量保证
我公司于2005年取得ISO9001质量管理体系认证，工程严格执行质保体系。工程设计一套合理、先进、安全、环保的除尘系统。
系统质量保证期为1年。
8.2 培训
系统试车前，对上岗员工进行不少于24小时的理论培训,并结合试车工作，保证上岗员工对除尘系统，懂理论、会安全操作、会排除故障。
8.3 售后服务
质保期内发生（非责任）故障，提供免费服务。质保期后只收取成本费。
8.4 提交的资料
除尘系统总图
安装调试程序及用户管理、操作人员培训报告书
11.5 服务项目
对系统工程的设计、配套设备、工程安装管理、运行调试、用户管理和操作人员培训相关的服务。
参加12小时的无负荷运行和不少于24小时的负荷运行。
8.6防腐、防磨处理
根据使用环境和条件的要求，采用相应品质的防腐和涂装处理，漆膜厚度不低于μm。有特殊防腐处理要求的，按合同执行。
防腐处理是保证泊头市科铭环保设备有限责任公司产品使用寿命专有技术，按使用环境和工艺条件进行产品供货，有特殊防磨处理要求的，按合同执行。
8.7 包装、运输、产品验收
我公司提供的产品出厂时按规定进行必要的包装，确保各设备部件在运输过程中，不变形或损坏。交钥匙工程在工程总体验收时进行。
8.8工期
我公司承诺工程施工期限，从合同签定后，3个月完成全部工程内容。
9.系统设备供货范围明细及工程报价
本概算中不含项目工程：
a）电气工程：不包含设备配电柜以上的工程。
b) 给、排水工程，除尘系统以外由甲方负担。
d) 施工过程中用水用电。
e) 土建工程
我公司积极提倡科技兴企、响应国家节能减排的战略部署，企业通过ISO9001:2000国际质量体系认证，产品申请多项国家专利，荣获中国环境保护产品认证等殊荣。
