鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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負壓風機廠什么才是高效、節(jié)能、環(huán)保并有良好通風效果的降溫措施
通風效果的降溫措施？土禾水簾式風調工程：利用水簾墻降溫工程，水蒸發(fā)吸熱原理，負壓通風原理，來排出廠房內的廢氣、污氣及解除高溫悶熱。 安裝后可以非常有效的改善廠房的高溫悶熱環(huán)境，可使廠房內的溫度(32—45℃的高溫環(huán)境)迅速地在10分鐘內下降，并將溫度保持在26～30℃，這是人體最舒適的工作環(huán)境，可以提升員工工作效率，保持產(chǎn)品的高品質。
其降溫換氣通風效果，可非常有效的解決95～99％廠房高溫悶熱、空氣污濁的問題。
>1 前 言?
濟南鋼鐵集團總公司第二煉鋼廠（簡稱濟鋼第二煉鋼廠），地處濟南市東部，西靠近二環(huán)路，東毗鄰高新技術開發(fā)區(qū)，周圍居民樓和高級住宅樓林立，對環(huán)境的要求非常嚴格。該廠的2座17t氧氣頂吹轉爐年產(chǎn)鋼已達60萬t，煉鋼廠房溢出和煙囪冒出的“黃煙”對環(huán)境造成了嚴重的污染。煙氣含塵超標排放問題直接影響到該地區(qū)的大氣和生態(tài)環(huán)境。
2 煙氣含塵超標的原因及分析
2.1 產(chǎn)生原因
目前國內氧氣頂吹轉爐除塵工程通常采用兩種方法：（1）未燃法（OG法）：用可以升降的活動煙罩和控制抽氣量的調節(jié)裝置等，使爐氣在收集過程中盡可能不燃燒或少燃燒，以回收煤氣，進行綜合利用。這種方法的優(yōu)點是：由于CO沒有燃燒，煙氣量��；煙塵顆粒大，凈化容易。缺點是：為回收CO必須配備較高水平的控制檢測設備和煤氣回收設備，需投入大量資金。操作上由于回收、放散切換頻繁，管理、維護難度大，還需設置必須的防毒、防爆設施。（2）燃燒法：轉爐爐氣溢出爐口之后，與從煙罩和爐口間吸入的空氣混合而全部燃燒。這種方法的優(yōu)點是：工程簡單，投資相對較少；操作安全，維護方便。濟鋼第二煉鋼廠的氧氣頂吹轉爐除塵工程采用的是燃燒法。這種方法與未燃燒法相比，主要缺點有：煙氣量大，是“未燃法”的2～5倍；煙塵顆粒細小，直徑小于1μm的達90%以上，“未燃法”產(chǎn)生的煙塵顆粒，直徑在10～40μm的占90%以上。小于1μm懸浮在煙氣中的煙塵顆粒，運動軌跡為布朗運動，難以直接過濾分離;煙塵成分中高價鐵含量多，主要成分為Fe2O3，除塵困難。而“未燃法”的煙塵高價鐵含量少，主要成分為FeO，煙塵顆粒在懸浮狀態(tài)下容易彼此聚集。因此，濟鋼第二煉鋼廠的氧氣頂吹轉爐除塵工程由于設計問題，存在著煙氣凈化困難的先天缺陷。
2.2 原因分析
濟鋼第二煉鋼廠氧氣頂吹轉爐除塵工程的主要工藝流程為：
轉爐→煙罩→煙道→溢流文氏管除塵器→背包脫水器→二文可調文氏管除塵器→重力脫水器→濕旋器→煙氣管道→風機→煙囪
除塵工程的主要設備是文氏管除塵器，工作原理是：煙氣進入文氏管，通過收縮段被加速到達喉口，高速的煙氣氣流沖擊由噴嘴噴入的水幕，使水二次霧化成細小的水滴。氣流速度越大，噴入的水滴越細，分布越均勻，二次霧化效果也就越好，越有利于捕集微小的塵粒。因此，要使煙氣塵粒含量達到小于150mg/m3的排放標準，必須使二文可調喉口的氣流速度達到100～120m/s，這樣可調喉口的阻損將達到13729Pa，再加上一文喉口、兩級脫水器、兩級濕旋器、煙道、彎頭的阻損，總阻損將大于風機的吸空能力，使大量爐氣從爐口和煙罩之間溢出，這些沒有經(jīng)過除塵工程處理的爐氣污染了環(huán)境。若增大二文喉口，則阻損減少，流速降低，雖通過的煙氣量增大，但二次霧化效果差，煙氣排放達不到標準，經(jīng)測試含塵量為200～300mg/m3。
3 改造措施?
要解決煙塵排放超標的問題，按照國內成功的方案采用“未燃法” 回收煤氣除塵工藝，需要停產(chǎn)改造，投資巨大，不可取。經(jīng)過反復研究、試驗，探索出了除塵風機加水洗塵的新工藝。利用風機高速（2950r/min）葉輪的攪拌作用，使含塵200～300mg/m3的煙氣與水充分混合、洗滌。
3.1 風機洗塵原理
風機洗滌的原理是：噴入的水撞擊高速旋轉的葉輪，生成直徑為10-4～10-5mm的水滴，懸浮中的水滴具有很大的總表面，可以捕集到小于1μm的細微塵粒。微水滴加大了含固體煙塵的煙氣濕度，增大了運動中相互接觸凝集而形成大顆粒的機會，提高了捕塵效果。經(jīng)測試，除塵效率可達50%以上，經(jīng)過處理后的煙氣含塵小于100mg/m3。同時風機加水使煙氣溫度進一步降低，改善了除塵風機工程的工況條件。根據(jù)煙氣經(jīng)過風機后的溫升公式：
ΔT = T2(εK1/λ-1 ) （1） ??
式中 T2——風機入口煙氣的絕對溫度，℃；
εK——風機壓縮比；
λ——多變系數(shù)。
計算可知，加水前煙氣經(jīng)風機后升溫可達25℃，加水洗塵后煙氣溫度低于進氣溫度。煙氣溫度越低，其體積越小、重度越大，越利于風機能力的發(fā)揮。以30～70℃的飽和煙氣為例，溫度每降10℃，煙氣體積可縮小5%～9%，風機能力可相應提高4%～8%。同時，隨著煙氣溫度的降低，煙氣中的飽和水蒸氣的含量亦減少，在水蒸氣的冷凝過程中，還凝聚了部分游離的細小微塵，加強了凈化效果。采用除塵風機加水洗塵的除塵工藝后，除塵工程的工藝流程為：
轉爐→煙罩煙道→溢流文氏管除塵器→背包脫水器→二文可調文氏管除塵器→重力脫水器→濕旋器→煙氣管道→風機→復擋脫水器→煙囪
↑
加水?
3.2 改造方案
（1）在風機進口處配有φ50.8 mm噴嘴以及水壓力、水流量調節(jié)工程；
（2）水與含塵煙氣在風機內混合洗滌；
（3）混合的煙氣和污水進入復擋脫水器，實施氣水分離；
（4）凈化后的煙氣通過煙囪排入大氣，污水則進入污水處理工程。流程見圖1。
圖1 污水處理工程
復擋脫水器的工作原理是：含有煙氣和污水的混合氣體從切線方向進入復擋脫水器，利用離心力的作用，質量大的含塵水滴被甩到導向板上，集結后靠重力作用向下運動，而氣體分子在風機推動力的作用下向上運動，達到氣水分離的效果。復擋脫水器的平面剖視圖見圖2。一臺復擋脫水器的制造費用為5萬元。
圖2 復擋脫水器平面剖視圖
3.3 使用效果
不同的加水量測得的排放煙氣中的含塵量及風機電流變化情況如表1所示。
表1 不同加水量煙氣含塵量測試結果與風機電流變化情況
實踐證明，在一定水壓下，通過調節(jié)進水流量，可達到精除塵的目的。
經(jīng)過水洗滌的煙氣進入復擋脫水器進行脫水，脫下的污水用循環(huán)泵供到污水處理工程，可實現(xiàn)煙氣排放和污水處理“雙達標”。
風機洗塵工藝可對整個除塵工程進行優(yōu)化，使二文喉口阻損降低，達到轉爐爐口不溢煙，煙囪排放達標的效果。同時洗塵工藝可以沖洗風機葉輪，具有使風機葉輪不粘灰的優(yōu)點，減少了風機振動，提高了風機壽命。
4 結 語?
風機洗塵工藝是一項投資少、見效快的新技術，是原除塵工程上附加的一個精除塵項目，彌補了原工程的不足，從根本上解決了“燃燒法”不回收煤氣、轉爐爐氣超標排放，污染環(huán)境的問題。
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