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1、四川AAAA有限公司废气处理工程（90000m/h）设计方案四川博斯腾环保科技有限公司二零一五年九月目 录第一章 废气处理总论21.1 概述21.2 设计依据31.3 设计原则31.4设计范围4第二章 处理工艺设计52.1 设计参数52.2 处理工艺的选择52.3 工艺设计详细参数62.4 袋式除尘系统62.4.1 设备介绍62.4.2 袋式除尘器设计8第三章 电气设计133.1 设计依据133.2 负荷计算133.3 负荷等级133.4 供配电方案133.5 控制方式143.6 启动方式143.7 接地保护与防雷143.8 继电保护143.8.1 低压电动机保护143.8.2 低压配电线路保
2、护143.9 电气设备及材料选择15第四章 经济分析164.1 劳动定员164.2 运行费用的计算16第五章 设备清单17 附：1、废气处理平面布置图 2、废气处理工艺流程图第一章 废气处理总论1.1 概述四川AAAA有限公司，公司位于。公司尊崇“踏实、拼搏、责任”的企业精神，并以诚信、共赢、开创经营理念，创造良好的企业环境，以全新的管理模式，完善的技术，周到的服务，卓越的品质为生存根本，公司始终坚持用户至上 用心服务于客户，坚持用自己的服务去打动客户。熔铸车间共设有2台熔铝炉，同时开炉门数量为1台。熔铸废气主要由三部分构成：炉内烟气、炉口烟气和搓灰烟气。熔铝炉以天然气为燃料燃烧，炉内烟气量约
3、为5000 m3/hr，设计炉口烟气排放量为：70000m3/hr；炒灰机烟气排放风量为：10000 m3/hr；总设计烟气排放量为：90000 m3/hr。为改善工人的工作环境，保护工人的身心健康，提高厂区内外的环境空气质量，我公司对熔铸废气按照“分项治理，集中排放”的原则编制了该工艺设计方案。熔铸废气处理工艺方案的主要内容是：在熔铝炉进料口上方设置集气烟罩，将各炉进料口打开时产生的废气收集与搓灰烟气混合进入布袋除尘器进行除尘处理。根据建设项目环境保护管理条理等有关环保法规要求，在生产车间规划设计、建设、投产的同时，应完成对应的环境治理工程的设计、建设及运行。受四川AAAA有限公司委托，四川
4、博斯腾环保科技有限公司为该项目的废气处理工程编制设计方案，供企业领导与专家组论证、决策。1.2 设计依据l 工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）l 大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）l 钢结构设计规范（GB50017-2003）l 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）l 带式除尘器技术要求及验收规范（JBT8471-1996）l 工业企业厂界排放标准（GB12348-2008）l 工作场所空气中有毒物质允许浓度（GBZ 2-2002）l 工业与民用供电系统设计规范（GBJ52-83）l 工业与民用电力装置的接地设计规范；（GBJ65-85）l
5、花岗石类湿式烟气脱硫除尘装置 （HJ/T319-2006）l 有关国家设计标准及规范。1.3 设计原则l 认真执行国家和地方的有关法规、标准和规定；l 除尘系统配套的设备设计及选型遵循：技术先进、稳定性好、节能、经济适用；l 采用工艺先进、稳定可靠、管理方便的废气处理技术，不但保证废气处理系统的稳定达标运行，且尽量节约投资，降低运行费用；l 设计中必须根据生产的需要和允许条件，在经济合理的原则下，尽可能采用能耗低、故障率低的设备。在机械化、自动化与仪表化程度方面，要从实际出发，根据工艺需要和具体设备的供应情况，妥善确定；l 防止二次污染，注重环境保护，妥善防治废气处理工程中产生新的废气、废水及
6、固废的二次污染；l1.4设计范围l 炉内烟气、炉口烟气、炒灰机烟气“收集处理排放”整个过程的废气处理系统工艺设计、总图设计、设备设计与选型、电气控制、仪表设计及选型、设备端风力调节阀选型；l 收集排放整个过程的工艺设计，包括设备选型、电气设计、工艺安装设计等；l 对废气处理系统供电提出要求，由业主统一筹划；l 对废气处理系统设备基础提出要求，由业主统一筹划；第二章 处理工艺设计2.1 设计参数熔铸车间共设有2台熔铝炉，同时开炉门数量为1台。熔铸废气主要由三部分构成：炉内烟气、炉口烟气和搓灰烟气。熔铝炉以天然气为燃料燃烧，炉内烟气量约为5000 m3/hr，设计炉口烟气排放量为：70000m3/
7、hr；炒灰机烟气排放风量为：10000 m3/hr；总设计烟气排放量为：90000 m3/hr。混合烟气温度110。表2-1 进气标准项 目炉口烟气炒灰机烟气炉内烟气气 量60,000m3/h10,000m3/h10,000m3/h排放温度80常温350表2-2 排放标准项 目排放标准备注浓度（mg/m3）速率（kg/h）烟尘50GB16297-1996二级除尘效率95%烟尘捕集率90%目测2.2 处理工艺的选择对于较细粉尘的治理须采用高效除尘器，如电除尘器或袋式除尘器。由于电除尘器经烟气调质后易结露产生酸雾，腐蚀极板与机体构件，所以不适用于熔铝炉烟气治理。因此熔铝炉烟气治理选用成熟，运行稳定
8、的袋式除尘器，关键是选择合理的机型和合适的滤袋。目前国内袋式除尘器种类繁多，根据我公司对铝加工行业的治理经验，本方案选用脉冲袋式除尘器，其优点是清灰时采用分室轮流进行，即所谓的离线清灰。因此其清灰效果十分理想，可确保长时间良好运行。对压缩空气进行预处理后，可提高滤袋的抗结露性能，确保了系统长期正常运行。2.3 工艺设计详细参数表2-3 工艺设计详细参数原始数据系统组成炉/套炉口烟气炒灰机烟气炉内烟气系统数量套2（同时开炉门1台）1 2烟气量m3/h60000 1000010000设备入口烟气温度80.00 常温350标况烟气量m3/h90000设计过滤面积m21440 布袋型号160mm*60
9、00mm布袋数量套480风机校核流量m3/h90000全压Pa3000 运行温度120风机数量台1配用电机型号kW4级132KW变频电机2.4 袋式除尘系统2.4.1 设备介绍在本工程上应用的除尘器是在线脉冲袋式除尘器。在线高压脉冲袋式除尘器是一种处理风量大、清灰效果好、除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积小的除尘设备。根据华能有限公司的实际情况，本方案新建一套在线脉冲袋式除尘器，主要应对炉口烟气的除尘处理。2.4.1.1 工作原理含尘气体由灰斗上部或中箱体下部进风口进入后，在挡风板的作用下，气流向上流动，流速降低，部分大颗粒粉尘由于惯性力的作用被分离出来落入灰斗，含尘气体进入中箱体经滤袋
10、的过滤净化，粉尘被阻留在滤袋的外表面，净化后的气体经滤袋口进入上箱体，由出风口排出。随着滤袋表面粉尘不断增加，除尘器进出口压差也随之上升。当除尘器阻力达到设定值时，控制系统发出清灰指令，清灰系统开始工作。气包内的压缩空气经由输出管和喷吹管喷入袋内，实现清灰。当喷吹结束后，除尘器恢复到过滤状态。2.1.1.2 脉冲袋式除尘器的特点（1）高压脉冲空气从电磁脉冲阀通过输气管从滤袋中心上方的喷吹孔高速喷出，穿过除尘布袋上方的文丘里管的颈部，包括诱导的二次空气，冲向滤袋内部，沿滤袋长度方向产生短促的脉冲压力波，将沉积在滤袋表面上的粉尘剥离下来，粉尘落入灰斗，干净气体通过净气室排除机外。当电磁阀断电时，脉
11、冲阀膜片关闭、止断高压脉冲气流，一次清灰结束。在线清灰的问题是高压脉冲空气生成的是与主气流逆向的高压气流冲过滤袋使滤袋产生抖动，除去滤袋表面上聚集的粉尘，成片的粉尘落入位于除尘器下部的灰斗中，再经卸料装置排出机外。在此过程中，高压脉冲空气要克服主气流的阻力，其强度势必被削弱。除尘器的有效过滤面积也瞬间（毫秒计）减少。从工业角度看，此面积减少对工艺系统产生的影响是可以忽略不计的。近年来，在线清灰方式的袋除尘器，已被广泛应用在回转窑窑尾废气处理系统中。清灰效果好，节能。（2）离线检修。离线检修时，关闭气动排气阀及手动进气阀，停风使一个室完全脱离开排风系统，再打开检修门，对除尘器内部进行检修和维护、
12、换袋，不漏入外部空气，操作安全，对除尘器没有影响。（3）选用气动排气阀。气动排气阀的优点是由气缸控制，结构简单，可靠，启闭速度快，关闭严密无漏风现象，故障少（一个室设一个阀）能适应单室离线清灰的需要，也可同时关闭二个室，二个室同时离线清灰或一室离线清灰一室离线检修，检修时关闭该室手动进气阀。（4）除尘器进口设有合理的进风均流装置和灰斗导流装置，解决了各室气流分布不均现象，各室气流分布不均匀率在5%以下。（5）除尘器滤袋材质的选用，适合本项目烟气的特点。（6）袋笼采用自动生产线生产的骨架，无漏焊，虚焊，无飞溅的焊渣，表面光滑无毛刺，镀锌，减少了与滤袋的摩擦。可提高滤袋寿命，极易抽出，即使滤袋变形
13、瘪入骨架内也可抽出换袋。（7）滤袋口与花板的密封，采用了弹性涨圈式袋口结构，嵌入花板孔内，与花板连接密封性能好，安装与拆换快捷方便，保证了较低的排放浓度。（8）除尘器密封性能好，采取了气密措施，所有气密性焊缝处均采用严格的煤油检漏措施，保证不漏气。检修门，阀板均采用优质橡胶密封条进行密封，安装后并进行试压检验，以保证泄漏率在2%以下。（9）脉冲阀选用优质产品。（10）压缩空气气源经处理，脱除压缩空气所携带水份，防止冷却的压缩空气喷入滤袋而使滤袋凝水。2.4.2 袋式除尘器设计本方案采用具有离线清灰和在线检修功能的DMF-Y型淹没式脉冲袋式除尘器。除尘设备采用一套常用。本设计只包括除尘本体及本体
14、部分的电控系统、电缆和电缆桥架。2.4.2.1 袋式除尘器总体设计1）除尘器达到技术先进、所有设备的制造和设计必须符合安全可靠、连续有效运行的要求，设备的可用率不低于95 %。系统在投运第一年可投运时间不小于6500小时。2）熔铝炉的连续运行不受除尘器运行或停运的限制，除尘器的负荷范围与熔铝炉负荷范围相协调，为熔铸生产额定出力的60%110%。除尘器不降低熔铸生产的出力，不影响熔铝炉效率和熔铸生产的安全、稳定运行。3）除尘器适应锅炉运行的烟气工况条件，并保证除尘器出口粉尘浓度小于50mg/m3。4）除尘器为整体独立结构，分成8个仓室。两侧面为进风和出风总风道。整个除尘器系统结构紧凑。5）除尘器
15、满足在线清灰。6）除尘器每仓室每个上箱体出口设有气动提升阀，可实现在线清灰。还可实现除尘器不停机状态下的在线检修，不影响锅炉的正常运行。7）除尘装置采取防腐蚀、防磨、防堵、防积灰措施。8）除尘器有足够的、安全的检修通道和检修平台。9）除尘装置范围内所有需要检修起吊设备。10）所有受热部件充分考虑到热膨胀，并有补偿措施。11）在气源1.4中所要求品质时，袋式除尘器所有气动阀门开启、关闭自如，符合相关的国家和业内规范；当气源压力过低时能保证在1.5小时内维持所有气动阀门在此前的状态；并能保证旁路阀打开。12）清灰采用PLC进行控制。PLC预先设定程序，控制脉冲时间，使除尘器清灰工作在最佳状态，因而
16、可以减少动力消耗、延长滤袋、膜片、电磁阀等关键设备的使用寿命。2.4.2.2 滤袋1）滤料的选择对滤料的要求主要有以下几点：能耐高温、能长期承受锅炉出口烟气的温度，而不损坏；能耐折、耐磨，因为除尘器要经常清灰，不能因清灰而破损；耐氧化，耐酸腐蚀，化学性能稳定，耐水解，不吸湿。因为烟气内有水蒸汽和酸性物质；透气性好，过滤阻力小；在高温和挂灰的情况下，滤料的尺寸稳定性好，不致因经纬向的膨胀和收缩使滤袋变形。根据本工程项目烟气的特点，滤料选择涤纶丝。2）滤袋规格尺寸滤袋尺寸为1606000mm。布袋的上端有加强的翻边和钢箍，布袋的下端设计有加强的翻边和双层底面。滤袋靠袋口的弹性涨圈嵌在花板上，将含尘
17、气体和干净气体完全分隔开，不需绑扎。布袋固定在花板上，吊在下面，插入袋笼，保持圆筒形状。2.4.2.3 袋笼袋笼尺寸1556000mm，采用碳钢丝制成，表面喷涂有机硅，能防腐蚀，直径4mm，竖筋12根，间隔200mm设一个反撑环。袋笼的上口设有保护圈，其作用是支撑整个袋笼并保护滤袋的袋口不被踏坏。袋笼的底部设有底碗，保护滤袋的底部不被喷吹气流损伤。袋笼的制作采用专用点焊设备，焊接电流和时间都严格控制，保证接点牢固，没有虚焊、脱焊、漏焊。严格保证垂直度的偏差不超过1，整个袋笼焊接后，表面光滑、无毛剌，对个别粗糙之处用手工打磨处理，焊接完成后采用防腐处理。袋笼具有足够的强度，可以承受滤袋和积灰后的
18、附加载荷。袋笼表面平整光滑，避免毛刺等刮破滤袋。2.4.2.4 花板花板的开孔采用镗孔工艺或激光加工，并清理各孔的锋利边角和毛刺，花板孔径1660.1mm，花板孔中心偏差0.5mm。花板表面平整光洁，无挠曲、凹凸不平等缺陷，其平面度偏差区间全长不大于1/1000。2.4.2.5 脉冲喷吹系统1）脉冲阀的选择脉冲阀的型号种类繁多，质量也参差不齐。根据本公司的工程经验，从性价比和工程应用的效果等方面综合考虑比较，我们选用40套DMF-Y89淹没式脉冲阀。根据设计要求每阀需承担12条1606000mm滤袋的清灰，该阀性能参数如下：喷吹压力： 0.4MPa喷吹气量：300 升/次阀脉冲宽度：100ms
19、电磁阀供电电压：DC24V袋底清灰压力：2000Pa2） 喷吹装置构成脉冲清灰系统包括压缩空气气包、脉冲阀、管道系统、清灰控制系统。每室设一套喷吹装置，每套喷吹装置设5个脉冲阀。3）清灰控制清灰控制采用PLC程序自动控制， 4）压缩空气系统：清灰气源由空压机提供2.4.2.6 灰斗1）除尘器设4个灰斗。2）灰斗斜壁与水平面的夹角不小于60，相邻壁交角的内侧，做成圆弧形，圆角半径为200mm，以保证灰尘自由流动。3） 灰斗配置压缩空气炮清堵装置，能有效地破拱，保证了除尘器灰斗卸灰的顺利进行。4） 每只灰斗有一个密封性能良好的捅灰孔，用于事故放灰，并便于操作。5） 每只灰斗设一个300mm300m
20、m排灰口，并且设有一个500mm600mm方形人孔门。8） 灰斗的贮存量不少于按BMCR工况8小时贮量。2.4.2.7 钢结构1） 除尘器钢结构能承受下列荷载：除尘器荷载（自重、保温、附属设备、最大存灰重）；地震荷载；风载；雪载；检修；正压、负压；2）除尘器支撑结构为自撑式，所有垂直和水平负荷转移到柱子基础上，任何水平荷载都不能转移到别的结构上。3） 除尘器壳体及灰斗有足够高的强度和刚度。4） 除尘器钢结构的设计，采用模块化设计，减少现场焊接。5） 除尘器钢结构、主要梁柱应全部采用型钢。6） 钢结构件符合有关的钢结构设计规范。2.4.2.8 防腐及防雨1）除尘器表面先做除锈处理，除锈等级ST2
21、。设备做防锈底漆2遍，面漆1遍。颜色由建设单位确定。2）露天设备有必要的防雨罩。2.4.2.9 除尘器主要技术参数设备型式：外滤式、在线清灰、PLC程序控制表2-4 除尘器主要技术参数参数单位除尘系统处理气量m3/h90000.00数量台1入口烟气温度110入口粉尘浓度mg/m3300出口粉尘浓度mg/m350过滤风速m/min1.0单台过滤面积m21440滤袋直径mm160.00滤袋长度mm6000.00每只滤袋过滤面积m23.01每只滤袋材料面积m23.03滤袋数量条480设计滤室数量个8每室滤袋数量条60滤料材质耐温纤维连续运行温度120瞬间最高使用温度120喷吹压力MPa0.4耗气量m
22、3/min4.5箱体耐压等级Pa-6000设备阻力Pa1500第三章 电气设计3.1 设计依据l 供配电系统设计规范（GB50052-95）l 低压配电设计规范（GB50054-95）l 工业与民用电力装置的接地设计规范（GBJ65-83）l 建筑物防雷设计规范 GB 50057-94（2000）l 各专业提供的设计资料3.2 负荷计算脱硫脱氟系统系统总装机容量：137单台电机最大功率：132按年运行时间8000小时计，年耗有功电能：Wn=1.056106kWh。表3-1 负荷计算表序号设备名称单机容量kw安装台数工作台数安装容量kw工作容量kw使用时间h/d实际消耗kWh/d1离心风机132
23、111321322431682照明及其它-5516803合计13713732483.3 负荷等级本工程负荷等级为二级。废气处理装置配电电压等级380V/220V，三相四线制，控制电源为交流220V。3.4 供配电方案除尘系统主要有引风机1台，电动蝶阀4套，总装机容量为137KW。除电动蝶阀外，用户从低压配电室提供主电源至除尘控制柜。所有电源均由用户提供，送到控制室。电动蝶阀分别设操控箱，炉口烟气蝶阀操控箱与炉门启闭器同步；控温电动蝶阀由就地温控箱控制。3.5 控制方式 所有用电设备均在现场设按钮箱，在现场可直接开停控制。 在控制柜有手动自动选择： 手动时，在控制柜和现场按钮箱上进行手动控制；3
24、.6 启动方式 离心风机采用变频启动及控制；18.5KW的电机采用Y启动； 其余电机采用直接启动方式。3.7 接地保护与防雷 采用PEN制，配电装置均设集中接地装置：其接地电阻小于4欧姆；低压馈线距离超过50m时，设重复接地装置，其接地电阻不大于10欧姆。本工程建筑物、构筑物均按三类防雷建筑物考虑，屋顶设避雷带，或避雷针做为接闪器，防雷接地与保护接地共用接地装置，其接地电阻不大于10欧姆。3.8 继电保护3.8.1 低压电动机保护短路保护、断相保护、过负荷保护（整定值1.1倍）。3.8.2 低压配电线路保护配电线路采用上下级保护电器，应有选择性动作，干线上的空气开关宜选用短延时脱扣装置；用空气
25、开关保护的线路，短路电流不应小于空气开关瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。3.9 电气设备及材料选择电气设备选择在满足工艺要求以及确保人身安全的前提下，最大程度的选用操作方便、可靠性高、便于维护、自动化程度高的设备，以便使整个电气系统能高效、可靠的运行。低压控制柜选用标准型控制柜，控制柜采用镀锌钢板制作而成，具有抗腐、耐潮、防尘等功能，安全可靠性高、发生故障后影响范围小。各回路主开关选用高分段能力的塑壳断路器。低压进线电缆选用交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆，其它低压动力电缆选用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯铜芯电力电缆，控制电缆选用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯控制电缆，电缆沿电缆桥架或电缆沟敷设。
26、所有电力电缆均按允许载流量选择，电压降校验(工作电流按100负荷计算)、短路电流热稳定校验及保护灵敏度校验。电缆桥架选用有孔带盖板的钢制托盘，表面喷涂防腐、防火，额定均布负荷等级A级；桥架分双层，控制电缆放下层，动力电缆放上层；电缆桥架具有可靠的电气连接并接地；对于震荡的场所，与固定装置连接处设置减震线圈；电缆填充率符合相关标准规范的规定。第四章 经济分析4.1 劳动定员为保证脱硫脱氟除尘系统各设备正常运行,需配备相应的操作、维护、检修人员。本设计按系统正常操作、维护的人员进行编制。设备检修由厂检修工段统一考虑。劳动定员如下：表4-1 劳动定员岗位与工种人操作工1脱硫脱氟剂卸装与配制、渣处理操
27、作工兼维修工电工1 人钳工1人（检修工段兼）合计14.2 运行费用的计算表4-2 年运行费用序号项目单位年消耗量单价（元）费用（万元）1电耗度1.051060.5052.82人工工资人数1360003.63合计56.4第五章 设备清单序号产品名称规格型号材质单位数量1除尘器除尘器主体非标碳钢+耐温漆40吨2爬梯、护栏非标碳钢+防锈漆1套3设备支架非标碳钢+防锈漆1套4滤袋160X6000耐高温滤袋480条5袋笼155X6000耐高温袋笼480套6电磁脉冲阀DMF-Y89淹没式铸铁40只7提升阀5006碳钢+耐温漆8套8气包及喷吹管非标碳钢+耐温漆1套9卸料器YJD-HX-300碳钢+耐温漆4台
28、10脉冲控制仪非标碳钢+喷塑1套11风机离心风机4-72-12D，4级132KW变频电机 风量：90000m/h,全压3000Pa,运行温度120碳钢1台12配电及阀门变频控制柜HLP-SP100 132KW碳钢+喷塑1台13电动蝶阀WBEX-10 1100球墨铸铁2套14电动蝶阀WBEX-10 300球墨铸铁2套15温度传感器0-400 -2套16管道及附件风管300-1200碳钢+耐温漆11.8吨17管件300-1200碳钢+耐温漆2.4吨18管道支架及附件非标碳钢+耐温漆1.9吨19熔炉集气罩4000*2800（H）碳钢+耐温漆2套20其他安装费-1批21设计和调试-1批22管理和税-1批
