张秀江

(中钢集团工程设计研究院有限公司)

摘 要：将精细化的设计理念应用于除尘工程设计中。当多个不同时工作除尘点合设一个除尘系统时，为了节省风量，对不同时工作点采用阀门切换；将不同时工作的除尘管道分开设置，集中接入除尘器入口处，避免不同时工作除尘点之间的互相影响；采用完全平衡法，进行管网阻力平衡计算，初算出各除尘支管调节阀开度；分析不同工况，得出不同工况下风机的工作点，采用变频风机实现自动转速切换。得出结论为: 在保证除尘效果的前提下，采用精细化设计与常开式除尘系统设计相比，建造成本节省约31％，全年耗电量节省约 69％。 

关键词：精细化；设计；除尘；转运站

随着环保标准的日趋严苛，生产型企业的生存竞争压力逐渐增大。钢铁企业对除尘系统的运行提出了更高的要求，除尘工程设计的精细化势在必行。精细化设计可以显著提高设计质量，在满足功能要求的前提下，实现降低建造成本，节约运行费用，减少资源浪费，提高企业竞争力的目标。笔者就某胶带转运系统除尘工程设计，在精细化设计方面所做的探索进行介绍。 

1 工程概况及除尘总体方站案的确

设计共包含５个转运站，各转运站内产尘点分别为1 ~3个不等，且物料输送方向和工作制度不同，输送物料有铁精矿和球团矿。

对于转运站除尘往往存在着分散除尘和集中除尘两个方案的选择，就该工程而言，在基本设计阶段对两个方案进行了定性的比较，见表1。

在基本设计审查时，业主根据企业实际情况，综合权衡选择采用集中除尘方案。 

1.1  各除尘点抽风量

 胶带运输机输送的物料为铁精矿或球团矿，除尘点为胶带运输机的转运点，除尘点抽风量采用的公式为 L ＝ L_诱 ＋ L_吸，各项数值可以从设计手册^[1]查取，各除尘点风量计算结果见表2，风量在查表计算基础上进行适当圆整处理。 

1.2  各除尘点同时工作的组合

因胶带机工作制度不同，输送物料不同，根据胶带机可能出现的所有同时工作组合，可以分析出该系统除尘点所有可能的工作组合工况，见表3。

2 除尘管网设计及设备选型

2.1除尘管网设计

(1) 除尘管道风速

该工程粉尘主要成分为铁氧化物，属于重矿物粉尘，根据除尘管道最低风速的规定，最低风速确定为17m/s。选取满足要求的最低风速^[2]，也是除尘管网节能的一项重要措施。 

(2) 除尘器的定位

在集中除尘工程的设计中，除尘器的总图定位对于系统的阻力损失有决定性的影响。5 个转运站基本呈直线分布，TT2 转运站位于中部，为了减少系统阻力损失，决定除尘器靠近 TT2 转运站布置，这样可以保证除尘器位于5 座转运站的中间位置，从而实现系统阻力损失最小的目标。

(3) 除尘管道布置组合

因存在不同时工作的除尘点，除尘管网布置是根据表 3所示的几种工况布置管道路由，原则是同时工作的除尘点可以合并接入管网，不同时工作的除尘点通过除尘管道在除尘器前分别接入^[2]，除尘管网的连接二维简图见图1。

(4) 除尘点的切换措施

在每个除尘支管上设电动切换阀与所服务的胶带机连锁，胶带机工作，阀门开启，胶带机停机，阀门关闭 (也可滞后一定时段关闭)。 

(5) 管网阻力平衡计算

除尘管网阻力平衡计算的任务是满足表 3 所列 6种工况的平衡。各工况下，系统风量和风机风压 (由最不利管路阻力为基础计算而来) 及对应的风机轴功率计算结果见表4 。

通过工况分析，除尘器之前的管路只要分别满足工况3、 工况采用完全平衡法^[3]5进和行工阻况力6平的衡阻计力算平，衡限即于可篇，幅此部分内容略去，各除尘支管调节阀初调阀位计算值见表5。 

2.2  除尘设备的选型

(1) 除尘器

除尘器采用低压脉冲长袋除尘器，技术参数略。 

(2) 风机

风机采用 G4 －73No6D 型，采用变频调速，技术参数略。 

(3) 输灰设备

输灰设备流程为: 除尘器灰斗下星形卸灰阀→水平埋刮板机→粉尘搅拌加湿机→装车外运，设备技术参数略。 

2.3  除尘管道连接的优化

管道连接方法为将同时工作的点连接起来接入除尘器，非同时工作的除尘点通除尘管道之间为并联^[2]，在除尘器前总管上汇合。 

3 运行方案及结果

3.1  除尘点各支管的阻力调节

根据表 5的计算结果，将除尘管道支管上的调节阀位预先调整到计算值，待系统运行后进行微调，避免系统平衡调整的盲目性，3除尘系统各工况下的运行方案根据表4的计算结果，查取风机特性曲线，确定各工况下除尘风机对应的转速，见图2。 

图 2中点1 ~ 6为除尘系统在6种工况下风机运行的工作点，当系统处于某个工况，通过PLC控制系统，风机转速自动切换到对应工况点的转速，各种工况对应的转速推算见表 6，表 6中的数值只是理论值，实际运行时可以进行微调，以满足除尘系统运行要求。

3.2精细化设计与全开式系统的比较

所谓全开式系统是指对存在多点不同时工作的除尘点采用除尘点全开运行的除尘系统，这种方法无需分析生产工艺过程，属于粗放式的设计方法，对于该工程，使用精细化设计与全开式系统的比较见表7。 

4 结语

对于含有不同时工作除尘点的复杂除尘系统，采用精细化设计与全开式系统设计相比， 可以减小除尘系统的风量，从而也减小了设备规模，就该工程而言，建设成本节省约 31％ ，全年节电约 69％ ，同时精细化设计在设计阶段就完成了除尘管路阻力基本平衡，只需系统开车后现场微调，避免了现场调试的盲目性，减少了现场调试的工作量，使系统运行工况更合理更经济。 

参 考 文 献

[1] 郭丰年 钢铁企业采暖通风设计手册 [M] 北京: 冶金工业出版社，1996.

[2] 张秀江 除尘管网的节能设计 [J]. 冶金能源，2018，37 (1): 9 －12.

[3] 张秀江 完全平衡法 － 除尘管路阻力平衡计算方法的探讨 [C]. 第十一届中国钢铁年会，2017：15 －39.