2024-01-12
中周波電気炉用集塵機の実地生産における応用

中周波炉にはそれぞれ排ガス収集装置が設置されています。炉口には回転式上部集塵フードが設置されており、このフードは自由に回転でき、材料投入時や排出時には開き、溶解時には閉じます。2基の炉の主管路にはそれぞれ電動バタフライバルブが設けられています。2基の炉はそれぞれ溶解用と保温用として使用されます。

1.2 パルスバルブの選定、噴射管の噴射距離、噴射圧力は精密に計算されています。

1.3高品質の電磁パルスバルブを採用し、パルス逆洗による除塵効果を保証します。

1.4耐高温、防水、耐油性のニードルフェルト素材を採用。この素材は耐高温性、優れた通気性、小さな濾過粒子径、そして除塵が容易な特性を持ちます。

1.5装置構造はコンパクトで、設置面積が小さくなっています。

1.6装置を構成する鋼構造部品はすべてショットブラストまたはサンドブラスト処理が施されており、外観品質が大幅に向上し、装置の使用寿命も延長されています。

1.7排灰機構はホッパーとロータリー排灰バルブを採用しています。排灰時には、排灰バルブがシステム全体の密閉性を確保し、気密を保つことで、装置からの漏気や粉塵の飛散を防ぎ、現場の清潔さを維持します。

1.8装置のメンテナンスは簡単で、従来の旧式集塵機のように上部からバッグを取り出す不便さが解消されています。バッグは集塵機の側面にあるメンテナンスドアを開けて直接取り出すことができ、メンテナンスが非常に容易です。

二、機能概要

現在の産業発展は大気環境にますます大きな影響を与えており、特に重工業、冶金、溶解、インフラのセメントキルン、発電所などにおいて、環境汚染は耐え難いレベルに達しています。

現在、我が国は環境保護を非常に重視しており、経済の持続的発展と同時に科学的な環境保護、資源の合理的利用を図り、「三廃」(廃水、廃ガス、廃棄物)汚染や公害の発生を防止するよう努めています。環境保護がますます重要視される時代に対応するため、産業を発展させる一方で、環境保護にも注意を払うべきです。

高効率のパルスバグフィルターを用いて含塵排ガスを処理することは、現在、様々な大気汚染を対策する最も効果的な方法です。集塵機により有害な含塵排ガスを濾過し、大気中に排出される清浄な空気を環境や住民の生活に無害なレベルにします。これにより汚染を軽減できるだけでなく、企業の排出対策にかかる費用も大幅に削減できます。

集塵機では、高圧圧縮空気を使用してフィルターバッグにパルス除塵を施し、パルス制御装置が除塵時間と除塵間隔を制御します。除塵システムの動作原理は、集塵機に設置されたパルス制御装置が定期的に除塵を行うことです。すなわち、パルスバルブの除塵パルス長とパルス間隔を設定し、フィルターバッグにパルス除塵処理を施します。電磁パルスバルブの動作はパルス制御装置によって制御され、動作順序は左から右へと列ごとに噴射されます。

集塵機は上向き給気、下向き排気、外側濾過方式の構造を採用しています。これにより、粉塵の沈降方向と気流の方向が一致し、粉塵の沈降が促進され、集塵効率が向上します。

本方案では、提供された誘導炉の稼働状態、煙ガス発生量、および煙ガス温度に基づき、当社の最新型FD型パルスバグフィルターを使用して、2基の中周波炉の集塵処理を行います。

このタイプの集塵機は、設置面積が小さく、除塵効率が高く、メンテナンスが容易な性能を備えています(集塵機の構造タイプは下図参照)。集塵バッグは長方形のバッグで、集塵機の鋼製ハウジング内にマトリックス状に配置されています。含塵ガスは集塵機の上部から入り、バッグでろ過された後、清浄なガスは集塵機の底部から排出されます。バッグは、メンテナンス担当者が集塵機のメンテナンスプラットフォーム上で側面から容易に引き出して点検または交換でき、従来の旧型集塵機のように集塵機上部でのメンテナンスが不便だった現象を回避します。

集塵機の動作原理は、沈流式・外ろ過式です。含塵ガスがろ過されると、粉塵粒子はバッグの外表面に捕捉され、清浄なガスはバッグ内部からファンの作用で大気中に排出されます。本集塵機のろ過効率は99.9%に達し、集塵機の排出濃度は<50mg/m3です。

三、設備構成と構造的特徴

3.1 煙ガス収集フード

煙ガス収集フードの役割は、飛散する煙塵を収集し、配管を通じて集塵設備に送り、浄化処理することです。本方案では、実際の煙ガス発生位置と構造に基づき、収集フードの位置を合理的に配置し、その構造形状を設計することで、収集フードが含塵煙ガスを完全に収集し、配管を通じて次の集塵工程に送れるようにします。また、実際の状況に応じてフード口の風速を設計します。2基の3トン中周波炉は1つの煙ガス収集システムを共用し、各電気炉は予備として1基ずつ使用され、各集塵配管には自動切換えバタフライバルブが設置され、炉体の使用を切り替えます。煙ガス収集フードの設置は、炉体の直径と形状に応じて、回転式上部吸引フードの2部分で製作します。電気炉が材料投入や排出を行う際には、回転フードを反対側に回し、通常作業時にはフードを炉体の上部に回して覆います。

3.2 パルス逆洗バグフィルター

パルスバグフィルターは、現在国際的に最も一般的で高効率なバグフィルターです。その特徴は、各パルスバルブの出口に噴射管を設置し、噴射孔の下に配置されたバッグに対して高効率なパルス除塵を行うことです。当社が製造するFDシリーズパルスバグフィルターは、主に以下の各部で構成されています:

3.2.1 集塵機ハウジング

集塵機ハウジングの製作は、各接続部で漏気が発生しないことを厳格に保証します。なぜなら、ハウジングが漏気すると、粉塵が外部に漏れ出し、集塵機が機能しなくなるからです。そのため、各接続部は設置時にシール材でしっかりと密閉します。ハウジングを製作する鋼板の厚さは、強度と剛性の要件を十分に満たし、動作圧力下で変形が生じることはありません。集塵機ハウジングはすべて高品質鋼板で製作され、さらにショットブラストまたはショットピーニング処理を施し、鋼板の表面強度と平滑度を向上させています

3.2.2 除塵システム

除塵システムの良否は、集塵システム全体の動作の良否に直接関わります。適切な除塵圧力とパルスバルブを選択することが、除塵システムの鍵です。本集塵機の高効率パルス除塵システムは、主に以下を含みます:

3.2.2.1 圧縮空気ろ過システム

集塵機の圧縮空気主管路には、圧縮空気浄化システムを設置し、圧縮空気中の油分や水分を除去して、パルスバルブへの損傷を防ぎます。また、エアタンクの吸気口には標準的な油汚れろ過用の三点セットを設置し、二次ろ過網の孔径は5ミクロン以下とします。三点セットには圧力計が付いていることが望ましく、そうでない場合はエアタンクに独立した圧力計を設置する必要があります。

3.2.2.2 エアタンク

A、 エアタンク設計時には、安全と品質要件を考慮し、当社はJB/T10191「バグフィルター安全要件パルス式バグフィルターエアマニホールド」規格に準拠して製作します。これにより、エアタンクが使用圧力下で正常に動作できるようにします。

B、 エアタンクは十分な容量を持ち、パルス噴射に必要なエア量を満たせるように設計されています。また、パルス噴射後のエアタンク内の圧力降下は、元の貯蔵圧力の30%を超えません。直角弁の取り付け方法は図の通りです。

C、 エアタンクの給気管は大口径を採用し、補給速度を満たせるようにします。

D、 弁はエアタンクの側面に取り付け、エアタンク内の油汚れや水分がパルス弁を介してフィルターバッグに噴射されるのを防ぎます。

E、 各エアタンクの底部には手動式油水分離ドレン弁が付いており、定期的に容器内のスラッジや不純物を外部に排出します。

F、 エアタンクは加工製造後、圧縮エアで連続噴射して内部の溶接スラグを洗浄し、その後で弁を取り付けます。

3.2.2.3 噴射管

A、 フィルターバッグの数に応じて噴射管の長さを決定します。噴射管が各フィルターバッグに正確に合わせて噴射洗浄できるようにします

B、 噴射管の肉厚は、その長さと材質(硬度)に基づいて決定し、自重による曲がり変形が生じないようにします。

C、 各噴射管には、各フィルターバッグに対応する噴射孔が設けられ、各孔が1つのフィルターバッグに対して逆洗浄を行いシステム全体の洗浄効果を向上させます。

D、 パルスエア流量が最初のフィルターバッグと最後のフィルターバッグの間で±10%以内の差に収まるようにします。

E、 エアタンク圧力、パルス弁抵抗、噴射管寸法、噴射孔数などの要因に基づき、フィルターバッグ口径と設計経験および実験値を考慮して、噴射管とチューブシートの最適距離を決定し、噴射エアがフィルターバッグ全体の長さをカバーできるようにします。

パルス噴射式集塵機は、主に圧力エアタンク内の圧縮空気を払落しエネルギーとして使用し、パルスバルブを作動させてパルス気流を逆方向にフィルターバッグの口元から底部までパルス振動させます。その目的は、パルス振動によりフィルターバッグの外側に付着したダストケーキを集塵機のホッパーに落とすことです。圧力や流量が不足し、この気流が弱すぎると、払落し力がフィルターバッグの底部に届かず、ダストケーキが剥がれず、局所的なダスト堆積が発生し、機器の抵抗が増加し、ろ材の負荷が不均一になるなどの現象を引き起こし、フィルターバッグの寿命を縮めます。逆に、払落し力が強すぎると、ろ材表面に浸透した微細粒子が表面に押し出され、「二次飛散」現象が発生します。同時に、フィルターバッグも振動力が強すぎるため、ケージとの摩擦が高まり破袋する可能性があります。したがって、高圧、中圧、低圧のいずれの圧縮空気源を使用する場合でも、当社はプロセス、煙塵、ろ材の性質に基づいて、機器の払落し力と流量を合理的に設計します。

3.2.2.4 フィルターバッグ及びフレーム

集塵機全体において、ダストをろ過する主要部品はフィルターバッグです。フィルターバッグの選定は、処理するダストの性質に基づいて決定する必要があります。例えば、ダストの温度、含水率、粘性、粒径などの条件です。

本計画では、誘導炉が鉄スクラップなどの原料を溶解する際に、ダストを含む高温で腐食性のあるガスが発生するため、煙道ガスが集塵機のフィルターバッグに損傷を与え、機器の故障や燃焼・爆発を引き起こすのを防ぐため、耐高温機能を備えたニードルフェルトを採用し、集塵機全体の正常な運転を保証します。

当社は、集塵機の使用効果を保証するため、上海博格、大公、または無錫必達福(ドイツ)などのメーカーが製造する高品質のニードルフェルトろ材を優先的に採用します。

フィルターバッグフレームは全て高品質の冷間伸線鋼線をスポット溶接して製作し、全て亜鉛メッキ処理を施していますこれにより、フレーム全体の剛性を保証するだけでなく、フレーム表面は滑らかに仕上げられ、バリなどの溶接欠陥がなく、フィルターバッグの破れを防ぎます。

3.3 ダスト排出装置

集塵機は運転中にその密閉性能を保証し、ダストが隙間から漏れ出さないようにする必要があるため、本集塵機のダスト排出システムはホッパーとロータリーダスト排出バルブで構成されています。ダストはフィルターバッグでろ過され、大きな粒子は直接底部のホッパーに落下し、小さな粒子はフィルターバッグの外表面に付着します。パルス逆洗払落しシステムが作動した後、フィルターバッグ表面に付着したダストを底部ホッパーに吹き落とし、払落し作業を実現します。底部ホッパーのダストはホッパーで収集され、ロータリーダスト排出バルブを介して排出されます。ロータリーダスト排出バルブは運転中、ダストを連続的に排出できるだけでなく、集塵機全体の気密性を常に保証します。ダスト排出バルブで処理された後、ダストは飛散現象を防ぐだけでなく、袋詰めも容易になり、二次汚染を回避できます。

3.4 清浄空気排出システム

集塵機でろ過された後のガスは、清浄で国家排出基準を満たしたガスです。清浄ガスは遠心送風機によって煙突を介して大気中に排出されます。高速気流は運転中に気流騒音を発生させるため、集塵煙突にはF型気流消音器が取り付けられ、気流騒音を低減し、煙道ガス排出システム全体の騒音を90デシベル未満に抑えます。ファンの選定は、システム全体に必要な風量と圧力損失に基づいて計算・選定され、集塵システム全体を負圧状態に保ちます。ファンバルブの開閉は手動バタフライバルブで制御でき、起動時と停止時の制御を実現します。

3.5 含塵ガス配管

含塵ガス配管は、煙道ガス収集フードと集塵機を接続する配管です。ダストの物性(例えば、粒子の浮遊速度)とダスト濃度に基づいて、ろ過風速を合理的に選択し、含塵ガス配管の直径を設計します。

3.6 電気システム

電気システムの運転は、各制御点に設置された制御要素を介して監視でき、フィードバック信号を収集した後、自動設定されたプログラムによりフィードバック情報を処理します。電気部品は全て合弁または国産の高品質ブランドを採用し、電気システムの正常な使用を保証します。電気制御システムは遠隔制御を実現できます。

四、動作原理

2基の中周波炉を交互に使用し、一方が稼働中で他方が保温状態となるため、各炉に煙収集フードと自動切替バタフライバルブをそれぞれ設置し、炉からの煙を切り替えて吸引します。煙収集フードは、炉体の直径や形状に合わせて回転式の上部集塵フードの2部構成で設置されます。電気炉の材料投入や排出時には、回転フードを反対側に移動させ、リング状フードは炉体と一体で回転するように作られています。通常稼働時には、回転カバーフードを炉体のリング状フード上に回転させて煙を収集します。

パルス逆洗式集塵機の動作原理は、高濃度の粉塵を含むガスを、集塵ポイントに設置された回転煙収集フードと集塵ダクトを通じて集塵機本体内に吸引し、その後フィルターバッグによるろ過で大部分の粉塵粒子をバッグに付着させ、清浄なガスを誘引ファンを通じて大気中に排出するものです。集塵機のガス入口には温度自動監視装置が設置されており、信号を発することができます。粉塵ガス輸送ダクトには外気弁が設けられており、煙温度が集塵機のフィルターバッグの耐熱温度を超えた場合、温度監視装置が信号を発し、外気弁が自動的に作動して冷気を補給し、ダクト内の熱風と混合することで粉塵ガスの温度を下げ、集塵機内に入るガス温度をフィルターバッグの耐熱温度以下に保ち、集塵機の焼損を防ぎます。

FDシリーズ集塵機は、パルス式の払い落としと外部ろ過方式を採用した集塵機で、オンライン払い落としのろ過方式を採用することで、集塵機の稼働効率を向上させています。集塵機は扁平なバッグを採用しており、丸型バッグ式集塵機に比べてシステム全体の体積が小さく、設置面積も少なくて済みます。また、メンテナンスが容易で、集塵機のフィルターバッグを側面から簡単に修理することができます。

五、技術パラメータ

2*2-3トン中周波炉集塵浄化システム技術パラメータ

1  集塵風量                                  40000m3/h

2  集塵機型式                                   FD621

3  ろ過面積                                      432m2

4  ろ過風速                                  1.54m/min

5  フィルターバッグ数                             288本

6  フィルターバッグ材質                    フルメット耐熱性ニードルフェルト

7  ファン型式                                    4-72-10D

8  ファン出力                                      55KW

9  風量                                40441~56605m3/h

10 風圧                                  3202~2532Pa

11 パルス弁作動圧力                          0.5~0.6MPa

12 排出濃度                                   <50mg/m3

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