1. 概述
焦爐在裝煤推焦過程中會散發大量以煙塵或焦塵為主、並含有co2、氮氧化合物、硫化物等煙塵。為防止焦爐裝煤出焦過程中汙染環境，這些煙塵需經除塵地面站處理後排入大氣。
本工程配套1×65孔炭化室高度5.5m側裝搗固焦爐建一套地面除塵站。鑑於該工程焦爐炭化室孔數僅65孔，且不考慮再建第二座焦爐，在生產時出焦操作間隔時間較長，所以本方案設計為裝煤、出焦「二合一」除塵系統。
地面除塵站界限從裝煤除塵幹管和出焦集塵幹管開始至地面除塵站為止。
焦爐炭化室長×寬×高為15980×500(平均)×5500mm，單爐裝煤量35t，單爐焦炭產量約27t。
1.1 裝煤除塵概述
本設計裝煤除塵系統的煙氣量及有關引數如下：
裝煤過程中產生的陣發性的黑煙及黃煙等汙染物在除塵風機的抽吸下首先進入焦爐爐頂燃燒導煙車，煙氣在燃燒室內充分燃燒，燃燒溫度達1000℃～1100℃，將煙氣中96%以上的苯並芘、苯可溶物、硫化氫、氫化氰、一氧化碳等有害物質燒掉。燃燒後的煙氣及積碳、煙灰塵等經適量摻風後冷卻至200℃以下並經設定在焦側爐頂的固定翻板閥集塵幹管進入裝煤煙氣吸附淨化裝置。煙氣經吸附淨化裝置初步淨化後經過滅火式冷卻器滅火降溫，除去大顆粒或著火的煤粉，溫度降至110℃以下，然後進入阻火型低壓脈衝式布袋除塵器，除塵後煙氣排放濃度<50mg/m3。
由於煙氣中含有水蒸汽、焦油，會使濾袋除塵效率降低，故布袋除塵器每次過濾裝煤煙氣之前，應對濾袋作預噴塗處理，噴塗介質為出焦除塵捕集的焦粉。除塵器淨化後的氣體經除塵風機、消聲器、煙囪排入大氣。布袋除塵器、冷卻器收集下來的灰塵，經過卸灰閥、刮板輸灰機輸送至粉塵倉，粉塵倉內的粉塵定期經加濕機加濕後卸入汽車運走。
除塵風機通過變頻電機調速。裝煤除塵系統與導煙車訊號連鎖。當導煙車給出裝煤訊號時，關閉非常閥，連通固定集塵幹管上對應的翻板閥，接著除塵風機高速運轉,進入除塵工作狀態。
裝煤停止後, 除塵風機低速運轉。非常閥平時處於關閉狀態，當除塵器入口煙氣溫度≥120℃時，非常閥開啟，起到保護除塵器的作用。
沿焦側爐柱頂部敷設的集塵幹管是由固定翻板閥、平衡閥、伸縮節和端部消聲器等組成。
1.2 出焦除塵概述
本設計出焦除塵系統的煙氣量及有關引數如下：
出焦過程中，攔焦車上的集塵罩通過翻板閥與集塵幹管連通。焦側爐門框頂部逸散的煙塵、推焦過程中焦餅向熄焦車塌落時以及熄焦車內紅焦與周圍環境中空氣燃燒後產生的大量煙塵、導焦柵頂部逸出的煙塵，在熱浮力和除塵風機的作用下，經混風通過集塵罩進入翻板閥組成的集塵幹管。煙氣先經過滅火式冷卻器，除去大顆粒或著火的焦粉，煙氣溫度降至120℃以下，然後進入阻火型低壓脈衝式布袋除塵器，除塵後煙氣排放濃度<50mg/m3。
淨化後的氣體經除塵風機、消聲器、煙囪排入大氣。布袋除塵器、滅火式冷卻器收集下來的灰塵，經過卸灰閥、刮板輸灰機首先輸送至預噴塗裝置，多餘的粉塵送到粉塵倉，粉塵倉內粉塵定期經加濕機加濕後卸入汽車運走。
除塵風機通過變頻電機調速。出焦除塵系統與攔焦車訊號連鎖，當攔焦車給出推焦訊號時, 關閉非常閥，連通固定集塵幹管上對應的翻板閥，接著除塵風機高速運轉,進行除塵工作。推焦停止後, 除塵風機低速運轉，同時開啟氣動非常閥，滅火式冷卻器降溫，為下一迴圈作準備。
沿焦側敷設的集塵幹管是由固定翻板閥、平衡閥、伸縮節和端部消聲器等組成。
1.3 地面除塵站裝置
地面站除塵系統由裝煤、出焦除塵系統及站內滅火式冷卻器、阻火型低壓脈衝式布袋除塵器、風機、予噴塗裝置和輸灰系統等組成。這些管道裝置都屬於除塵專用裝置，必須經專業生產廠商設計製造。
2. 裝置布置及控制水平
裝煤、出焦除塵採用「二合一」 除塵系統。即裝煤、出焦共用一台滅火式冷卻器、除塵器、風機、煙囪、貯灰倉及配套輸灰設施等。為防止卸灰時粉塵二次飛揚，貯灰倉下設加濕卸灰機一台，卸灰時對粉塵加濕攪拌，裝車運走。
風機機組、預噴塗裝置設在一層地面上。各除塵系統在需要進行風壓、風量、含塵濃度等檢測部位設定平台、監測孔和監測電源。
各除塵系統設plc自動控制系統，分集中控制和就地控制。進出控制室i/o櫃的模擬量訊號，必須進行安全隔離，配帶有隔離型安全柵。且現場plc控制器預留有上傳總調開放性介面。
plc採用西門子s7-300型，地面除塵站各檢測點應通過上位機在地面站中控室實現畫面顯示，採用22寸液晶顯示器，一用一備。
3. 通用要求
（1）焦爐煙塵中含有多種腐蝕性物質，要求裝煤、出焦管道裝置有一定的防腐能力；焦爐煙塵溫度較高，裝煤煙塵進入燃燒室後的溫度達850~900℃，出焦粉塵進入翻板閥溫度達~250℃，要求裝煤、出焦管道裝置有一定的耐溫能力；焦爐煙塵含塵濃度較高，尤其是出焦煙塵，含有大量較大顆粒的焦塵，要求各管道裝置有一定的耐磨能力；同時充分考慮系統防爆裝置的設定及抗震防震措施。除塵管道上手動蝶閥、伸縮節和端部消聲器之間用法蘭連線，各裝置法蘭之間應相互配合，每組翻板閥之間、翻板閥與直管段之間以及平衡閥、伸縮節和端部消聲器法蘭之間使用金屬纏繞墊，靜密封漏氣率低於0.5‰。
（2）當地氣象條件
年平均氣溫 9.5℃
最高氣溫 39.1℃
最低氣溫 -22.4℃
年平均氣壓 902.6hpa
最大凍土深度 105mm
最大積雪厚度 15mm
本工程抗震設防烈度為7度。
（3）室外安裝區域防爆等級：22區。
（4）低壓配電屏裝置應滿足《低壓成套開關裝置和控制裝置》和相關標準最新有效版本中的各項技術要求。選用資質好、生產能力強、信譽度高、售後服務好的生產廠家的優質產品。低壓配電屏嚴格按設計的配電系統圖中電氣元件的型號規格及對應生產廠家生產的產品進行配置，如刀開關、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、電流互感器、電湧保護器、電能表等。
（5）各裝置的控制操作按圖紙要求，並訂購符合圖紙要求的操作箱、控制箱等，沒經過設計院或甲方批准，不能隨意改變。
4. 具體要求
4.1 裝煤出焦地面除塵站管道部分
4.1.1 固定翻板閥
a. 用途：該閥門用於導通裝煤(出焦)集塵幹管與導煙車（攔焦車集塵罩），使裝煤（出焦）煙塵通過此閥進入地面除塵站處理，是移動塵源與固定裝置之間的連通裝置。
b. 工作原理：當焦爐生產時，導煙車（攔焦車）的液壓推桿將該翻板閥的翻板推開，閥門控制桿旋轉75度使閥門開啟，導煙車（攔焦車）導管的可伸縮介面與該翻板閥端面對接，使含塵煙氣由導煙車（攔焦車集塵罩）進入由固定翻板閥組成的集塵幹管；裝煤(推焦)完成後，導煙車（攔焦車）上的液壓推桿及可伸縮介面退回，該翻板閥關閉，完成一爐除塵計畫。
c. 要求：由單個閥門連線成的集塵幹管，閥間應嚴密，漏氣率<3%；單體閥門開啟應靈活可靠，漏氣率<3%，單體試驗壓力為0.017mpa。閥體確保三年不變形。
d. 本工程一套裝煤出焦地面站需裝煤固定翻板閥65臺，直徑為1612×6mm,。需出焦固定翻板閥67臺，直徑為2466×8mm。
4.1.2 平衡閥
a. 用途及工作原理：該閥用於集塵幹管末端，利用配重原理，通過調整重錘在擺臂上的位置，使之在設計壓差下自行開閉。
b. 要求：單體試驗壓力為0.017mpa。開啟壓力為-1000 pa。
c. 本工程一套裝煤出焦地面站需φ2450平衡閥乙個，φ1600平衡閥乙個。
4.1.3 伸縮節
a. 用途及工作原理：裝煤出焦時產生的煙塵溫度高，進入集塵幹管後會使管道溫度公升高，使用該裝置可克服熱膨脹力和由此產生的熱位移。安裝時，依靠調整螺柱的長度來調節管道的預留量。
b. 要求：該裝置密封填料密封效能良好，充分考慮伸縮節的耐溫能力，保證工況下正常使用。漏氣率<3%；最大調節量為-100~60mm。
c. 本工程一套裝煤出焦地面站需φ2450單側伸縮節2個，φ1600單側伸縮節2個。
4.1.4 管端消聲器
a. 用途及工作原理：當平衡閥開啟，空氣進入集塵幹管時會產生噪音，該裝置工作時利用其內部的吸聲材料來降低噪音。
b. 要求：消聲能力不小於20db（a）；裝置阻力不大於200pa；該裝置尤其應對中低頻聲音有良好的消聲效果。
c. 本工程一套裝煤出焦地面站需φ2450消聲器乙個，φ1600消聲器乙個。
4.2 裝煤出焦地面除塵站站內主要裝置
4.2.1 裝煤出焦用除塵器、滅火式冷卻器及其配套裝置
4.2.1.1 阻火型低壓脈衝式布袋除塵器（一台）
1). 用途：設定在除塵地面站內，在除塵風機的作用下用於過濾裝煤出焦時含塵氣流，達到控制汙染的目的。
2). 構成及工作原理: 除塵器本體採用5mm q235鋼板，花板採用6mm q235鋼板。
除塵器由上箱體、中箱體、灰鬥、進出風管、進風口風量調節閥、出風口閥門、支架、濾袋及噴吹裝置、卸灰裝置、平台等組成。含塵空氣從除塵器中部的進風口進入各分室，淨化氣體透過濾袋經過離線閥和排風管從上部排出。當裝置阻力達到限定的阻力值（一般設定為1600pa左右）時，由清灰控制裝置按差壓設定值或清灰時間設定值自動按設定程式進行噴吹清灰，灰鬥中的灰落入刮板機排入貯灰倉。
3). 技術要求
4). 效能要求
（1）除塵器可連續清灰；要求清灰時間、清灰間隔和清灰的週期可根據使用者實際需求調節；
（2）除塵器電源為380ｖ/220ｖ，50hz。
（3）可集中控制和就地控制。
（4）除塵器設足夠面積的防爆孔。
（5）所配脈衝電磁閥為進口產品：使用壽命》150萬次。
（6）所配雙層氣動卸灰閥，額定輸入電壓dc24v。
（7）每個倉室設2個洩爆口，洩爆口法蘭開孔避開行人走行處。
（8）除塵器保溫採用80kg/m3岩棉,保溫厚度50mm,外覆彩色瓦楞板。
（9）除塵器灰鬥均需配置料位計及倉壁振動器。
（10）使用制度：常年連續運轉。
（11）阻火型低壓脈衝式布袋除塵器噴吹含塵氣必須處理達標後方可排放。
4.2.1.2 滅火式冷卻器（一台）
1). 用途：
設定在除塵地面站內，用於降低焦爐裝煤出焦時的煙氣溫度，使進入除塵器的煙氣溫度低於120℃，保證了除塵器的正常使用。同時，具有蓄熱和預除塵的作用。
2). 構成及工作原理
滅火式冷卻器要由箱體、灰鬥、冷卻板、進、出風管、卸灰裝置、支架等組成。焦爐裝煤或出焦時產生的高溫煙氣，在除塵風機的作用下，由管道進入滅火式冷卻器中，穿過冷卻器板組，在慣性碰撞、重力沉降的作用下，使煙氣中大顆粒及火星類物質直接進入灰鬥，並在冷卻板的作用下，煙氣溫度得以迅速降低，由180℃降至120℃以下。從而保證了除塵器的正常使用。
裝煤或出焦完成後，風機低速運轉時，管路旁通非常閥開啟，使室外空氣進入滅火式冷卻器中，由於該氣體溫度較低，可將冷卻板組蓄積的熱量帶入除塵器中，使除塵器保持一定的溫度。同時，也使冷卻板的溫度得到降低，為下一次的冷卻操作做好準備。
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