張秀江
(中鋼集團工程設計研究院有限公司)
摘 要：將精細化的設計理念應用于除塵工程設計中。當多個不同時工作除塵點合設一個除塵系統(tǒng)時，為了節(jié)省風量，對不同時工作點采用閥門切換；將不同時工作的除塵管道分開設置，集中接入除塵器入口處，避免不同時工作除塵點之間的互相影響；采用完全平衡法，進行管網(wǎng)阻力平衡計算，初算出各除塵支管調(diào)節(jié)閥開度；分析不同工況，得出不同工況下風機的工作點，采用變頻風機實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)速切換。得出結論為: 在保證除塵效果的前提下，采用精細化設計與常開式除塵系統(tǒng)設計相比，建造成本節(jié)省約31％，全年耗電量節(jié)省約 69％。
關鍵詞：精細化；設計；除塵；轉(zhuǎn)運站
隨著環(huán)保標準的日趨嚴苛，生產(chǎn)型企業(yè)的生存競爭壓力逐漸增大。鋼鐵企業(yè)對除塵系統(tǒng)的運行提出了更高的要求，除塵工程設計的精細化勢在必行。精細化設計可以顯著提高設計質(zhì)量，在滿足功能要求的前提下，實現(xiàn)降低建造成本，節(jié)約運行費用，減少資源浪費，提高企業(yè)競爭力的目標。筆者就某膠帶轉(zhuǎn)運系統(tǒng)除塵工程設計，在精細化設計方面所做的探索進行介紹。
1 工程概況及除塵總體方站案的確
設計共包含５個轉(zhuǎn)運站，各轉(zhuǎn)運站內(nèi)產(chǎn)塵點分別為1 ~3個不等，且物料輸送方向和工作制度不同，輸送物料有鐵精礦和球團礦。
對于轉(zhuǎn)運站除塵往往存在著分散除塵和集中除塵兩個方案的選擇，就該工程而言，在基本設計階段對兩個方案進行了定性的比較，見表1。
在基本設計審查時，業(yè)主根據(jù)企業(yè)實際情況，綜合權衡選擇采用集中除塵方案。
1.1 各除塵點抽風量
膠帶運輸機輸送的物料為鐵精礦或球團礦，除塵點為膠帶運輸機的轉(zhuǎn)運點，除塵點抽風量采用的公式為 L ＝ L誘 ＋ L吸，各項數(shù)值可以從設計手冊[1]查取，各除塵點風量計算結果見表2，風量在查表計算基礎上進行適當圓整處理。
1.2 各除塵點同時工作的組合
因膠帶機工作制度不同，輸送物料不同，根據(jù)膠帶機可能出現(xiàn)的所有同時工作組合，可以分析出該系統(tǒng)除塵點所有可能的工作組合工況，見表3。
2 除塵管網(wǎng)設計及設備選型
2.1除塵管網(wǎng)設計
(1) 除塵管道風速
該工程粉塵主要成分為鐵氧化物，屬于重礦物粉塵，根據(jù)除塵管道最低風速的規(guī)定，最低風速確定為17m/s。選取滿足要求的最低風速[2]，也是除塵管網(wǎng)節(jié)能的一項重要措施。
(2) 除塵器的定位
在集中除塵工程的設計中，除塵器的總圖定位對于系統(tǒng)的阻力損失有決定性的影響。5 個轉(zhuǎn)運站基本呈直線分布，TT2 轉(zhuǎn)運站位于中部，為了減少系統(tǒng)阻力損失，決定除塵器靠近 TT2 轉(zhuǎn)運站布置，這樣可以保證除塵器位于5 座轉(zhuǎn)運站的中間位置，從而實現(xiàn)系統(tǒng)阻力損失最小的目標。
(3) 除塵管道布置組合
因存在不同時工作的除塵點，除塵管網(wǎng)布置是根據(jù)表 3所示的幾種工況布置管道路由，原則是同時工作的除塵點可以合并接入管網(wǎng)，不同時工作的除塵點通過除塵管道在除塵器前分別接入[2]，除塵管網(wǎng)的連接二維簡圖見圖1。
(4) 除塵點的切換措施
在每個除塵支管上設電動切換閥與所服務的膠帶機連鎖，膠帶機工作，閥門開啟，膠帶機停機，閥門關閉 (也可滯后一定時段關閉)。
(5) 管網(wǎng)阻力平衡計算
除塵管網(wǎng)阻力平衡計算的任務是滿足表 3 所列 6種工況的平衡。各工況下，系統(tǒng)風量和風機風壓 (由最不利管路阻力為基礎計算而來) 及對應的風機軸功率計算結果見表4 。
通過工況分析，除塵器之前的管路只要分別滿足工況3、 工況采用完全平衡法[3]5進和行工阻況力6平的衡阻計力算平，衡限即于可篇，幅此部分內(nèi)容略去，各除塵支管調(diào)節(jié)閥初調(diào)閥位計算值見表5。
2.2 除塵設備的選型
(1) 除塵器
除塵器采用低壓脈沖長袋除塵器，技術參數(shù)略。
(2) 風機
風機采用 G4 －73No6D 型，采用變頻調(diào)速，技術參數(shù)略。
(3) 輸灰設備
輸灰設備流程為: 除塵器灰斗下星形卸灰閥→水平埋刮板機→粉塵攪拌加濕機→裝車外運，設備技術參數(shù)略。
2.3 除塵管道連接的優(yōu)化
管道連接方法為將同時工作的點連接起來接入除塵器，非同時工作的除塵點通除塵管道之間為并聯(lián)[2]，在除塵器前總管上匯合。
3 運行方案及結果
3.1 除塵點各支管的阻力調(diào)節(jié)
根據(jù)表 5的計算結果，將除塵管道支管上的調(diào)節(jié)閥位預先調(diào)整到計算值，待系統(tǒng)運行后進行微調(diào)，避免系統(tǒng)平衡調(diào)整的盲目性，3除塵系統(tǒng)各工況下的運行方案根據(jù)表4的計算結果，查取風機特性曲線，確定各工況下除塵風機對應的轉(zhuǎn)速，見圖2。
圖 2中點1 ~ 6為除塵系統(tǒng)在6種工況下風機運行的工作點，當系統(tǒng)處于某個工況，通過PLC控制系統(tǒng)，風機轉(zhuǎn)速自動切換到對應工況點的轉(zhuǎn)速，各種工況對應的轉(zhuǎn)速推算見表 6，表 6中的數(shù)值只是理論值，實際運行時可以進行微調(diào)，以滿足除塵系統(tǒng)運行要求。
3.2精細化設計與全開式系統(tǒng)的比較
所謂全開式系統(tǒng)是指對存在多點不同時工作的除塵點采用除塵點全開運行的除塵系統(tǒng)，這種方法無需分析生產(chǎn)工藝過程，屬于粗放式的設計方法，對于該工程，使用精細化設計與全開式系統(tǒng)的比較見表7。
4 結語
對于含有不同時工作除塵點的復雜除塵系統(tǒng)，采用精細化設計與全開式系統(tǒng)設計相比， 可以減小除塵系統(tǒng)的風量，從而也減小了設備規(guī)模，就該工程而言，建設成本節(jié)省約 31％ ，全年節(jié)電約 69％ ，同時精細化設計在設計階段就完成了除塵管路阻力基本平衡，只需系統(tǒng)開車后現(xiàn)場微調(diào)，避免了現(xiàn)場調(diào)試的盲目性，減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量，使系統(tǒng)運行工況更合理更經(jīng)濟。
參 考 文 獻
[1] 郭豐年 鋼鐵企業(yè)采暖通風設計手冊 [M] 北京: 冶金工業(yè)出版社，1996.
[2] 張秀江 除塵管網(wǎng)的節(jié)能設計 [J]. 冶金能源，2018，37 (1): 9 －12.
[3] 張秀江 完全平衡法 － 除塵管路阻力平衡計算方法的探討 [C]. 第十一屆中國鋼鐵年會，2017：15 －39.