【正文】 向用戶提供解決實際問題的方案，在工 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 2 業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用 。 如圖 所示。 實時數(shù)據(jù)庫 ： 是工程各個部分?jǐn)?shù)據(jù)交換和處理的中心，它將 MCGS 工程的各個部分連成有機(jī)的整體。 MCGS 在設(shè)計思想上的開放性，使得用戶可以設(shè)計使用靈活、編輯簡便、畫面質(zhì)量 好 和表現(xiàn)形式豐富多 樣的 監(jiān)控系統(tǒng) ?；具^程是燃料在 爐缸風(fēng)口前燃燒形成高溫還原煤氣，煤氣不停地向上運動，與不斷下降的爐料相互作用，其溫度、數(shù)量和化學(xué)成分逐漸發(fā)生變化，最后從爐頂逸出爐外。 鐵礦石是高爐冶煉的主要原料 ， 其質(zhì)量的優(yōu)劣與冶煉進(jìn)程及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有極為密切的關(guān)系 。 天然鐵礦石種類較多 ,在自然界中已發(fā)現(xiàn)的有 300 余種含鐵礦物 ， 目前世界常見的天然鐵礦石主要是 4 大類 ： 磁鐵礦 (Fe3O4)， 赤鐵礦 (Fe2O3)， 褐鐵礦 (nFe2O3﹒ mH2O(n=1～ 3,m=1～ 4))， 菱鐵礦 (Fe2CO3)。 ① 固定碳還原鐵氧化物 爐料中的焦炭從爐頂裝入后直到風(fēng)口區(qū)域 ， 它始終以固體 狀態(tài)存在 ，到 達(dá) 風(fēng)口區(qū)才 被鼓入的熱風(fēng)燃燒 ， 生成煤氣并產(chǎn)生大量的熱 ， 提供高爐冶煉所需要的熱量 ， 所以焦炭既是還原劑又是發(fā)熱劑 。 在噴吹燃料 (特別是重油 ,天然氣 )的高爐 中 ， 煤氣含 H2 量顯著增加 ， 可達(dá) 5%～ 8%。焦比是指冶煉每噸生鐵消耗的焦炭量，即每晝夜的焦炭消耗量 KQ與 每晝夜生鐵產(chǎn)量 P 之比： KQK P? (3) 煤比（ Y ）?；瘜W(xué)成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)的生鐵稱為 合 格生鐵，合格生鐵占總產(chǎn)生鐵量的百分?jǐn)?shù)為生鐵合格率。 (7) 休風(fēng)率。高爐一代壽命是指從點火開始到停爐大修之間的冶煉時間，或是指高爐相鄰兩次大修之間的冶煉時間。要完成高爐煉鐵生產(chǎn)，除高爐本體外，還必須有其他附屬系統(tǒng)的配合，其生產(chǎn)工藝流程如 圖 所示 。高爐的內(nèi)部空間叫爐型，它從上到下分為 5 段，即爐喉、爐身、爐腰、爐腹、爐缸。 上料設(shè)備系統(tǒng) 上料設(shè)備系統(tǒng)包括 貯 礦場、貯礦槽、槽下漏斗、槽下篩分、稱量和運料設(shè)備、向爐頂供料設(shè)備 （有皮帶運輸上料機(jī)和料車上料機(jī)之分） ， 其任務(wù)是將高爐所需原燃料，按比例通過上料設(shè)備運送到爐頂?shù)氖芰下┒分小? 現(xiàn)代高爐對原燃料供應(yīng)系統(tǒng)的要求是： (1) 保證連續(xù)地、均衡地供應(yīng)高爐冶煉所需的原燃料，并為進(jìn)一步強化冶煉留有余地； (2) 在貯運過程中應(yīng)考慮為改善高爐冶煉所必需的處理環(huán)節(jié)，如混勻、破碎、篩分等 ， 焦炭在運輸過程中應(yīng)盡量降低破碎率； (3) 由于原燃料的貯運數(shù)量大，對大、中型高爐應(yīng)該盡可能實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，提高配料、稱量的準(zhǔn)確度； (4) 原燃料系統(tǒng)各轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)和落料點都有灰塵產(chǎn)生，應(yīng)有 通風(fēng)除塵設(shè)施。 無論何種爐頂裝料設(shè)備均應(yīng)滿足以下基本要求： (1) 要適應(yīng)高爐生產(chǎn)能力； (2) 能滿足爐喉合理布料的要求，并能按生產(chǎn)要求進(jìn)行爐頂調(diào)劑； (3) 保證爐頂可靠密封，使高壓操作順利進(jìn)行； (4) 爐頂設(shè)備 結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單和堅固，制造、運輸、安裝方便，能抵抗急劇的溫度 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 9 變化及高溫作用； (5) 易于實現(xiàn)自動化操作。 準(zhǔn)確選擇送風(fēng)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)，合理布置管路系統(tǒng)，閥門工作可靠，熱風(fēng)爐工作效率高，是保證高爐優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗 的重要因素之一?；拿簹庵谢覊m的粒度與原料狀況及爐頂壓力有關(guān)。 布袋除塵是 屬 過濾除塵，是精細(xì)除塵，含塵煤氣流通過布袋時，灰塵被截留在纖維體上 ，而氣體通過布袋繼續(xù)運動，從而得到凈化 ， 它屬于干法除塵，其優(yōu)點是不用水洗滌，沒有水的污染及污水的處理問題，投資較低，但對煤氣溫度及含水量有較嚴(yán)格的要求。布袋除塵器的濾袋一般采用玻璃纖維。 及時合理地處理好生鐵和爐渣是保證高爐按時正常出鐵、出渣，確保高爐順 利運 行，實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗和改善環(huán)境的重要手段。高爐爐渣處理方法有爐渣水淬、放干渣及沖渣棉。目前，我國高爐以噴煤為主。它不僅可以代替日益緊缺的焦炭，而且有利于改進(jìn)冶煉工藝 ； 擴(kuò)展風(fēng)口前的回旋區(qū)，縮小呆滯區(qū)；降低風(fēng)口前的理論燃燒溫度，有利于提高風(fēng)溫和采用富氧鼓風(fēng)，特別是噴吹煤粉和富氧鼓風(fēng)相結(jié)合，在節(jié)焦和增產(chǎn)兩方面都能取得非常好的效果；可以提高一氧化碳的利用率，提高爐內(nèi)煤氣含氫量，改善還原過程等等。盡管這三種方式都能達(dá)到將氣溶膠中固體顆粒分離出來的目的，但它們的機(jī)理是不一樣的，袋式除塵為纖維過濾 ，膜 過濾 或膜過濾與顆粒過濾的組合?！?收集 ” 處理的空氣量一 般較“純化”處理的空氣量要小，多用于生產(chǎn)，特別是化工、醫(yī)藥生產(chǎn)。清灰方式的特征是袋式除塵器分類的主要依據(jù)。 圖 是其中的兩種振打方式。反向氣流可由系統(tǒng)主風(fēng)機(jī)供給，或由專設(shè)的反吹風(fēng)機(jī)供給。 圖 逆氣流反吹清灰方式 a— 過濾 b— 反吹 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 13 3． 脈沖噴吹清灰 脈沖噴吹清灰是 將壓縮空氣在極短時間內(nèi)（不超過 ）高速噴入濾袋，同時誘導(dǎo)數(shù)倍于噴射氣量的空氣，使濾袋口至底部產(chǎn)生急劇和沖擊振動，產(chǎn)生很強的清落積灰的作用。 圖 脈沖清灰方式 1— 氣包； 2— 電磁閥； 3— 脈沖閥； 4— 凈氣室； 5— 氣動閥； 6— 凈氣出口； 7— 箱體； 8— 塵氣； 9— 塵氣入口； 10— 卸灰球閥 4． 噴嘴反吹清灰 噴嘴反吹清灰是將 一個帶狹縫的圓環(huán)或平板噴嘴設(shè)置在濾袋的外側(cè)與高壓風(fēng)機(jī)管道相接，噴嘴貼近濾袋的表面作上下或左右往復(fù)運動，由其上正對濾布表面的狹縫噴出調(diào)整氣流，清除附著在濾袋在內(nèi)側(cè) 的粉塵層，此時濾袋的其余部分處于全負(fù)荷運行中，這種清灰方式可使除塵器保持連續(xù)運行。 圓 形濾袋直徑通常采用 ? 120～ ? 300mm，袋長 2 ～ 10m。 按濾塵方向分類 1．外濾式 含塵氣體由濾袋外側(cè)向濾袋 內(nèi)側(cè)流動，粉塵被阻留在濾袋外表面，外濾式可采用圓袋或扁袋，袋內(nèi)需設(shè)置骨架，以防濾袋被吸癟。機(jī)械振打，逆氣流，氣環(huán)反吹等清灰方式多用內(nèi)濾式。 吸出式除塵器必須采取密閉結(jié)構(gòu)。壓 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 15 入式除塵器凈化后的氣體可直接排到大氣中 或再利用 ，凈氣則不需采用密封結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡單，節(jié)省管道，造價較吸入式低 20%～ 30%。 如圖 中 b 所示。這種除塵器結(jié)構(gòu)較簡單，但是在袋室中氣流是自下而上，與清落粉塵的沉降方向相反，容 易使粉塵重返濾袋表面，影響清灰效果，并 增加 設(shè)備阻力。潮濕的煤氣經(jīng)過除塵布袋會使除塵布袋受潮，干燥的高爐灰遇到潮濕的 布袋會大量淤積進(jìn)而糊住除塵布袋的通氣孔，降低除塵布袋的除塵能力，最終導(dǎo)致箱體內(nèi)的除塵布袋報廢。 （ 2） 溫度超過設(shè)定值時切換換熱器的操作要點 干法除塵 降溫 使用的是熱管式散熱器，是利用軟水汽化冷卻的原理進(jìn)行降溫，散熱器罐體內(nèi)設(shè)一個內(nèi)筒體，內(nèi)筒體上伸出許多排熱管，煤氣走散熱器罐體內(nèi)與內(nèi)筒體之間，內(nèi)筒體內(nèi)通軟水，通過軟水汽化冷卻煤氣 ,并列布置兩套散熱器，可對煤氣降溫 30～50℃ ，熱管式散熱器只在運行時補充軟水，使用時產(chǎn)生的蒸汽直接排放。當(dāng)重力除塵器煤氣出口溫度低于 140℃ 或布袋室入口溫度低于 120℃ 時，控制系統(tǒng)自動切除降溫旁路，應(yīng)注 意主管上蝶閥和通向散熱器的蝶閥不得同時關(guān)閉。 實踐證明， 正常情況下， 進(jìn)入布袋除塵器 的 荒煤氣 溫度控制在 120℃ ～ 220℃ 之間時除塵效果最好；當(dāng)爐頂溫度升高到 350℃ 時立即采取應(yīng)急預(yù)案，防止布袋 燒壞 。 （ 2）非織造濾料 ： 不經(jīng)過一般 的 紡紗和 織造 過程，直接使纖維成網(wǎng)再用機(jī)械的、 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 18 化學(xué)的或其 他 方法，將它固結(jié)在一起的纖維結(jié)構(gòu)濾料。 （ 6）復(fù)合濾料 ： 用兩種以上方法制成或由兩種以上材料復(fù)合而成的濾料。除塵系統(tǒng)所收集的粉塵主要集中在除塵器的灰斗內(nèi)。排灰裝置的選用，一般應(yīng)視粉 塵的性質(zhì)和排塵量的多少、排塵制度（間歇或連續(xù)）以及粉塵的狀態(tài)等情況，分別進(jìn)行不同型號的選擇。 葉輪給料 機(jī)作為除塵器等灰斗下連續(xù)封閉輸送灰塵的理想設(shè)備，輸送過程沒有二次污染。 袋式除塵器的優(yōu)缺點 布袋除塵器的優(yōu)點 1．凈化效率高 一般的布袋除塵器效率高達(dá) 99%以上，不論入口含塵波動如何，凈化含塵量均10mg/m3 以下， 常達(dá) 5mg/m3。目前尚未有較經(jīng)濟(jì)、有效的治理手段。 ③ 煤氣溫度高，水分小，有利于提高燃燒溫度，熱風(fēng)溫度可提高 50℃以上。 3．沒有高爐異 常 時的應(yīng)急設(shè)施，如爐況失常、爐頂溫度過高或過低，目前沒有更好的辦法解決這些問題，只是當(dāng)爐頂溫度超過 一定值 時切斷煤氣，將煤氣放散。目前用濕式氣體流量計采樣測定法來測定，但由采樣到測出含塵量需要 4h，結(jié)果還不十分準(zhǔn)確，效率也不高。其高爐煤氣 性質(zhì) 見表 。 （ 1） 布袋反吹 高爐煤氣先經(jīng)過重力除塵器進(jìn)行粗除塵，經(jīng)重力除塵器粗除塵后的荒煤 氣含塵量被降低到 2～ 10g/m3，為了防止布袋除塵器布袋被燒壞，經(jīng)過重力除塵器粗除塵后的荒煤氣進(jìn)入布袋除塵器之前還要先經(jīng)熱交換器降溫，將荒煤氣的溫度調(diào)整到布袋除塵器所允許的正常溫度后，再經(jīng)過電磁閥分別進(jìn)入布袋除塵器。干凈氣體穿出濾袋向上流動，經(jīng)切換閥門排出，粉塵被阻留在濾袋的內(nèi)表面。當(dāng)某一袋室進(jìn)行清灰時，首先關(guān)閉除塵器凈氣出口閥門，然后打開反吹風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)閥門。 圖 布袋除塵器 箱體 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 23 反吹設(shè)制兩種策略 ： 一種按 荒、凈煤氣壓差 反吹；一種按時間反吹；當(dāng) 壓差 達(dá)到一定值（可以 設(shè) 定）時，由差壓變送器發(fā)出指令或按預(yù)定的時間程序控制電磁閥 使反吹風(fēng)管按通 ，凈氣排出管關(guān)閉 ，逐室進(jìn)行反吹清灰， 沉降在灰斗內(nèi)的粉塵由 排 灰機(jī)構(gòu)排出。如圖 。玻璃纖維材料過濾材料是由熔融的玻璃球拉制而成，是一種無機(jī)非金屬材料。經(jīng)過特殊表面處理的玻璃纖維過濾材料具備柔軟、潤滑、疏水等性能，使粉塵容易剝離，其清灰性能比其他濾料優(yōu)越，僅用反吹風(fēng)方式，即可充分達(dá)到清灰的目的。即使在強酸、強堿的煙氣中，對其使用壽命的影響也很小。 適用溫度 低于 300℃ ,適用煤氣、空氣、煙氣等 介質(zhì) ， 蝶閥其 結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、流通能力大，特別適用于低壓差、大口徑、大流量氣體和帶有懸浮物流體的場合。 特殊材料制成的密封圈，具有耐高溫、耐磨損、使用壽命長的特點。 刮 板輸送機(jī)選用 MS16 型 。適于輸送堆積密度不大于 ，小塊狀的低磨琢性物料，物料溫度不易。 提升機(jī)選用 TH160sh 型提升機(jī)。 輸灰設(shè)備選擇 葉輪給料機(jī)選用 GYΦ300 400 型鋼性 葉輪給料機(jī)。 本系列氣動球閥是作為控制含塵、含固體粉塵，特別適用于高爐煤粉噴吹、空氣管路及噴槍管路等系統(tǒng)。 總之，玻璃纖維過濾材料具有耐腐蝕，抗結(jié)露、尺寸穩(wěn)定、粉塵剝離性好等優(yōu)點，是處理含濕量高、溫度高，有腐蝕性化學(xué)成分煙塵的理想濾料。因玻璃纖維濾料的尺寸穩(wěn)定性好，在使用時不必?fù)?dān)心透氣性與過濾面積的變化，以及因收縮而加大布面張力，加速濾袋破損情 況的發(fā)生。玻璃纖維過濾材料包括表面化 學(xué)處理與不處理的玻璃纖維織物和非織造物。見表 。灰倉中的灰 卸到中間灰倉，當(dāng)中間灰倉的灰位大于灰位 上 限并且卸灰閥 SX1D 關(guān)閉時，按順 序開啟提升機(jī)、 刮 板輸送機(jī)、葉輪給料機(jī) 、卸灰球閥 KX1D，將中間灰倉中的灰卸入高位灰倉，再經(jīng)加 濕機(jī)加濕 ，汽車外運。采用這種系統(tǒng)，可有效防止結(jié)露現(xiàn)象發(fā) 生。 反吹風(fēng)機(jī)與排風(fēng)管相連，凈化后的氣體經(jīng)濾袋室，通過上部電磁閥門經(jīng)排風(fēng)管吸入風(fēng)機(jī)內(nèi)，然后二次利用。每個箱體都由過濾室、灰倉、進(jìn)氣管、排氣管、反吹管、切換閥門等組成。但是它畢竟工藝和設(shè)備簡單、投資少、不用水、能耗低 、 煤氣含塵量極低，因此得以迅速發(fā)展。它尚存在的一些 問題也將會得到很快的解決。如有的廠在箱體的凈煤氣管上裝一個小閥門，定期放煤氣觀察，這種方法的缺點是發(fā)現(xiàn)布袋破損漏出灰塵不及時，也不能測出具體是哪個布袋漏了。 1．反吹時荒煤氣放散到大氣中，這部分煤氣帶出大量灰塵，造成局部二次污染。 3．節(jié)約能源 ① 節(jié)約水電，濕式除塵耗水量大，一座 300m3 高爐每年水電費可達(dá) 16 萬元。 表 各廠煤氣含塵量平均值 [10] 廠 名 指 標(biāo) 涉縣鐵廠 涇陽鐵廠 固鎮(zhèn)鐵廠 旺蒼鐵廠 臨汾鐵廠 爐容， m3 含塵量， mg/m3 除塵效率， % 13 15 20 28 100 凈煤氣含塵很少，使熱風(fēng)爐不積塵、渣化，因而能提高熱風(fēng) 溫度 100～ 200℃，降低焦比 50～ 200kg，并提高了熱風(fēng)爐壽命。 貯灰倉 高位灰倉是輸灰系統(tǒng)中貯存粉塵的一種常用裝置，它由設(shè)備本體和輔助設(shè)備這兩大部分組成。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 (畢業(yè)論文 ) 19 輸送裝置 刮 板輸送機(jī)是機(jī)械輸送裝置的一種， 刮 板輸送機(jī) 是依靠 刮 板鏈條在一個矩形的密閉的殼體內(nèi)作連續(xù)移動來輸送散狀粉塵的運輸設(shè)備 。輸灰裝置主要由：粉塵的輸送裝置、排灰裝置和貯灰倉（包括汽車外運）等設(shè)備組成。 （ 2）人工纖維濾料 ： 如人造纖維（粘膠纖維）濾料、合成纖維濾料（袋式