CN111575436B - 除尘方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了除尘方法，涉及炼钢转炉除尘技术领域。一种除尘方法，利用除尘系统进行除尘，根据三座转炉的吹氧信号和出钢信号，通过巧妙的控制逻辑，对厂房内的转炉对应的所有阀门进行动态管控，在适应转炉烟尘逸散规律的基础上，利用原有二次除尘系统风量设计余量，实现各除尘点风量动态分配、降低运行成本、降低系统改造难度和设备维护难度，达到降低运行成本和环保指标要求兼得的目的。

Description

除尘方法

技术领域

本申请涉及炼钢转炉除尘技术领域，具体而言，涉及除尘方法。

背景技术

在钢铁冶金工业炼钢生产车间厂房内，转炉及各类精炼炉在进行冶炼作业时会产生大量烟尘，这些烟尘是炼钢生产排放到大气中的主要污染源。为了满足环保要求，要设置转炉一次除尘系统、转炉二次除尘系统及精炼炉、混铁炉等其他二次除尘系统。其中，转炉一次除尘用于捕集转炉炉口产生的烟尘，由于涉及煤气回收，一般一座炉单独设置一套系统。二次除尘作为一次除尘的补足，用于捕集转炉操作层四周逸散的烟尘或其他精炼炉、混铁炉等产生的烟尘。就转炉烟尘而言，其产生量随着不同的冶炼工艺阶段有巨大的波动，例如在吹氧时就会突发性产生大量烟尘，即便现有的二次除尘系统设计风量足够大，但是对于这类突然增多的烟气量依然来不及完全捕集，因此仍会有部分烟尘逸散到厂房内。这部分逸散的烟尘将通过厂房顶部的气楼直接排放到大气中，造成污染。

为了解决这个问题，需要在厂房内增加三次除尘系统，现有的通用技术是在厂房顶部设置排烟罩，通过新增除尘管道将烟尘输送到厂房外的布袋除尘器，再经过消音器、风机及烟囱排入大气。这种常规的方式存在设备投资及施工量大，系统运行成本高等弊端。

发明内容

本申请的目的在于提供除尘方法，以改善二次除尘不彻底而三次除尘改造工作量大、运行成本高的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种除尘方法，利用除尘系统进行除尘，除尘系统包括二次除尘装置和三次除尘装置，三次除尘装置用于对厂房进行除尘。厂房内设有三个转炉，厂房具有一个炉子跨气楼和三个加料跨气楼，炉子跨气楼设置于厂房的顶部且位于三个转炉的上方，加料跨气楼位于转炉加料区域的上方，炉子跨气楼和炉子跨气楼的顶部为封闭式结构。

二次除尘装置包括二次除尘管，三次除尘装置包括三次除尘管、第一除尘支管、第二除尘支管以及阀门；每个第一除尘支管和每个第二除尘支管均设有阀门，用于控制管道的开闭。每个加料跨气楼通过至少一个第一除尘支管与三次除尘管连通；炉子跨气楼通过三个第二除尘支管与三次除尘管连通，三个第二除尘支管分别与三个转炉的上方对应设置；三次除尘管与二次除尘管连通，用于向二次除尘管输送烟气。

除尘方法包括：厂房内的转炉开始运行后，当有一个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，与转炉对应的两个第一除尘支管和第二除尘支管为打开状态。当有两个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，与两个转炉对应的四个第一除尘支管中的两个为打开状态，且打开的两个第一除尘支管分别与两个转炉对应，与两个转炉对应的两个第二除尘支管为打开状态。当三个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，与炉子跨气楼连通的三个第二除尘支管均为打开状态，与加料跨气楼连通的第一除尘支管均为关闭状态。当转炉的吹氧信号出现时间大于t₂时，打开与转炉对应的第二除尘支管，关闭与转炉对应的第一除尘支管。当转炉的出钢信号出现时，关闭与转炉对应的第一除尘支管和第二除尘支管。

本申请根据三座转炉的吹氧信号和出钢信号，通过巧妙的控制逻辑，对厂房内的转炉对应的所有阀门进行动态管控，在适应转炉烟尘逸散规律的基础上，利用原有二次除尘系统风量设计余量，实现各除尘点风量动态分配、降低运行成本、降低系统改造难度和设备维护难度，达到降低运行成本和环保指标要求兼得的目的。

在一种可能的实现方式中，t₁为200s-300s，t₂为600s-800s。

本申请发明人经过长期的现场经验和实际观测数据得出，t₁为200s-300s，t₂为600s-800s时，厂房开始大量出现逸散的烟尘。

在一种可能的实现方式中，每个加料跨气楼通过两个第一除尘支管与三次除尘管连通，每个第一除尘支管的两端分别与加料跨气楼和三次除尘管连通。

该结构增加了加料跨气楼与三次除尘管连通处，使得每个转炉对应的加料跨气楼和炉子跨气楼的排除烟尘的风量点较为合理，能够高效排除烟尘。

在一种可能的实现方式中，阀门设置于第一除尘支管与三次除尘管连接的一端，阀门设置于第二除尘支管的与三次除尘管连接的一端。

该结构有助于提高对第一除尘支管和第二除尘支管向三次除尘管排烟尘的控制准确性，同时有助于对阀门的检修。

在一种可能的实现方式中，第二除尘支管的管径大于第一除尘支管的管径。该结构有助于满足加料跨气楼和炉子跨气楼内烟尘的排出量。

在一种可能的实现方式中，三次除尘装置还包括至少三个排风装置，每个转炉的顶部对应的厂房设置有至少一个排风装置。

本申请实施例通过将加料跨气楼和炉子跨气楼原有的通风结构设置为封闭式结构，并在厂房设置排风装置，将原有厂房屋顶的被动通风方式更改为主动通风方式，增加了厂房的密闭性，同时不影响厂房的通风。

在一种可能的实现方式中，每个转炉的两侧分别对应设置有一个排风装置。该结构有助于提高厂房的通风性能，尽快排出厂房顶部富集的煤气。

在一种可能的实现方式中，除尘系统还包括控制装置，控制装置与阀门和排风装置电连接，用于控制阀门及排风装置的开关。通过控制装置实现对三次除尘装置的实时调控。

在一种可能的实现方式中，二次除尘装置还包括二次除尘器、风机以及烟囱，烟囱设置于二次除尘管的端部，二次除尘器和风机沿烟尘的运动方向依次设置于二次除尘管。该结构使得三次除尘装置利用二次除尘装置的风机进行抽风。

在一种可能的实现方式中，三次除尘管与二次除尘管的连接处位于二次除尘器的上游。该结构使得三次除尘装置输送至二次除尘管中的烟尘经过二次除尘器进行除尘，利用二次除尘装置进行除尘。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的除尘系统的第一视角的局部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的除尘系统的第二视角的局部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的除尘方法的控制流程图。

图标：10-炉子跨气楼；20-加料跨气楼；100-三次除尘装置；110-三次除尘管；120-第一除尘支管；130-第二除尘支管；140-阀门；150-排风装置；200-二次除尘装置；210-二次除尘管；220-二次除尘器；230-风机；240-烟囱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图，对本申请的除尘方法进行详细说明。本申请提供的除尘方法利用除尘系统进行除尘，请参照图1、图2，图1和图2分别为本实施例提供的除尘系统的第一视角和第二视角的局部结构示意图。

除尘系统包括二次除尘装置200和三次除尘装置100，二次除尘装置200用于捕集转炉操作层四周逸散的烟尘或其他精炼炉、混铁炉等产生的烟尘。三次除尘装置100作为二次除尘装置200的补足，用于对厂房进行除尘。在本申请的部分实施例中，二次除尘装置200包括二次除尘管210，三次除尘装置100包括三次除尘管110，三次除尘管110与二次除尘管210连通，用于向二次除尘管210输送烟气。

本申请实施例中的厂房内设有三个转炉，厂房具有一个炉子跨气楼10和三个加料跨气楼20，炉子跨气楼10设置于厂房的顶部且位于三个转炉的上方，三个加料跨气楼20位于三个转炉加料区域的上方。需要说明的是，本申请中的炉子跨气楼10和炉子跨气楼10的顶部为封闭式结构，增加厂房的密闭性，使其充当除尘罩，具有收集厂房内烟尘的作用，防止烟尘排至大气中。同时该结构使得厂房屋顶区域形成有效的负压区，更加不易发生烟尘外逸，效果较为明显。该结构是在原有厂房结构的基础上改造，改造施工量小，降低改造成本。

三次除尘装置100还包括多个第一除尘支管120、三个第二除尘支管130以及多个阀门140。每个第一除尘支管120和每个第二除尘支管130均设有阀门140，用于控制管道的开闭。在本申请实施例中，阀门140为电动阀，能够通过控制系统实时对阀门140的开闭进行控制。阀门140为本技术领域的通用装置，满足使用要求即可，本申请对其结构、型号不进行具体限定。第一除尘支管120和第二除尘支管130均为本技术领域的通用配件，本申请对其结构、材质不进行具体限定。

本申请实施例中，每个加料跨气楼20通过至少一个第一除尘支管120与三次除尘管110连通，以将加料跨气楼20内的烟尘排至三次除尘管110内。由于炉子跨气楼10与三个转炉对应设置，本申请通过三个第二除尘支管130与三次除尘管110连通，三个第二除尘支管130分别与三个转炉的上方对应设置。使得能够分别对三个转炉对应的炉子跨气楼10内的烟尘进行处理，针对性处理每个转炉对应的炉子跨气楼10内的烟尘。在本申请的实施例中，第二除尘支管130的管径大于第一除尘支管120的管径，该结构有助于满足第一除尘支管120和第二除尘支管130内烟尘的排出量，在本申请其他实施例中，可以根据实际需要调整第一除尘支管120和第二除尘支管130的管径尺寸，本申请对其不做限定。

在本实施例中，每个加料跨气楼20通过两个第一除尘支管120与三次除尘管110连通，该两个第一除尘支管120为并排设置，即每个第一除尘支管120的两端分别与加料跨气楼20和三次除尘管110连通。该结构增加了加料跨气楼20与三次除尘管110连通处，使得每个转炉对应的加料跨气楼20和炉子跨气楼10的排除烟尘的风量点较为合理，能够高效排除烟尘。

为了进一步提高每个转炉对应的加料跨气楼20和炉子跨气楼10的排除烟尘的风量点的合理性，在俯视角度，两个第一除尘支管120位于第二除尘支管130的两侧，且两个第一除尘支管120与第二除尘支管130之间的距离相等。

在本申请实施例中，第一除尘支管120的与三次除尘管110连接的一端设有电动阀，第二除尘支管130的与三次除尘管110连接的一端设有电动阀。该结构有助于提高对第一除尘支管120和第二除尘支管130向三次除尘管110排烟尘的控制准确性，同时有助于对阀门的检修。

三次除尘装置100还包括至少三个排风装置150，每个转炉的顶部对应的厂房设置有至少一个排风装置150。在本申请实施例中，每个转炉对应设置有两个排风装置150，分别设置在厂房的与转炉的两侧相对应的位置，用于厂房内的通风。本申请实施例通过将炉子跨气楼10和炉子跨气楼10的顶部设置为封闭式结构，并在厂房设置排风装置150，将原有厂房屋顶的被动通风方式更改为主动通风方式，增加了厂房的密闭性，同时不影响厂房的通风。作为一种实现方式，本申请实施例中的排风装置150由轴流风扇和电动阀组成，电动阀安装在轴流风扇前端。

为了实现实时控制厂房内的除尘，本申请中的除尘系统还包括控制装置(图未示)，控制装置与阀门140和排风装置150电连接，用于控制阀门140及排风装置150的开关。本申请中的控制装置及具体的电连接方式均为本技术领域的通用技术。

二次除尘装置200还包括二次除尘器220、风机230以及烟囱240，烟囱240设置于二次除尘管210的端部，二次除尘器220和风机230沿烟尘的运动方向依次设置于二次除尘管210。三次除尘管110与二次除尘管210的连接处位于二次除尘器220的上游。该结构使得三次除尘装置100利用二次除尘装置200的风机230进行抽风，同时三次除尘装置100输送至二次除尘管210中的烟尘经过二次除尘器220进行除尘，利用二次除尘装置200进行除尘。本申请利用二次除尘装置200的风量设计余量实现了各除尘点除尘风量的自动分配和除尘，运行成本较低。

工作原理：

转炉在运行过程中会产生一定量的烟尘，大部分的烟尘由一次和二次除尘装置200处理，有少部分突然增多的烟尘则由三次除尘装置100处理。根据转炉的运行情况和烟尘量，采用控制装置控制第一除尘支管120和第二除尘支管130的上设置的电动阀，以针对性打开或关闭三个转炉对应的第一除尘支管120和第二除尘支管130，针对性的对转炉对应的加料跨气楼20和炉子跨气楼10内的烟尘进行排除。由厂房内的加料跨气楼20和炉子跨气楼10为封闭结构，当加料跨气楼20和炉子跨气楼10内富集一定量的煤气时，打开排风装置150以排出煤气。

本申请采用上述除尘系统进行除尘，初始状态下，厂房内的三个转炉对应的电动阀均为关闭状态，即三次除尘装置100为非工作状态。本申请发明人经过长期的现场经验和实际观测数据得出，转炉吹氧开始一段时间内，厂房开始大量出现逸散的烟尘，至转炉炼钢过程结束，不会再产生烟尘逸散。本申请通过转炉的吹氧信号出现的时间判断该转炉是否达到烟尘开始逸散的时间，通过出钢信号的出现判断转炉是否不再产生烟尘。根据吹氧信号和出钢信号对转炉对应的第一除尘支管120和第二除尘支管130进行控制，以进行除尘。

请参照图3，本申请提供的除尘方法包括：

厂房内的三个转炉开始运行后，当有一个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，通过控制电动阀打开与该转炉对应的两个第一除尘支管120和第二除尘支管130，以对该转炉进行除尘。

当三个转炉中的任意两个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，打开与这两个转炉对应的四个第一除尘支管120中的两个，且打开的两个第一除尘支管120分别与两个转炉对应，与两个转炉对应的两个第二除尘支管130为打开状态，另一个转炉的两个第一除尘支管120和第二除尘支管130均为关闭状态。

当三个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，打开三个转炉对应的三个第二除尘支管130，三个转炉对应的六个第一除尘支管120均为关闭状态。

在转炉的运行过程中，控制装置按照上述控制逻辑进行控制，具体的除尘状态根据三个转炉的吹氧状态实时变化。

当转炉的吹氧信号出现时间大于t₂时，可以理解为，该转炉吹氧信号出现的时间超过烟尘持续逸散时间后，只打开与该转炉对应的第二除尘支管130，关闭与该转炉对应的第一除尘支管120，目的是将该转炉对应的厂房处的残留的少量烟尘捕集完全，而不过度捕集，浪费资源。

当转炉的出钢信号出现时，即该转炉炼钢结束，不会再产生烟尘，则关闭与转炉对应的第一除尘支管120和第二除尘支管130。

本申请发明人根据长期的现场经验和数据收集得出：t₁为200s-300s，t₂为600s-800s。可选地，t₁为220s、250s或280s，t₂为650s、700s或750s。

由上述控制方法可知，当厂房内仅有一座转炉处在吹氧状态时，有三个电动阀处在打开状态，电动阀开启数量为总电动阀数量的1/3；当有两座转炉处在吹氧状态时，有四个电动阀处在打开状态，电动阀开启数量为总电动阀数量的4/9；当有三座转炉处在吹氧状态时，有三个电动阀处在打开状态，电动阀开启数量为总电动阀数量的1/3。即厂房内的转炉在运行过程中，三次除尘装置100的电动阀的开启数量仅为总电动阀数量的1/3或4/9，不会出现电动阀均开启或大部分都开启的情况，不会导致二次除尘装置200损失较多的风量，同时又能够保证合适的风量点，对转炉进行较好的除尘。

从另一个方面分析。在吹氧时，同时有3个或4个阀门打开的时间为转炉开始吹氧的第200s至第800s。阀门保持打开时间为600s。一般来说，在标准的冶炼周期，吹氧结束至出钢的时间约为240s-300s。也就是说，对于任意一座转炉而言，对应有阀门需要开启的时间为900s，而一个标准的冶炼周期约为35min(2100s)。阀门开启的时间仅占冶炼周期的42％，如果在加上每炉冶炼之间的间隔时间，可说明本申请具有降低运行成本的特点。

本申请提供的除尘方法的有益效果包括：

(1)本申请根据三座转炉的吹氧信号和出钢信号，通过巧妙的控制逻辑，对厂房内的转炉对应的所有阀门进行动态管控，在适应转炉烟尘逸散规律的基础上，利用原有二次除尘装置风量设计余量，实现各除尘点风量动态分配，达到降低运行成本和环保指标要求兼得的目的。

(2)本申请通过封闭原有炉子跨气楼和加料跨气楼，并增设了排风装置，将原厂房顶的被动通风方式更改为主动通风方式，不易产生烟尘外逸的情况，还能对厂房内的烟尘进行彻底的处理。三次除尘装置运行时，封闭的厂房屋顶区域形成有效的负压区，更加不易产生烟尘外逸的情况，除尘效果较佳。

(3)本申请利用原有厂房结构，对厂房进行结构改造，改造工作量小，降低改造成本。进一步地，本申请改造新增的装置较少，新增了除尘管道、电动阀、排风装置，其结构简单，改造施工简单，适用性广，设备维护工作量少。

(4)本申请增设的排风装置可以主动并及时地将厂房顶部富集的煤气更加高效的排出，有效保障了厂房内塔楼区域作业人员的安全。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种除尘方法，其特征在于，利用除尘系统进行除尘，所述除尘系统包括二次除尘装置和三次除尘装置，所述三次除尘装置用于对厂房进行除尘；

所述厂房内设有三个转炉，所述厂房具有一个炉子跨气楼和三个加料跨气楼，所述炉子跨气楼设置于所述厂房的顶部且位于所述三个转炉的上方，所述加料跨气楼位于所述转炉加料区域的上方，所述炉子跨气楼和所述炉子跨气楼的顶部为封闭式结构；

所述二次除尘装置包括二次除尘管，所述三次除尘装置包括三次除尘管、第一除尘支管、第二除尘支管以及阀门；每个所述第一除尘支管和每个所述第二除尘支管均设有所述阀门，用于控制管道的开闭；

每个所述加料跨气楼通过两个所述第一除尘支管与所述三次除尘管连通，每个所述第一除尘支管的两端分别与所述加料跨气楼和所述三次除尘管连通；所述炉子跨气楼通过三个所述第二除尘支管与所述三次除尘管连通，三个所述第二除尘支管分别与所述三个转炉的上方对应设置；所述三次除尘管与所述二次除尘管连通，用于向所述二次除尘管输送烟气；

所述除尘方法包括：

所述厂房内的转炉开始运行后，当有一个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，与所述转炉对应的两个所述第一除尘支管和所述第二除尘支管为打开状态；

当有两个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，与所述两个转炉对应的四个第一除尘支管中的两个为打开状态，且打开的两个所述第一除尘支管分别与所述两个转炉对应，与所述两个转炉对应的两个第二除尘支管为打开状态；

当三个转炉的吹氧信号出现时间为t₁-t₂时，与所述炉子跨气楼连通的三个所述第二除尘支管均为打开状态，与所述加料跨气楼连通的所述第一除尘支管均为关闭状态；

当转炉的吹氧信号出现时间大于t₂时，打开与所述转炉对应的第二除尘支管，关闭与所述转炉对应的第一除尘支管；

当转炉的出钢信号出现时，关闭与所述转炉对应的第一除尘支管和第二除尘支管。

2.根据权利要求1所述的除尘方法，其特征在于，所述t₁为200s-300s，所述t₂为600s-800s。

3.根据权利要求1所述的除尘方法，其特征在于，所述阀门设置于所述第一除尘支管与所述三次除尘管连接的一端。

4.根据权利要求1所述的除尘方法，其特征在于，所述阀门设置于所述第二除尘支管与所述三次除尘管连接的一端。

5.根据权利要求1所述的除尘方法，其特征在于，所述第二除尘支管的管径大于所述第一除尘支管的管径。

6.根据权利要求1所述的除尘方法，其特征在于，所述三次除尘装置还包括至少三个排风装置，每个所述转炉的顶部对应的厂房设置有至少一个所述排风装置。

7.根据权利要求6所述的除尘方法，其特征在于，每个所述转炉的两侧分别对应设置有一个所述排风装置。

8.根据权利要求6所述的除尘方法，其特征在于，所述除尘系统还包括控制装置，所述控制装置与所述阀门和所述排风装置电连接，用于控制所述阀门及所述排风装置的开关。

9.根据权利要求1所述的除尘方法，其特征在于，所述二次除尘装置还包括二次除尘器、风机以及烟囱，所述烟囱设置于所述二次除尘管的端部，所述二次除尘器和所述风机沿烟尘的运动方向依次设置于所述二次除尘管。

10.根据权利要求9所述的除尘方法，其特征在于，所述三次除尘管与所述二次除尘管的连接处位于所述二次除尘器的上游。

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