东方环境负能除尘系统说明书.docx

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东方环境负能除尘系统说明书

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负能除尘系统

无锡市东方工业环保有限公司

无锡市东方环境工程设计研究所有限公司

负能除尘系统是东方环境在传统烟气除尘系统基础上更新、发展的新一代除尘技术，具备烟气捕集、降温、净化、排放及余热回收等功能，因其余热回收效益多数情况下可以抵消整套除尘系统的运行能耗并能实现盈余，故称其为“负能除尘”系统。

负能除尘系统可广泛应用于冶金行业的高温烟气除尘领域，如：

电炉一次烟气、转炉一次煤气、铁合金炉烟气、烧结机头机尾烟气等烟气温度波动大、传统余热锅炉难以适应的场合等。

目前我公司已成功在国内数十台电炉等项目中推广使用，市场反应强烈，该技术必将在未来很长一段时间内主导高温烟气治理的方向。

1.负能除尘系统工艺原理及与传统除尘工艺的比较

与传统高温烟气除尘系统单一的降温散热、耗能除尘工艺路线相比，“负能除尘”系统将烟气降温与余热回收结合为一体，它采用东方环境探索出的“低阻、中温、大流量”工艺路线，主要包括烟气捕集、降温余热回收、烟气净化、引风装置、管网、输灰系统及电气控制等部分。

目前，“负能除尘”系统有三种工艺路线：

内外排混合长流程工艺、内外排混合短流程工艺及内外排分立工艺。

内外排混合长流程工艺流程图（注①）

内外排混合短流程工艺流程图

内外排分立工艺流程图

注①：

自电炉烟气排放开始，分内排与外排两路，当内排烟经短流程工艺路线与外排烟混合，再经除尘器过滤除尘，最后经风机到排气筒对外排放时，该工艺流程称为内外排混合工艺流程；当内排烟与外排烟风别由各自独立的除尘器、引风装置排放到大气时，该工艺流程称为内外排分立工艺流程。

而在内外排混合系统中，有加压风机时定义为长流程，无加压风机时定义为短流程.

工艺原理：

在风机的负压作用下，高温含尘烟气经第四孔进入沉降室，大颗粒沉降后进入余热回收系统，经余热回收系统换热降温至除尘允许温度，再进入低阻脉冲清灰除尘器除尘清灰，净化后的清洁气体通过风机进入排气筒排入大气。

在此过程中，由余热回收系统回收余热。

烟气捕集采用第四孔烟气+外排烟尘捕集技术

余热回收采用集降温和余热回收于一体的热管换热器，作为一种高效的余热回收装置，它不但能将高温烟气降温至除尘允许温度，同时也将高温烟气热焓转化为饱和蒸汽加以回收利用。

烟气净化选用拥有多项专利技术的高效低阻脉冲清灰布袋除尘器。

负能除尘系统与传统除尘系统比较

项目

传统除尘系统

负能除尘系统

1

工艺特点

系统中冷却烟气部分一般采用机力冷却器来实现，该方式只是单纯降温，它消耗能源，并放散大量热能。

系统中烟气冷却部分采用热管换热器来实现，该方式在降低烟气温度的同时，高效回收余热。

2

能耗

分析

（注1）

轴流风机配置功率

12×15kW

无

轴流风机电机电耗

130万/年

无

蒸汽产量

无

10t/h

蒸汽收益

无

576万/年

注1：

以70t电炉除尘系统为例，年运行时间按一年300天、一天24小时运行计算，其中，电费1元/度，蒸汽80元/t。

2.负能除尘系统三种工艺比较

项目

内外排混合

长流程工艺

内外排混合

短流程工艺

内外排分立

工艺

1

引风装置

主风机+

内排加压风机

主风机

内排主风机+

外排主风机

2

适用场合

内排管网复杂、阻力大，与外排阻力不匹配的除尘系统

内外排阻力匹配的除尘系统

3

占地面积

较小

小

大

4

除尘器滤料

中温滤料

中温滤料

高温滤料

5

能耗

高

低

高

3.主要工艺、设备及参数

3.1热管换热器

热管换热器是实现除尘负能化的核心设备，它由热管及其它元件组成，在热交变工况与烟气含尘量大的情况下，能保证系统安全可靠运行。

与一般的水列管锅炉相比，在适应烟温大幅波动和烟气含尘等方面，热管换热器更具安全可靠性。

（1）热管的工作原理及特点

热管是一根两端密封的钢管，其管内充装了特定的制冷液体介质，紧靠管内壁处装有金属丝网等多孔物质的吸液芯。

每根热管均为一个相对独立的换热单元，其沿管长分为三段，即蒸发段（热端）、绝热中间段和冷凝段（冷端）。

热管的外壁上装有翅片，以强化其传热效果。

当高温流体从热管的下半管段热端流过时，热量通过管壁和吸液芯传给制冷液体介质，使其蒸发汽化，蒸汽则沿管内上升至上半管段，并在上半管段冷端释放出冷凝潜热而被低温流体冷凝，冷凝液在重力和吸液芯的毛细作用下，又流回到下半管段的热端，重新吸热蒸发，由此形成一个工作循环。

热管是一种高导热性能的传热元件，它可以从加热段吸收热量，通过内部相变传热过程，把热量输送到冷却段，从而实现热量转移，具有很高的换热效率、良好的等温性能、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等特点。

翅片热管

（2）热管换热器工作原理及结构特点

热管换热器是由一组热管组合成的箱形部件，其间用隔板分为冷、热两个流体通道，且在每个通道的底部均开有液体排放口，在排放口外接有排放管路。

热管换热器按换热过程一般分为高温蒸发器、低温蒸发器及省煤器三部分，工作过程中，经除氧处理过的软水先由水泵送入省煤器，预热后分别经高低压汽包送入高低温蒸发器，在热管的内部相变传热作用下，吸收高温流体的热量得到不同压力的饱和蒸汽。

热管换热器工作原理图

热管换热器结构分为立式和卧式两类，立式系列供水平烟道使用（热管轴线与水平垂直），卧式系列供立式烟道使用（热管轴线与水平成10度角）。

立式卧式

（3）列管换热器与热管换热器结构特点比较

项目

列管换热器

热管换热器

1

换热效率

低温流体与高温流体分别在管内及管外流动，管内流动换热系数低。

换热效率较低

低温流体与高温流体均在管外流动，管外流动换热系数高。

换热效率高

2

运行可靠性

低温流体与高温流体只靠管壁分开，一旦发生单根列管的破损，容易使冷热流体掺杂。

运行可靠性低

低温流体与高温流体由换热器的中隔板完全分开，运行中即使单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏，也只是单根热管失效，而不会发生冷热流体的掺杂。

运行可靠性高

3

热量传递方向

双向传热：

烟气温度高于水温时，烟气中的显热传递至水，烟气温度低于水温时，水中的显热传递至烟气

单向传热：

烟气温度高于水温时，烟气中的显热传递至水，烟气温度低于水温时，水中的显热不会传递至烟气

声波清灰清灰前清灰后

3.1.1产品型号说明

例：

一台60t电炉的立式负能除尘系统，最大产汽量为10t/h，压力1.2MPa，则其型号规格应为：

DL—10/1.2—L

例：

一台50t转炉的立式负能除尘系统，最大产汽量为5t/h，压力1.2MPa，其型号规格应为：

ZL—5/1.2—L

例：

一台12500KVA铁合金炉的卧式负能除尘系统，最大产汽量为6t/h，压力1.0MPa，其型号规格应为：

THJ—6/1.0—W

例：

一台90m2烧结机的卧式负能除尘系统，最大产汽量为10t/h，压力1.0MPa，其型号规格应为：

SJJ—10/1.0—W

3.1.2技术参数

热管换热器产品目录

适用冶金炉种类

冶金炉公称容量

平均产蒸汽量

吨钢产汽量

蒸汽参数

蒸汽可作用途

可采用热管换热器型式

环保指标

经济指标

备注

电炉

（DL系列）

30t-60t

3t/h-10t/h

100kg-160kg

0.8Mpa-1.6Mpa饱和蒸汽，产过热蒸汽需加过热器

生活、生产、VD炉、拖动

立式或卧式

粉尘排放<50mg/m3，无污水排放

节约标准煤9000吨/年-54000吨/年

铁水热装30%-100%电炉

70t-100t

10t/h-16t/h

120kg-160kg

生活、生产、VD炉、拖动

>100t

>18t/h

>160kg

生活、生产、VD炉、拖动、发电

转炉

（ZL系列）

30t-40t

3t/h-4t/h

100kg-120kg

0.8Mpa-1.6Mpa饱和蒸汽，产过热蒸汽需加过热器

生活、生产

立式或卧式

粉尘排放<50mg/m3，无污水排放

节约标准煤9000吨/年-36000吨/年

全燃法，不含汽化冷却烟道

40t-60t

5t/h-7t/h

120kg-140kg

生活、生产、VD炉、拖动

80t-120t

8t/h-11t/h

100kg-160kg

生活、生产、VD炉、拖动

>120t

>12t/h

>100kg

生活、生产、VD炉、拖动、发电

铁合金炉

（半封闭电炉）

（THJ系列）

6300KVA

4t/h

390℃,2.4Mpa过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产

立式或卧式

粉尘排放<50mg/m3，无污水排放

节约标准煤12000吨/年-80000吨/年

12500KVA

6t/h

390℃,2.4Mpa过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产

25000KVA

15t/h

430℃,3.8Mpa过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产、VD炉，拖动

50000KVA

30t/h

430℃,3.8Mpa过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产、VD炉，拖动、发电

烧结环冷机

（SJJ系列）

75m2-90m2

6t/h-10t/h

低压过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产、VD炉

立式或卧式

粉尘排放<50mg/m3，无污水排放

节约标准煤18000吨/年-200000吨/年

132m3-450m2

16t/h-60t/h

低压过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产、VD炉，拖动、发电

>540m2

>70t/h

低压过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产、VD炉，拖动、发电

高炉

（GL系列）

350m3-5000m3

不定

低压过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产、VD炉，发电

立式或卧式

粉尘排放<50mg/m3，无污水排放

不定

加热炉

（JRL系列）

各类

不定

低压饱和蒸汽

生活、生产、VD炉，发电

立式或卧式

直接达标排放

不定

煤气

（M系列）

各类

不定

低压过热蒸汽或饱和蒸汽

生活、生产、VD炉，发电

立式或卧式

粉尘排放<50mg/m3，无污水排放

不定

3.2低阻脉冲清灰袋式除尘器

具体选型参数见……

4．工程实例

东方环境负能除尘----淮钢90t电炉

1

公称容量

70t

2

变压器容量

60MVA

3

平均出钢量

80t/炉

4

冶炼周期

42min/炉

5

蒸汽压力

1.6MPa

6

设计蒸汽产量

17t/h

7

吨钢蒸汽产量

145kg（平均）

8

蒸汽用途

生产

9

结构形式

卧式

东方环境负能除尘----新疆八一钢厂

1

公称容量

70t

2

变压器容量

60mva

3

平均出钢量

80t

4

冶炼周期

45min

5

设计蒸汽产量

12t/h

6

吨钢蒸汽产量

112kg（平均）

7

蒸汽压力

1.25mpa

8

蒸汽用途

生产

9

结构形式

卧式

东方环境负能除尘----舞钢4#电炉

1

公称容量

100t

2

变压器容量

90MVA

3

平均出钢量

105t/炉

4

冶炼周期

45min/炉

6

蒸汽压力

1.6MPa

7

设计蒸汽产量

14t/h

8

吨钢蒸汽产量

100kg（平均）

9

蒸汽用途

VD