铸造厂提升改造除尘系统设计
1 背景介绍
该项目为一新建铸造车间的配套除尘系统，车间占地72m*48m，生产钢铁厂高炉使用的氧气喷枪，材质为纯铜或铜镁合金，属于小型铸造。主要生产工艺流程为混砂、造型、熔炼、浇注、清理。主要的设备包括1台105T中频感应电炉和2台0.5T中频感应电炉，烘干炉共7台，混砂机3台及耐火材料搅拌机2台。因生产规模较小，制芯、造型、电炉加料及搅拌、浇铸、清砂等工艺均为认为操作。产生的有害物主要为粉尘颗粒及油烟等，对工人健康危害较大，需设置除尘系统。
2 除尘罩的设计
集气吸尘罩是除尘系统中的重要组成部分。设计合理的吸尘罩能有效地捕集到污染气体，同时又能减小系统风量，减少工程成本及除尘设备能耗。
由于在本系统中设计到多个工段，每个工段的生产设备、操作方式、产生的污染物性质都不同，因此要综合考虑以上各因素来设计除尘罩。
2.1 熔炼工段
小型电炉一般可使用回转式排烟罩、小型半密闭排烟罩、炉盖排烟罩等。此次的电炉直径只有0.8m，深约1.5m，尺寸较小，所需的排风量也很小，适合采用回转式排烟罩，由除尘罩、回转风管及其转动机构组成。由于现场情况所限，回转风管比较长，使得整个转动部分重量较大，zui后在转动法兰与固定法兰之间增加了推力球轴承，操作工程可以轻易推动回转管。其结构简单，制作费用低，现场操作非常方便，在进行电炉除尘设计时，建议采用。
2.2 混砂工段
混砂机混制的是树脂型（芯）砂，产生的有害物主要有粉尘（少量）、CO、NH3、HCN气体。在此采用了半密闭罩将贮砂罐下料口及混砂机围封起来的方式，在一面开口留出工人操作及观察空间。排风口风速控制在2m/s，既保证罩内一定负压又避免抽走物料。
2.3 烘干工段
树脂型芯烘干后产生的废气中的有害物主要为有机化合物，有恶臭气味。各型芯烘干炉炉顶均配有一个排气孔，烘干后的恶臭气体由排气孔排至处理系统。考虑到炉内抽风会导致颅内外气流对流加速，影响炉内烘干过程，甚至导致型芯烘干不均内，且治理对象炉体都有不同程度的漏气现象，选择用半密闭法将烘干炉围封，风量定为1000m³/h。烘干炉排出的气体温度大约为120---170℃，自然抬升作用明显，同时为避免对流带来的不利影响，控制风速不宜过高，本例选取0.3m/s。
2.4 清理工段
清理区主要污染物为铸件上清理下来的落砂。污染物密度较大，上升和扩散速度较小，同时鉴于是手工清理，因此采用了工作台上侧吸罩的形式。操作人员离罩口距离约为200mm，控制风速约为1m/s，罩口尺寸及风量选取可根据方形罩口速度分布图来设计。
3 工艺管道设计
此次设计包括除尘点共20个。由于铸造工艺流程的不确定性，故在除尘设计时将厂区除尘点划分为4个主要区域：熔炼区、烘干区、混砂区及清理区。
根据车间人员反映，车间内zui主要的产尘点为熔炼区，产尘量大，持续时间长。而其它3个区产尘小，时间短，且设备开启台数、何台开启依据当日生产计划确定，无操作规律。鉴于此，整个系统的风量可考虑为熔炼区与其它3个区中zui大区风量之和。这样既可以保证各点的除尘效果，可以节约成本。
电炉不同时工作，烘干区或者4台12KW砂芯烘干炉、15KW与30KW砂芯烘干炉三者一同工作，或者4台12KW砂芯烘干炉与81KW砂芯烘干炉二者一同工作。
基于以上因素，设计时将熔炼区管道作为di1级主管道，而其它3个除尘区管道并列作为di2级主管道，在各支路管道上设置风量调节阀。
由于设备开启的不确定性，会造成回合后管道内风量上下波动较大，故应根据zui经常使用设备来确定管径，以使管内风速在合适范围（14--22m/s）之内。现场运行情况来看，效果不错。
4设备选型
袋式除尘器效率高，阻力小，维护简单，设备运行稳定可靠。通过几十年的发展，袋式除尘技术已经能满足烟气除尘稳定可靠运行的需要。本次设计选用长袋低压脉冲袋式除尘器，处理风量24200m³/h，过滤风速1.15m/min，脉冲喷吹压力0.2MPa，排放质量浓度≦50mg/m³。滤袋尺寸130*6000mm，滤料采用防油防水涤纶针刺毡.配套风机9-26-11-12.5D-3型，全压4109帕，电机型号Y280S-6，功率45KW。
由于厂区地处北方，冬季气温寒冷，为保证喷吹压缩空气的洁净，在设置空压系统时，同时配备了空气冷干机及过滤器等。
5 改进意见
系统投入使用后，厂房内的环境了不错的改善。但烘干炉的半密闭罩仅能控制炉门密闭时的恶臭气体，当打开炉门时，部分炉内气体溢出。建议可在炉门上方设一顶吸罩，罩口为扁长形，以免影响炉前操作，罩口风速适当取大。同时采取措施保持罩口风速的均匀。
人工清理工段，除尘效果不是很明显。一方面在于落砂较重，不易捕集；另一方面在于考虑操作人员因素，风速不宜过高，以免操作人员感觉不适。建议工作台可以在地坑上设备格栅，地坑侧设置吸尘罩。这样在进行清理时较大的砂块可以直接下落到地坑中，而其它的砂粒则通过吸尘罩排出。
