1. 概述
焦炉在装煤推焦过程中会散发大量以烟尘或焦尘为主、并含有CO2、氮氧化合物、硫化物等烟尘。为防止焦炉装煤出焦过程中污染环境，这些烟尘需经除尘地面站处理后排入大气。
本工程配套1×65孔炭化室高度5.5m侧装捣固焦炉建一套地面除尘站。鉴于该工程焦炉炭化室孔数仅65孔，且不考虑再建第二座焦炉，在生产时出焦操作间隔时间较长，所以本方案设计为装煤、出焦“二合一”除尘系统。地面除尘站界限从装煤除尘干管和出焦集尘干管开始至地面除尘站为止。
焦炉炭化室长×宽×高为15980×500(平均)×5500mm，单炉装煤量35t，单炉焦炭产量约27t。
1.1 装煤除尘概述
本设计装煤除尘系统的烟气量及有关参数如下：
烟气量：
~180000m3/h
烟气温度：
110℃（除尘器处）
烟气入口浓度：
10g/m3
烟气出口浓度：
≤50mg/m3
装煤操作时间：
~3min
装煤过程中产生的阵发性的黑烟及黄烟等污染物在除尘风机的抽吸下首先进入焦炉炉顶燃烧导烟车，烟气在燃烧室内充分燃烧，燃烧温度达1000℃～1100℃，将烟气中96%以上的苯并芘、苯可溶物、硫化氢、氢化氰、一氧化碳等有害物质烧掉。燃烧后的烟气及积碳、烟灰尘等经适量掺风后冷却至200℃以下并经设置在焦侧炉顶的固定翻板阀集尘干管进入装煤烟气吸附净化装置。烟气经吸附净化装置初步净化后经过灭火式冷却器灭火降温，除去大颗粒或着火的煤粉，温度降至110℃以下，然后进入阻火型低压脉冲式布袋除尘器，除尘后烟气排放浓度<50mg/m3。由于烟气中含有水蒸汽、焦油，会使滤袋除尘效率降低，故布袋除尘器每次过滤装煤烟气之前，应对滤袋作预喷涂处理，喷涂介质为出焦除尘捕集的焦粉。除尘器净化后的气体经除尘风机、消声器、烟囱排入大气。布袋除尘器、冷却器收集下来的灰尘，经过卸灰阀、刮板输灰机输送至粉尘仓，粉尘仓内的粉尘定期经加湿机加湿后卸入汽车运走。
除尘风机通过变频电机调速。装煤除尘系统与导烟车信号连锁。当导烟车给出装煤信号时，关闭非常阀，连通固定集尘干管上对应的翻板阀，接着除尘风机高速运转,进入除尘工作状态。装煤停止后, 除尘风机低速运转。非常阀平时处于关闭状态，当除尘器入口烟气温度≥120℃时，非常阀打开，起到保护除尘器的作用。
沿焦侧炉柱顶部敷设的集尘干管是由固定翻板阀、平衡阀、伸缩节和端部消声器等组成。
1.2 出焦除尘概述
本设计出焦除尘系统的烟气量及有关参数如下：
烟气量：
~360000m3/h
烟气温度：
120℃（除尘器处）
烟气入口浓度：
12g/m3
烟气出口浓度：
≤50mg/m3
出焦操作时间：
~3min
出焦过程中，拦焦车上的集尘罩通过翻板阀与集尘干管连通。焦侧炉门框顶部逸散的烟尘、推焦过程中焦饼向熄焦车塌落时以及熄焦车内红焦与周围环境中空气燃烧后产生的大量烟尘、导焦栅顶部逸出的烟尘，在热浮力和除尘风机的作用下，经混风通过集尘罩进入翻板阀组成的集尘干管。烟气先经过灭火式冷却器，除去大颗粒或着火的焦粉，烟气温度降至120℃以下，然后进入阻火型低压脉冲式布袋除尘器，除尘后烟气排放浓度<50mg/m3。净化后的气体经除尘风机、消声器、烟囱排入大气。布袋除尘器、灭火式冷却器收集下来的灰尘，经过卸灰阀、刮板输灰机首先输送至预喷涂装置，多余的粉尘送到粉尘仓，粉尘仓内粉尘定期经加湿机加湿后卸入汽车运走。
除尘风机通过变频电机调速。出焦除尘系统与拦焦车信号连锁，当拦焦车给出推焦信号时, 关闭非常阀，连通固定集尘干管上对应的翻板阀，接着除尘风机高速运转,进行除尘工作。推焦停止后, 除尘风机低速运转，同时开启气动非常阀，灭火式冷却器降温，为下一循环作准备。
沿焦侧敷设的集尘干管是由固定翻板阀、平衡阀、伸缩节和端部消声器等组成。
1.3 地面除尘站设备
地面站除尘系统由装煤、出焦除尘系统及站内灭火式冷却器、阻火型低压脉冲式布袋除尘器、风机、予喷涂装置和输灰系统等组成。这些管道设备都属于除尘专用设备，必须经专业生产厂商设计制造。
2. 装置布置及控制水平
装煤、出焦除尘采用“二合一” 除尘系统。即装煤、出焦共用一台灭火式冷却器、除尘器、风机、烟囱、贮灰仓及配套输灰设施等。为防止卸灰时粉尘二次飞扬，贮灰仓下设加湿卸灰机一台，卸灰时对粉尘加湿搅拌，装车运走。风机机组、预喷涂装置设在一层地面上。各除尘系统在需要进行风压、风量、含尘浓度等检测部位设置平台、监测孔和监测电源。
各除尘系统设PLC自动控制系统，分集中控制和就地控制。进出控制室I/O柜的模拟量信号，必须进行安全隔离，配带有隔离型安全栅。且现场PLC控制器预留有上传总调开放性接口。PLC采用西门子S7-300型，地面除尘站各检测点应通过上位机在地面站中控室实现画面显示，采用22寸液晶显示器，一用一备。
3. 通用要求
（1）焦炉烟尘中含有多种腐蚀性物质，要求装煤、出焦管道设备有一定的防腐能力；焦炉烟尘温度较高，装煤烟尘进入燃烧室后的温度达850~900℃，出焦粉尘进入翻板阀温度达~250℃，要求装煤、出焦管道设备有一定的耐温能力；焦炉烟尘含尘浓度较高，尤其是出焦烟尘，含有大量较大颗粒的焦尘，要求各管道设备有一定的耐磨能力；同时充分考虑系统防爆装置的设置及抗震防震措施。除尘管道上手动蝶阀、伸缩节和端部消声器之间用法兰连接，各设备法兰之间应相互配合，每组翻板阀之间、翻板阀与直管段之间以及平衡阀、伸缩节和端部消声器法兰之间使用金属缠绕垫，静密封漏气率低于0.5‰。
（2）当地气象条件
年平均气温
9.5℃
最高气温
39.1℃
最低气温
-22.4℃
年平均气压
902.6hPa
最大冻土深度
105mm
最大积雪厚度
15mm
本工程抗震设防烈度为7度。
（3）室外安装区域防爆等级：22区。
（4）低压配电屏设备应满足《低压成套开关设备和控制设备》和相关标准最新有效版本中的各项技术要求。选用资质好、生产能力强、信誉度高、售后服务好的生产厂家的优质产品。低压配电屏严格按设计的配电系统图中电气元件的型号规格及对应生产厂家生产的产品进行配置，如刀开关、断路器、交流接触器、热继电器、电流互感器、电涌保护器、电能表等。
（5）各设备的控制操作按图纸要求，并订购符合图纸要求的操作箱、控制箱等，没经过设计院或甲方批准，不能随意改变。
4. 具体要求
4.1 装煤出焦地面除尘站管道部分
4.1.1固定翻板阀
a. 用途：该阀门用于导通装煤(出焦)集尘干管与导烟车（拦焦车集尘罩），使装煤（出焦）烟尘通过此阀进入地面除尘站处理，是移动尘源与固定设备之间的连通设备。
b. 工作原理：当焦炉生产时，导烟车（拦焦车）的液压推杆将该翻板阀的翻板推开，阀门控制杆旋转75度使阀门打开，导烟车（拦焦车）导管的可伸缩接口与该翻板阀端面对接，使含尘烟气由导烟车（拦焦车集尘罩）进入由固定翻板阀组成的集尘干管；装煤(推焦)完成后，导烟车（拦焦车）上的液压推杆及可伸缩接口退回，该翻板阀关闭，完成一炉除尘计划。
c. 要求：由单个阀门连接成的集尘干管，阀间应严密，漏气率<3%；单体阀门开启应灵活可靠，漏气率<3%，单体试验压力为0.017MPa。阀体确保三年不变形。
d. 本工程一套装煤出焦地面站需装煤固定翻板阀65台，直径为1612×6mm,。需出焦固定翻板阀67台，直径为2466×8mm。
4.1.2平衡阀
a. 用途及工作原理：该阀用于集尘干管末端，利用配重原理，通过调整重锤在摆臂上的位置，使之在设计压差下自行开闭。
b. 要求：单体试验压力为0.017MPa。开启压力为-1000
Pa。
c. 本工程一套装煤出焦地面站需φ2450平衡阀一个，φ1600平衡阀一个。
4.1.3伸缩节
a. 用途及工作原理：装煤出焦时产生的烟尘温度高，进入集尘干管后会使管道温度升高，使用该设备可克服热膨胀力和由此产生的热位移。安装时，依靠调整螺柱的长度来调节管道的预留量。
b. 要求：该设备密封填料密封性能良好，充分考虑伸缩节的耐温能力，保证工况下正常使用。漏气率<3%；最大调节量为-100~60mm。
c. 本工程一套装煤出焦地面站需φ2450单侧伸缩节2个，φ1600单侧伸缩节2个。
4.1.4管端消声器
a. 用途及工作原理：当平衡阀打开，空气进入集尘干管时会产生噪音，该设备工作时利用其内部的吸声材料来降低噪音。
b. 要求：消声能力不小于20dB（A）；设备阻力不大于200Pa；该设备尤其应对中低频声音有良好的消声效果。
c. 本工程一套装煤出焦地面站需φ2450消声器一个，φ1600消声器一个。
4.2 装煤出焦地面除尘站站内主要设备
4.2.1装煤出焦用除尘器、灭火式冷却器及其配套设备
4.2.1.1 阻火型低压脉冲式布袋除尘器（一台）
1). 用途：设置在除尘地面站内，在除尘风机的作用下用于过滤装煤出焦时含尘气流，达到控制污染的目的。
2). 构成及工作原理:
除尘器本体采用5mm Q235钢板，花板采用6mm Q235钢板。除尘器由上箱体、中箱体、灰斗、进出风管、进风口风量调节阀、出风口阀门、支架、滤袋及喷吹装置、卸灰装置、平台等组成。含尘空气从除尘器中部的进风口进入各分室，净化气体透过滤袋经过离线阀和排风管从上部排出。当设备阻力达到限定的阻力值（一般设定为1600Pa左右）时，由清灰控制装置按差压设定值或清灰时间设定值自动按设定程序进行喷吹清灰，灰斗中的灰落入刮板机排入贮灰仓。
3). 技术要求
（1）处理风量：360000（m3/h）
初始浓度<12g/m3时，排气含尘浓度<50mg/m3；
（2）过滤面积：5544（m2）;双排布置；.
（3）滤袋材质：防静电金属纤维涤纶针刺毡；
（4）含尘气体工作温度：<120℃；最高温度：150℃。
（5）设备阻力：<1500 Pa
（6）设备耐负压：~ -6000Pa；
（7）设备本体允许漏风量：<3%；
（8）设备估重：~260吨
。
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