新型集烟罩在熔融金属领域烟气治理与应用

引言

新型集烟罩采取悬臂吊机构，压力轴承 180 度旋转满足两台炉口烟气切换使用，可调节升降式罩头全方位烟气收集，实现职工作业畅通行走及高效烟气的收集，保障职工职业健康。

一、成果实施主要内容

1、成果实施内容

（1）每个厂房布置 4 台中频炉，两用两备，相邻两台炉共用一根收尘支管，本项目共需更换炉面收尘支管 4 条，收尘总管 2 条，总长约为 220 米，主管道为固定式，支管为旋转式，管道旋转间隙需要做密封处理。

（2）收尘支管旋转部位设置SKF 牌转动轴承，保证旋转的灵活性，同时最大可实现90 度旋转。

（3）炉面收尘支管固定基础及旋转支架高度在原基础上整体提升约 1 米（具体依据现场实际测量进行施工，最高不得高于电缆桥架），并使用 16b 型号槽钢固定牢靠。

（4）现有中频炉炉面集烟罩及收尘管道整体更换，炉面收尘支管设计为φ 325^*5mm 螺旋管，厂房顶部收尘总管设计为φ 600^*5mm 螺旋管，总管与原中频炉烟气净化设备（旋风除尘器）连接，达到管路更换及烟气收集目的。

（5）管路走向需重新布置，炉面收尘支管与厂房顶收尘总管连通采取就近连接方式，原直角管改为接近 120^∘ 倾斜角，减少管道风阻。（后附示意图）

（6）管道穿墙位置需要重新打孔，安装完成后需对破损墙面修复。

（7）收尘口设计为喇叭形集气罩，壁厚不低于 5mm ，覆盖面积不得小于炉口面积（直径至少为1.2 米），集气罩连接管路设置为内外分层式伸缩管，伸缩长度应能保证集气罩喇叭口下降至距离炉口 30 公分以内，通过电葫芦、定滑轮、钢丝绳组合驱动集烟罩喇叭口上行，并安装上、下限位。

（8）原净化设备阻火器连接管路调整，取消两个 90^∘ 角弯管改为直管连接。

（9）项目包含管路走向设计、安装及试运行等全部内容。

（10）安装过程中备件及工器具按类摆放整齐，工作完成后，做到工完料尽场地清，废旧备件及管道按照要求分解，运转至指定地点。

（11）安装制作过程中产生的固体废物由施工方自行处理，完成施工3 天内从现场运走。

（12）因本项目受现场施工空间小、部分项目工程专业性强等因素制约，需由专业设计、施工单位在施工前对现场进行测绘，并对管道风阻进行测量，依据现场测量结果进一步优化方案，保证中频炉产生烟气全部有效收集。

二、适用范围

本成果适用于操作空间狭小且需要设计为移动式收尘系统的场所，可以广泛推广、应用于解决部分场所收尘管道设置困难或者收尘效率不佳问题。

三、实施要点

悬臂吊可购买成品，现场安装时，要注意地面基础水平且基础平台牢固，避免因频繁旋转造成基础松动或者吊臂倾斜，造成系统返工。管路设置尽可能避免 90^∘ 弯头，管径设置要与风机、风量匹配。U 管道弯头连接部位增加的转轴，要保证和上部悬臂吊同心。由于炉口温度较高，会造成喇叭形集烟罩老化、变形现象，新捕集罩采用碳钢材质，厚度不低于 6mm ，上部为法兰结构，以方便后期更换备件。

四、成果的创新性、实用性

1、成果创新性

通过使用悬吊臂旋转机构 + 伸缩管式集烟罩，实现收尘管路横向、纵向双向调节，可具备炉面集烟罩交互切换使用和烟气有效收集效能，具有一定创新性。系统设备构造简单，操作简易，运行稳定，设备故障率极低，经不完全统计系统设备故障低于 1次/半年。

2、成果实用性

作为收尘系统改造和无组织排放治理的一次成功尝试，项目新思路进一步延伸到浇铸过程烟气收集，由于浇铸工位设备也处于移动、运行状态，适合该项目设计思路，目前已完成浇铸工位烟气收集管路和集烟罩安装，烟气收集效果提升明显，现场环境得到明显改善，下一步将该思路应用于出铁水工序中，确保从化铁、保温、出铁水再到完成浇铸整改过程的烟气有效收集。

五、成果推广效果

1、经济效益：

项目虽未能直接产生经济效益，但其设备运行稳定性增加，故障率降低，环保达标排放，在设备维修、更新换代、环保检测评估、职业健康投入等方面实现了费用节约，两个厂房两套系统核算： 2^*15=30 万元，经统计每年约减少设备投入费用 30 万元以上。

2、社会效益

（1）降低了员工的劳动强度（原设备需要两人协同配合操作，现仅需一人，且使用电动操作），节省了人力投入。

（2）熔炼过程烟气全部有效收集，员工作业环境较之前改善明显，具有一定环保效益和职业健康方面效益。

（3）炉面收尘管道布局优化设计，消除管道过低碰头的安全问题，为员工作业安全提供保障。

参考文献

[1] 高温熔融金属作业安全完整性评价. 吴雅菊;许开立;王若菌;徐晓虎.东北大学学报(自然科学版),2021(04)

[2] 熔融金属/熔渣- 氧化物高温润湿行为实验研究. 高茗;于浩;成国光;张延玲.实验技术与管理,2022(09)

[3] 集烟罩的优化及叶轮对吸油烟机性能的影响[D]. 安静.华中科技大学,2016