焦化厂地面除尘站的设计是环保达标、生产、降低能耗的关键环节。以下是其设计要点，需综合考虑工艺、、环保、操作和维护等多方面因素：
一、核心设计原则
1.捕集：在装煤、推焦、拦焦、熄焦（干熄焦或湿熄焦逸散）等主要产尘点产生的烟尘能被捕集，防止无组织排放。
2.净化：选用合适的除尘技术和设备，排放浓度稳定达到甚至优于及地方排放标准（通常≤10mg/m³，区域≤5mg/m³）。
3.防爆：充分认识焦化粉尘（特别是焦粉）的易燃易爆特性，设计完善的措施。系统能承受可能的爆炸压力，并防止二次爆炸。
4. 节能降耗： 优化系统设计，降低系统阻力和风机能耗，合理利用热能（如预喷涂焦粉的热量）。
5. 操作维护便捷： 系统布局合理，便于操作、点检、维修和更换滤袋等易损件。考虑清灰、卸灰、输灰的便利性和防二次扬尘。
6. 适应性强： 能适应焦炉生产的波动性（如装煤量、推焦节奏变化）和不同工况（如煤种变化、天气影响）。
7. 经济合理：在满足性能、和环保要求的前提下，优化投资和运行成本。
二、 关键设计要点
1. 尘源分析与风量确定：
识别产尘点：详细分析装煤车（含导烟车或车载除尘）、推焦车、拦焦车、熄焦车（或干熄焦装置顶部装料口/循环气体放散口）、焦炭转运站（切焦、筛焦）等各环节的烟尘产生特点和逸散方式。
风量计算：根据产尘点数量、位置、烟尘特性（温度、湿度、粒径、浓度、爆炸性）、捕集罩形式和捕集效率要求，计算每个点的风量需求。考虑同时工作系数（并非所有点同时风量运行）。
系统总风量：汇总各点风量，考虑管网漏风系数（通常10-15%），确定风机入口设计风量。风量是系统设计的基础，过大浪费能源，过小则捕集效果差。
2. 系统形式选择：
分散式 vs 集中式：大型焦炉通常采用集中式地面站（一套大系统服务多个炉孔），、
管理方便；小型焦炉或特定工艺点可采用分散式（如车载除尘）。主流是集中式。
装煤除尘与推焦除尘：
分设系统： 装煤烟气（含荒煤气、焦油、水汽）和推焦烟气（高温、干燥）性质差异大，分设系统可针对各自特点优化设计（如装煤系统需考虑防粘、防结露、燃烧/吸附VOCs）。
合并系统：设计难度大，需解决高温、高湿、焦油粘结、爆炸风险叠加等问题，但投资和占地可能节省。需非常谨慎，通常不推荐主流设计。
3. 除尘器选型与设计（核心设备）：
袋式除尘器：因其对亚微米级粉尘的过滤能力，是焦化除尘的主流。
关键设计参数：
过滤风速：核心参数！需根据粉尘特性（粒径、粘性、含湿、含油）、入口浓度、清灰方式、滤料选择综合确定。焦化粉尘（尤其装煤烟尘）含湿含油，过滤风速应取较低值（通常≤1.0 m/min，甚至至0.7-0.8 m/min），以足够的过滤面积，降低阻力，延长滤袋寿命，减少糊袋风险。
滤料选择：至关重要！考虑：
耐温性：推焦烟气温度高（~150-200°C），装煤烟气温度较低但波动大。通常选用P84、PTFE、玻纤覆膜等高温滤料或复合滤料。需瞬时温度下的性。
耐化学腐蚀性：抵抗烟气中SOx、NOx、焦油、水汽等的腐蚀。
防粘性：尤其针对装煤烟气，需滤料具有拒油性能（如PTFE覆膜）或进行处理，防止焦油粘结糊袋。预喷涂是常用防粘手段。
阻燃性：焦粉易燃易爆，滤料及缝线具有性能（表面电阻≤10⁹ Ω），并满足阻燃要求。
清灰方式：脉冲喷吹清灰应用最广。需的喷吹压力、脉冲宽度、周期，以及喷吹管、喷嘴与滤袋的匹配，清灰均匀，同时避免过度清灰损伤滤袋。
结构设计：
箱体强度：按要求设计，能承受设定的爆炸压力（常取≥0.1 MPa）。
合理分室：便于离线检修和清灰。
灰斗设计：足够的容积和坡度（≥60°），内壁光滑（时衬不锈钢板或高分子材料），避免积灰搭桥。设料位计、振打器或空气炮。
保温与伴热：寒冷地区灰斗、箱体需保温，时灰斗设蒸汽伴热或电伴热，防止结露糊袋和卸灰不畅。
4. 设计（重中之重！）：
爆炸泄压：在除尘器箱体、灰斗、管道上设置足够面积的泄爆片（膜），泄爆口应引至室外区域（通常通过泄爆导管引至屋顶上方，方向避开人员设备），并设置泄爆指示器。
隔爆装置：在关键管道（如除尘器入口管）上安装隔爆阀，阻止爆炸火焰和压力波向管道上游或下游传播。
火花捕集/熄灭装置：在高温烟气（如推焦烟气）进入除尘器前的管道上设置火花捕集器或喷水灭火装置（需谨慎，防止水汽进入除尘器），防止火星引燃除尘器内粉尘。
温度监测与连锁：在除尘器入口、箱体内部关键点设置温度传感器，超温报警并连锁启动紧急措施（如喷入惰性气体、紧急切断阀门）。
CO/O2监测： 监测烟气中CO浓度（阴燃指示）和O2浓度（惰化控制参考），设置报警和连锁。
惰化系统：配备氮气或其它惰性气体系统，可在检测到异常（超温、CO）时自动或手动向除尘器内喷入惰性气体，降低氧含量燃烧爆炸。氮气储罐或制氮能力需足够。
灭火系统：在除尘器灰斗、箱体内部设置消防喷淋管道或干粉灭火装置（需与工艺兼容）。
静电导除：所有设备、管道、滤袋等接地，静电导除。
严格禁火：除尘区域划为区域，电气设备采用相应等级。
5. 预喷涂系统（针对装煤除尘）：
特性：在装煤开始前或初期，向除尘器滤袋表面均匀喷入干燥惰性的焦粉（或石灰石粉等），形成预涂层。
作用：
* 防止烟气中焦油、水汽直接接触并粘结滤袋纤维。
* 提高初期过滤效率。
* 保护滤袋免受高温颗粒或火星直接冲击。
设计要点：粉仓容量、给料装置（旋转阀、喷射器）、输送管道（防堵）、喷入点（通常在除尘器入口总管）、控制逻辑（与装煤操作连锁）。
6. 管网系统设计：
管路布局：力求简短、顺畅、少弯头、少突变，降低系统阻力。考虑支架、膨胀节。
管径与风速：合理选择管径，管道内风速足够（通常≥15-18 m/s），防止粉尘在管道内沉降堆积（特别是水平管道），但也不宜过高增加阻力。装煤烟气管道可考虑风速（如≥20 m/s）。
材料选择：考虑（焦粉磨琢性强）、蚀（烟气含腐蚀成分）、耐温（推焦烟气）。常用碳钢（内壁做处理）或不锈钢。
保温：高温管道（推焦）和寒冷地区可能结露的管道（装煤）需保温。
切换阀门：各产尘点与主管之间需设的气动或电动切换阀（如双层卸灰阀、密封蝶阀），密封性和切换响应，实现分时控制。阀门需耐温、防卡阻。
7. 风机与电机：
选型：根据系统总风量、总阻力（管网阻力+除尘器阻力+余量）计算风压。选择、、、（如需）风机。通常选用离心式引风机。
调速控制：采用变频调速。根据实际工况（如装煤、推焦、待机）自动调节风机转速，大幅降低待机和低负荷时的能耗，同时实现风量控制。
安装：考虑减振、隔音。风机入口设柔性连接和防护网。风机轴承设温度监测。
8. 输排灰系统： 目标： 密闭、连续或间歇、无二次扬尘。
方式选择： 刮板输送机+斗式提升机+储灰仓：常用，需注意密封、防卡。 气力输送（正压或负压）： 密闭性好，适合长距离，但能耗相对高，需防堵。
无尘装车：灰仓下设双翻板阀或旋转卸灰阀+汽车散装机，实现装车过程无尘。
设计要点：系统容量匹配、设计、防堵措施（振打、空气炮）、锁风（双层卸灰阀）、粉尘加湿（如需运输）、灰仓设料位计、排气过滤器。
9. 控制系统： 自动化程度： 实现高度自动化运行，与焦炉四大车（装煤车、推焦车、拦焦车、熄焦车）操作连锁联动。
核心功能：
* 风机变频调速自动控制（根据工艺信号）。
* 各产尘点切换阀门的自动开闭控制。
* 清灰程序自动控制（定时/定压差）。
* 预喷涂系统自动控制。
* 监控与连锁（温度、CO、O2、料位超限报警；超温自动启动惰化/灭火；爆炸泄压指示报警）。
* 关键设备运行状态监控与故障报警。
* 数据采集与记录（风量、风压、温度、排放浓度等）。
* **人机界面：** 设置上位机监控系统（HMI），实现集中监控、操作、参数设定、历史数据查询、报表生成。
10. 辅助设施： 压缩空气系统： 提供稳定、洁净、干燥的压缩空气用于脉冲清灰、气动阀门、仪表等。需设储气罐、冷干机、过滤器。
供电系统：电源，重要设备（风机、控制系统）考虑双回路或应急电源。 照明与检修设施： 除尘站内充足照明，设置检修平台、吊装设施（电动葫芦）。
排水：考虑清洗地面和设备排水的收集。 焦化厂地面除尘站设计是一个复杂的系统工程，是设计的生命线，贯穿始终。设计者需深刻理解焦化生产工艺特点和粉尘特性（易燃易爆、含油含湿），在捕集净化、、节能降耗、智能控制、便捷维护等目标之间找到平衡点。严谨的计算、合理的选型、完善的细节设计（特别是措施、滤料选择、预喷涂、管道防积灰）是成功的关键。务必遵循及地方的环保、消防规范和标准。
在设计阶段就应充分考虑未来运行维护的需求，并与生产操作人员充分沟通，设计成果既能满足硬性指标，又能好用、易维护。
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