最近几年，电炉钢厂造成的环境污染，越来越受到人们的重视，也成为越来越敏感的问题。政府环境保护机构制订限制性环保标准，目的是保持和限制钢材生产企业准入门坎。这样做的结果是，低排放要求越来越多，也越来越严格。烟气处理设备 （FTP）作为电炉生产的一种辅助设备，则承担着烟气收集、冷却和除尘任务。
虽然在电炉熔炼阶段，系统性能可满足要求，在烟囱出口处达到很低的粉尘排放浓度，但在电炉料篮装料时，仍然存在着一些严重的问题。
电炉装料
虽然装在电炉上方的排烟罩可在装料过程中收集排放物。但装料过程中，瞬间产生的大量火焰和烟柱，仍有可能将污染物扩散到电炉跨厂房内，甚至在更严重的情况下，烟气通过厂房上的开孔泄漏到大气中。废钢质量随着价格攀升和用量增加一直在不断下降。因此，废钢平均堆密度从上世纪80年代普遍达到的700-800 kg/m3，已经下降到目前的500-600 kg/m3。甚至在发展中国家的某些地区，废钢堆密度低到250-270kg/m3也并非罕见现象。因此，许多钢厂的电炉平均金属收得率正在从91%下降到84%（甚至更低）。而且，还有增加电炉装料次数、要求料篮超量装料的需求。
可以预料，废钢中将含有大量的可燃杂质 （油、塑料、橡胶、油漆、金属粉尘、铁锈、废纸、木屑、包装物、纤维材料等），当废钢一旦接触到炉内残留钢水时，就会使炉料中的大量可燃物骤然出现剧烈的燃烧反应，在电炉炉顶形成带有大量炭黑物质的巨大烟柱。
用于电炉装料的CFD方法
实践证明， 计算机模拟流体动力学 （CFD）在正确设计电炉排烟罩过程中，将成为一种有效的支持手段，发挥其重要作用。与以前各种传统分析方法给出的设计理念相比，这项技术已经向前迈出了决定性的一步。
借助于CFD计算机流体动态学分析方法，人们就可以按照详细的实际几何尺寸 （开孔和开门、通风天窗、单独放气孔、天车、厂房建筑等），建立电炉炼钢车间实尺模型。
正确识别骤然产生的烟气，是通过现场直接观察，对采用各种不同工艺条件下快速记录的多座电炉的有关数据，利用先进的计算机图形精确绘制技术进行分析得以实现。
Hadeed项目排烟罩设计顺利通过审查
2009年11月14日，达涅利得到一份订货合同，以交钥匙建设方式，为沙特阿拉伯钢铁公司（Hadeed）在KSA Al-Jubail工业城新建一座电炉钢厂。
皇家环境保护法规委员会采用EPA标准，给出从电炉车间屋顶的短时排放的烟气量极限值：对于新建和现有电炉钢厂，其浑浊度 （也就是可见烟气密度）必须小于6%。为实现这一目标，排烟罩通过CFD计算机流体动力学分析方法进行验证设计。
Hadeed烟气处理设备处理能力为2.2Mm3/h。装在电炉上方的排烟罩呈锥体形，目的是为了能够充分利用烟气浮力产生的上升动能，更好地收集烟气。然而，这也会使吸风系统暴露在瞬时高温的冲击之下，将有可能对过滤器造成损坏 （布袋毛毡降解、滤袋受到破坏，并因此增加了粉尘溢散量）。
为此，设计了装在排烟罩内的折流挡板，并进行优化，以提高排烟罩集尘效率，同时要求控制温度。在研究温度变化趋势之后，又对从厂房屋顶外溢的烟气浑浊度作出评估。浑浊度评估结果，得到受过培训人员的证实。因为目前还没有一种标准仪器能够检测这项指标。
在一般情况下，当烟气浓度达到1%-10%范围内时，人们认为烟气是可见的。因此，人们就有可能利用CFD方法，为EPA 6%这一浑浊度指标规定一个偏于保守的阈值，即1%。不论是短时排放，还是在电炉周围工作区内的烟气，都用它来检查电炉炼钢车间预期可能达到的可见烟气流量。
结论
事实证明，CFD计算机流体动力学分析方法是烟气处理设备设计的一种有效手段。在研究电炉装料过程中，利用它就能深入而准确地了解各种现象，预测布袋除尘器可能发生的损坏，并估算出短时排放量。在设计项目中，如果作为标准规范，使用这种能够发挥关键作用的技术手段，就能够提供一种先进而且全面的工艺设计支持，以满足用户对排放物保证值提出的各项要求，并证明它在达到性能指标要求方面的有效性。
（来源：钢铁产业）
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