任華金,田 峰,羅新生

(四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司,四川樂山 614900)

除塵系統(tǒng)升級改造的設(shè)計及應(yīng)用

任華金,田 峰,羅新生

(四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司,四川樂山 614900)

針對四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司煉鋼廠鐵水直兌區(qū)域和脫硫除塵系統(tǒng)的改造升級進(jìn)行論述,在鋼鐵企業(yè)嚴(yán)格的環(huán)保壓力下,投巨資進(jìn)行改造升級,體現(xiàn)了我公司對環(huán)保的重視程度。通過改造,不僅改善了我公司煉鋼鐵水區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境,而且在新環(huán)保法實施后實現(xiàn)了環(huán)保達(dá)標(biāo)排放,凈化了空氣,實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)及節(jié)能減排。

除塵;改造升級;優(yōu)化;環(huán)境

1 引言

四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司煉鋼廠現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐3座、脫硫站2處、扒渣站4處等多臺套生產(chǎn)設(shè)備及相關(guān)的輔助設(shè)施。1#、2#轉(zhuǎn)爐共用一套二次除塵系統(tǒng),3#轉(zhuǎn)爐及轉(zhuǎn)爐上料配一套二次除塵系統(tǒng),原混鐵爐和1#脫硫站配有一套除塵系統(tǒng),2#脫硫站配有一套除塵系統(tǒng)。由于煉鋼廠原混鐵爐、脫硫站除塵效果很差,2#脫硫站除塵經(jīng)改造后不太理想,直兌鐵水沒有除塵,因此,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣在車間內(nèi)彌漫,特別是脫硫區(qū)域環(huán)境更差,以至于最后冒出房頂,對生產(chǎn)人員和周邊環(huán)境造成污染。

2 公司解決思路

根據(jù)公司規(guī)劃,優(yōu)化煉鋼廠生產(chǎn)工藝,取消混鐵爐,采用“高爐鐵水—直兌—預(yù)處理脫硫—吊罐—提釩爐半鋼冶煉”的生產(chǎn)工藝。其鐵水直兌點、吊罐/座罐點設(shè)置及相關(guān)參數(shù)如下:

(1)加料跨鐵水直兌點設(shè)置3處(1#脫硫站上河側(cè),2#脫硫站下河側(cè)及降壓站附近),按兩個直兌點同時工作考慮除塵風(fēng)量;吊罐/座罐點設(shè)置3處(1#脫硫站下河側(cè), 1#、2#脫硫站中間位置,2#脫硫站上河側(cè));以上直兌點、吊罐/座罐點均各有兩處可使用。

(2)每包直兌鐵水量65 t(新包80 t),兌鐵水時間1～2 min。

(3)鐵水脫硫:噴吹氮氣,壓力0.5～0.7 MPa,流量180～300 m3/h;噴石灰100 kg/min;脫硫時間10～12 min。

3 改造方案

3.1 存在問題

(1)1#脫硫站除塵和混鐵爐共用一套除塵系統(tǒng),除塵效果差。

(2)2#脫硫站已經(jīng)進(jìn)行了局部改造,從改造后運行情況看,效果比改造前有所改善,但仍有大量煙氣從捕集罩逃逸。

(3)鐵水直兌處沒有除塵設(shè)施,兌鐵水時大量黃色煙氣向上擴(kuò)散,冒出房頂。

(4)2#脫硫站除塵罩安裝位置不當(dāng),脫硫產(chǎn)生的煙氣大部分不在除塵罩的有效收集范圍,煙氣四處擴(kuò)散,收集的煙氣少,效果差。

(5)鐵水直兌工位不足,需要新增加3處。

3.2 現(xiàn)有除塵參數(shù)

3.2.1 混鐵爐和1#脫硫站的除塵系統(tǒng)參數(shù)見表1。

表1 混鐵爐和1#脫硫站的除塵參數(shù)

3.2.2 2#脫硫站除塵系統(tǒng)參數(shù)見表2。

表2 2#脫硫站除塵系統(tǒng)參數(shù)

3.3 設(shè)計思路

(1)遵循技術(shù)成熟、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、實用、運行可靠的原則,設(shè)計出優(yōu)良的除塵系統(tǒng),滿足新環(huán)保要求。

(2)充分考慮利用現(xiàn)有除塵設(shè)備。

(3)根據(jù)廠房結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場條件,除塵管網(wǎng)設(shè)計盡可能減少彎頭,以降低管網(wǎng)阻力。

(4)合理設(shè)計管道風(fēng)速和過濾風(fēng)速,提高布袋使用壽命和煙塵排放達(dá)標(biāo)。

(5)結(jié)合生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場條件,合理布置除塵設(shè)施,盡量不影響正常的冶煉工藝操作。

(6)選用的設(shè)備檢修維護(hù)簡單、便利。

(7)合理選擇風(fēng)機、電機,在滿足處理煙氣量的前提下,實現(xiàn)節(jié)能要求。

3.4 設(shè)計指標(biāo)

(1)煙塵捕集率不小于95%,達(dá)到廠房屋頂不見黃煙。

(2)車間內(nèi)崗位粉塵濃度小于10 mg/m3。

(3)煙囪出口排放濃度小于25 mg/m3

3.5 除塵改造要求

經(jīng)公司環(huán)保部門、專業(yè)技術(shù)人員和環(huán)保設(shè)計單位共同研究,除塵改造需考慮以下因素:(1)新增3處直兌鐵水的除塵,按2處同時生產(chǎn)考慮;(2)按1#、2#脫硫站同時生產(chǎn)考慮。

根據(jù)生產(chǎn)情況及現(xiàn)有除塵系統(tǒng)配置,充分考慮利用現(xiàn)有除塵設(shè)備來考慮除塵改造,具體方案:

(a)利舊改造擴(kuò)大原有混鐵爐除塵系統(tǒng)作為3處直兌除塵使用。

現(xiàn)有的除塵系統(tǒng)風(fēng)量為40萬m3/h,將風(fēng)機系統(tǒng)更換為系統(tǒng)風(fēng)量70萬m3/h,風(fēng)機系統(tǒng)壓頭保持在4200～4300 Pa;現(xiàn)有除塵系統(tǒng)的除塵器面積為5128 m2,在現(xiàn)有除塵器出風(fēng)口一端增加除塵器的過濾室數(shù)量(增加除塵器過濾面積),使除塵系統(tǒng)在增加風(fēng)量的同時,增加過濾面積以達(dá)到合理的過濾風(fēng)速?，F(xiàn)有的排氣筒位置保持不變,系統(tǒng)改造利舊使用現(xiàn)有的排氣筒。

(b)利舊改造擴(kuò)大2#脫硫站除塵系統(tǒng),作為1#、2#脫硫站及4處扒渣站使用。

現(xiàn)有的除塵系統(tǒng)風(fēng)量為15萬m3/h,將現(xiàn)有混鐵爐和1#脫硫站共用的除塵系統(tǒng)的風(fēng)電機系統(tǒng)(40萬m3/h,4500 Pa)拆下后供其改造除塵系統(tǒng)使用。在現(xiàn)有除塵器遠(yuǎn)離鐵路的一側(cè)增加除塵器的過濾室數(shù)(增加除塵器過濾面積),使除塵系統(tǒng)在增加風(fēng)量的同時,增加過濾面積以達(dá)到合理的過濾風(fēng)速。拆除現(xiàn)有除塵系統(tǒng)的排氣筒,讓位給除塵器。新建排氣筒供改造除塵系統(tǒng)使用。直兌除塵、脫硫除塵管道,需布置在爐子跨靠E列柱,以便鐵包吊運(在加料跨即EF跨2～3線,E列與傾翻車軌道間要放置空鐵包)。

(c)改造1#、2#脫硫站及4處扒渣站除塵捕集罩。(d)改造混鐵爐、脫硫站除塵系統(tǒng)管道。(e)新增3個直兌鐵水煙氣上側(cè)吸捕集罩。

(f)利舊現(xiàn)有除塵控制系統(tǒng),對損壞或缺少的部分進(jìn)行修復(fù)或更換。

(g)利用原有混鐵爐除塵風(fēng)機系統(tǒng)和變頻器,作為1#和2#脫硫除塵器的風(fēng)機系統(tǒng);新采購直兌除塵系統(tǒng)風(fēng)機、電機和變頻器。

3.6 改造后除塵系統(tǒng)技術(shù)特點

3.6.1 工藝技術(shù)

采用低阻、中溫、大流量工藝。

3.6.2 煙氣捕集

(1)直兌鐵水—采用上側(cè)吸罩。(2)脫硫站—采用側(cè)吸罩。

3.7 除塵工藝

3.7.1 直兌鐵水除塵系統(tǒng)

新增直兌鐵水除塵系統(tǒng),負(fù)責(zé)處理3處直兌鐵水產(chǎn)生的煙氣,工藝流程如下:

3.7.2 脫硫站除塵系統(tǒng)

改造混鐵爐除塵系統(tǒng)和2#脫硫站除塵系統(tǒng),負(fù)責(zé)處理1#、2#脫硫站脫硫和扒渣產(chǎn)生的煙氣,工藝流程如下:

3.8 風(fēng)量選取

根據(jù)現(xiàn)場觀察到的煙氣產(chǎn)生狀況,依據(jù)環(huán)保要求,并結(jié)合治理經(jīng)驗,各煙氣捕集點配置的捕集風(fēng)量見表3。

表3 煙氣捕集點的風(fēng)量配置

3.9 改造除塵系統(tǒng)主要工藝參數(shù)

3.9.1 直兌鐵水除塵系統(tǒng)參數(shù)(見表4)

表4 直兌鐵水除塵系統(tǒng)參數(shù)

3.9.2 脫硫站除塵系統(tǒng)參數(shù)(見表5)

表5 脫硫站除塵系統(tǒng)參數(shù)

3.10 電氣設(shè)施與壓縮空氣及供水

3.1 0.1 配電系統(tǒng)

(1)供電、供氣、供水要求

供電系統(tǒng)由一路電源供電,在煉鋼配電所10 k V高壓電源和風(fēng)機房配電室380 V電源各設(shè)置一路接口點;供氣從煉鋼進(jìn)口降壓站氮氣儲氣罐提供0.3～0.45 MPa氣源一路至除塵系統(tǒng)儲氣罐,流量不小于15 m3/ min;冷卻水源從煉鋼廠轉(zhuǎn)爐水處理站提供一路至除塵主風(fēng)機電機,供水量不小于25 m3/ h,水溫不高于35℃,供水壓力不小于0.2～2.5 MPa。

(2)除塵系統(tǒng)用電負(fù)荷量

除塵系統(tǒng)在原有基礎(chǔ)上新增裝機容量:高壓負(fù)荷895 k W,低壓負(fù)荷40 k W。

3.1 0.2 操作方式及控制室

(1)根據(jù)工藝控制要求,除塵系統(tǒng)采用集中和就地兩種操作方式進(jìn)行控制。

(2)電氣室操作包括低壓控制操作室和高壓控制操作室。

3.1 0.3 機旁操作箱

根據(jù)工藝控制的要求,現(xiàn)場設(shè)機旁操作箱,機旁箱設(shè)有就地遠(yuǎn)控轉(zhuǎn)換開關(guān),以便對設(shè)備進(jìn)行機旁控制和檢修操作。

3.1 0.4 風(fēng)機電機

除塵風(fēng)機采用變頻器降速啟動、調(diào)速,當(dāng)變頻設(shè)備出故障時能滿足工頻啟動。

3.11 自動化儀表及控制系統(tǒng)

3.1 1.1 除塵主控制系統(tǒng)

新增除塵器過濾室由脈沖控制儀控制,并對原除塵器控制柜進(jìn)行改造,將相關(guān)參數(shù)信號接入風(fēng)機房主控室微機系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)控制能實現(xiàn)工藝參數(shù)的實時顯示,重要工藝參數(shù)可在線修改。

3.1 1.2 檢測、控制及報警

(1)除塵風(fēng)機進(jìn)出風(fēng)口壓差檢測、顯示2套,風(fēng)機軸承溫度檢測、顯示2套(4個),風(fēng)機電機定子溫度檢測、顯示2套(6個),風(fēng)機電機軸承溫度檢測、顯示2套(4個),風(fēng)機軸承震動檢測、顯示2套(4個),風(fēng)機轉(zhuǎn)速顯示2個,風(fēng)機電機電流顯示2個,系統(tǒng)總管煙氣溫度檢測、顯示2套(2個),并與系統(tǒng)混風(fēng)閥連鎖,設(shè)上限報警。

(2)除塵器進(jìn)出口煙氣壓差檢測、顯示2套。

(3)分別在遠(yuǎn)程控制室和現(xiàn)場設(shè)置系統(tǒng)電控參數(shù)顯示柜,能實現(xiàn)遠(yuǎn)程和就地控制。

3.1 1.3 除塵主控制柜的檢測、控制功能

(1)布袋除塵器清灰流程控制,同時設(shè)置機旁手動控制。

當(dāng)任何袋室壓差信號大于1500 Pa時(整定時間已到時),程序自動開啟,控制脈沖清灰操作,可將每個袋室逐個清灰,也可控制單個袋室清灰。清灰過程實現(xiàn)全自動控制,也可手動進(jìn)行清灰控制。脈沖閥動作指示燈顯示。

(2)除塵灰倉設(shè)置上下料位報警顯示。

(3)系統(tǒng)閥門控制管道閥門開閉并通過控制屏顯示狀態(tài);系統(tǒng)總閥開、關(guān)與顯示,并設(shè)置遠(yuǎn)程與就地控制。

(4)除塵器及配電控制室照明系統(tǒng)控制。

4 改造效果

經(jīng)過近10個月對2套除塵系統(tǒng)改造施工,系統(tǒng)于2013年1月份完成投用。經(jīng)過環(huán)保部門檢測,達(dá)到設(shè)計要求。從運行2年多來看,滿足了環(huán)保要求,為生產(chǎn)創(chuàng)造了好的條件。

(1)除塵系統(tǒng)漏風(fēng)率小于5%,煙塵捕集率大于95%,除塵器排氣口含塵濃度低于25 mg/Nm3。

(2)全部吸塵點數(shù)及風(fēng)量的配置符合設(shè)計方案要求,除塵系統(tǒng)(吸風(fēng)罩、管網(wǎng)、支架等)位置符合安全要求。

(3)灰倉卸灰口處設(shè)置了二次揚塵捕集口,防止二次揚塵。

(4)在排氣筒上預(yù)留了環(huán)保監(jiān)測孔。

(5)所有電氣設(shè)備均設(shè)置了可靠的接地(小于4歐姆)及保護(hù)裝置;煙囪及除塵器設(shè)置了防雷裝置,接地電阻小于10歐姆。

(6)除塵器頂部設(shè)備、系統(tǒng)減速機部位,設(shè)置了彩瓦雨棚防水。

(7)除塵器提升閥汽缸與氣源采用了金屬軟管連接;提升閥啟閉閥板,確保其結(jié)構(gòu)牢固、可靠,采取了在使用過程中發(fā)生變形、卡阻等影響除塵效果的防范措施。

(8)增加了斗提機箱體穩(wěn)定性,對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,防止其擺動造成減速機損壞。

5 結(jié)論

通過鐵水直兌區(qū)域和脫硫站除塵系統(tǒng)的改造升級,不僅改善了煉鋼鐵水區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境,而且在新環(huán)保法實施后實現(xiàn)了外排氣體的達(dá)標(biāo)排放,凈化了空氣,實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)及節(jié)能減排。

Design and Application to Technical Transformation of the Dust Removal System

REN Hua-jin,TIAN Feng,LUO Xin-sheng
(Productive Department Of Sichuan Desheng Group
Vanadiumand Titanium CO.,Leshan 614900,Sichuan,China)

Based on Sichuan Desheng Group Steel Vanadium and Titanium Co.,Ltd molten iron into the straight against the factory area and the desulfurization dust removal system upgrade is discussed in detail,Strict environmental pressures in the iron and steel enterprises,Spend large sum of money to upgrade,Reflects the degree of my company's emphasis on environmental protection.Through transforming,not only improved my company producing steel in molten iron area work environment,and after the new environmental law implementation implements the environmental protection standards,to purify the air,has realized the clean production and energy conservation and emissions reduction.

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TF09

A

任華金,主任工程師,主要從事煉鋼設(shè)備技術(shù)及管理方面的工作。

1001-5108(2016)06-0046-04