段利鋼，姜 林

（河鋼股份有限公司邯鋼公司（煉鐵部），河北 邯鄲 056009）

煉鐵部1#400m2燒結(jié)機(jī)二系列脫硫系統(tǒng)于2008年12月31日投運(yùn)，該系統(tǒng)煙氣脫硫采用半干法循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)（GSCA）。由于脫硫系統(tǒng)存在嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致該系統(tǒng)一直不能穩(wěn)定運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，煉鐵部于2013年7月啟動(dòng)1#400㎡燒結(jié)機(jī)二系列脫硫系統(tǒng)技術(shù)改造項(xiàng)目。項(xiàng)目實(shí)施后，脫硫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定運(yùn)行，確保了燒結(jié)煙氣的達(dá)標(biāo)排放，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了人工成本。

1 煙氣脫硫系統(tǒng)存在的問(wèn)題

由于脫硫系統(tǒng)存在嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷，自投入使用以來(lái)，煉鐵部1#400m2燒結(jié)機(jī)二系列脫硫系統(tǒng)一直不能穩(wěn)定運(yùn)行。問(wèn)題主要集中在：

（1）脫硫塔及旋風(fēng)除塵器板結(jié)嚴(yán)重，正常運(yùn)行時(shí)需要每月對(duì)脫硫塔清理一次，清理時(shí)間一般在5天左右。

（2）漿液制備系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，制漿時(shí)必須現(xiàn)場(chǎng)有人操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，制漿現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣。

（3）物料循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行不暢，不能形成循環(huán)流化床，不能大量自動(dòng)返灰。

（4）整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度低，設(shè)備基本上全部為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟停，運(yùn)行中需要操作工人員較多。

2 技術(shù)改造措施

2.1 增加輔助返料系統(tǒng)

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于不能形成循環(huán)流化床，造成了脫硫塔板結(jié)，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。為了能夠快速形成循環(huán)流化床，在脫硫灰倉(cāng)和生石灰底部分別安裝一套氣力輸送系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)第一次建床時(shí)，通過(guò)氣力輸灰系統(tǒng)直接往脫硫塔內(nèi)輸送脫硫灰和生石灰，輸送到脫硫塔內(nèi)部的部分粒度較大的脫硫灰會(huì)被左右旋風(fēng)捕捉收集，當(dāng)左右旋風(fēng)下部料倉(cāng)料位達(dá)到2m后，啟動(dòng)左右雙螺旋，從而形成循環(huán)流化床。

2.2 增加灰斗及料倉(cāng)流化風(fēng)系統(tǒng)

物料循環(huán)是實(shí)現(xiàn)循環(huán)流化床脫硫工藝的基礎(chǔ)條件，由于物料循環(huán)不暢，工藝系統(tǒng)的灰斗在放灰時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)板結(jié)、蓬倉(cāng)等情況，導(dǎo)致灰斗內(nèi)的脫硫灰不能正常排出。

為了保證物料循環(huán)系統(tǒng)能夠運(yùn)行順暢，在每個(gè)灰斗及生石灰倉(cāng)、脫硫灰倉(cāng)倉(cāng)壁上安裝四塊流化板，增加5臺(tái)流化風(fēng)機(jī)，并在每臺(tái)流化風(fēng)機(jī)的出口配有電加熱器，從而保證吹入灰斗及料倉(cāng)內(nèi)的流化風(fēng)溫度達(dá)到85℃以上，從而徹底解決了脫硫灰在灰斗、脫硫灰倉(cāng)上板結(jié)、蓬倉(cāng)的問(wèn)題，保證了脫硫灰在脫硫系統(tǒng)中能夠循環(huán)順暢，從而為脫硫塔能夠形成穩(wěn)定的循環(huán)流化床提供了物料支撐。

2.3 對(duì)漿液制備系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)

漿液制備系統(tǒng)由振動(dòng)給料機(jī)、生石灰旋轉(zhuǎn)給料器、螺旋給料機(jī)、熟化機(jī)、除砂機(jī)等設(shè)備組成。該系統(tǒng)在未改造之前，主要存在以下弊端：

（1）生石灰旋轉(zhuǎn)給料器為定頻率控制，不能根據(jù)需要控制生石灰下料量，只能采取間斷性啟動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)的方式控制生石灰下料量，造成熟化機(jī)不能穩(wěn)定的制出合格的漿液。

（2）由于熟化機(jī)受料口設(shè)計(jì)不合理，經(jīng)常出現(xiàn)落入熟化機(jī)的生石灰在熟化機(jī)受料口處堆積，一般在制漿過(guò)程中30min即可把受料口堵死，需要有崗位工定時(shí)處理。

（3）熟化機(jī)無(wú)制漿溫度顯示，漿液濃度只能由人工憑經(jīng)驗(yàn)觀察。（4）經(jīng)除砂機(jī)排出的渣子直接落到地面，需要人工定時(shí)清理。為了使?jié){液制備系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)制漿，針對(duì)以上缺陷，對(duì)該系統(tǒng)做出如下改進(jìn)：

（1）把生石灰旋轉(zhuǎn)給料器改為變頻控制，并把變頻信號(hào)引到主控工控機(jī)上，通過(guò)在工控機(jī)上操作即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制生石灰下料量。

（2）對(duì)熟化機(jī)受料口進(jìn)行改造，徹底杜絕了受料口堵死問(wèn)題，減少了職工勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）在熟化機(jī)消化段安裝溫度計(jì)，通過(guò)控制生石灰熟化溫度來(lái)控制漿液濃度，從而實(shí)現(xiàn)了由經(jīng)驗(yàn)操作向依靠數(shù)據(jù)操作的跨越。

（4）在除砂機(jī)下渣口安裝皮帶機(jī)，把渣子直接排往脫硫灰?guī)欤档土藙趧?dòng)強(qiáng)度，優(yōu)化了現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

（5）通過(guò)程序控制，利用熟化機(jī)制漿溫度來(lái)控制生石灰旋轉(zhuǎn)給料器頻率，從而實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)制漿。

通過(guò)以上措施，提高了漿液制備系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度。所制備漿液濃度穩(wěn)定，事故率大大降低。

2.4 噴漿系統(tǒng)優(yōu)化

在文丘里喉部裝有三套三流體噴槍?zhuān)齻€(gè)噴槍呈120°角水平分布。熟化石灰漿液、壓縮空氣和水分別進(jìn)入噴槍?zhuān)趪娮靸?nèi)混合噴出。漿液被壓縮空氣霧化，并在喉部高速氣流中進(jìn)一步粉碎和與煙氣良好混合。在運(yùn)行過(guò)程中，噴漿系統(tǒng)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

（1）由于漿液中有雜質(zhì)或小顆粒物，導(dǎo)致噴槍噴頭經(jīng)常容易堵死，由于槍頭為整體設(shè)計(jì)，槍頭內(nèi)顆粒物及雜質(zhì)很難清理，只能更換噴頭。

（2）在運(yùn)行過(guò)程中，由于漿液壓力可達(dá)0.7MPa以上，漿液將會(huì)被倒壓入水管道中，嚴(yán)重時(shí)會(huì)進(jìn)入就地水箱。由于就地水箱未安裝攪拌器，漿液在就地水箱內(nèi)沉淀，從而堵死整個(gè)水管道。

（3）噴槍噴頭磨損嚴(yán)重，經(jīng)磨損后的槍頭霧化效果變差，會(huì)導(dǎo)致脫硫效率下降，脫硫塔板結(jié)加劇。

為了解決上述問(wèn)題，通過(guò)長(zhǎng)期摸索，最后對(duì)噴漿系統(tǒng)及噴槍、槍頭做出了如下改進(jìn)：

（1）在就地漿液泵取漿口安裝Y型過(guò)濾器。如果漿液中含有小顆粒料或其它雜質(zhì)，將通過(guò)Y型過(guò)濾器濾除，減少了槍頭堵死的現(xiàn)象。

（2）把三流體噴槍改為兩流體噴槍。原設(shè)計(jì)三流體噴槍使用方法如圖1所示，為了杜絕漿液倒壓到水管道，通過(guò)管路改造，采用兩支噴槍噴漿（見(jiàn)圖2）、一支噴槍噴水（見(jiàn)圖3）的方式，使?jié){管、水管徹底分開(kāi)，杜絕了單獨(dú)噴漿時(shí)漿液倒流入就地水箱的問(wèn)題。

圖1 原設(shè)計(jì)三流體噴槍

圖2 漿液噴槍

圖3 水噴槍

（3）對(duì)噴漿噴頭進(jìn)行改造。原噴頭為整體設(shè)計(jì)，不能夠拆卸，如果噴頭內(nèi)進(jìn)入雜物將很難清理。為此，把噴頭改為可拆卸噴頭，當(dāng)噴頭內(nèi)進(jìn)入雜質(zhì)后，只需把噴頭拆開(kāi)即可清理干凈，從而避免了噴頭內(nèi)堵死更換噴頭情況的出現(xiàn)。另外，由于噴頭磨損主要為端部，當(dāng)噴頭磨損嚴(yán)重時(shí)，只需更換噴頭的端部即可，從而使備件費(fèi)用大大降低。

通過(guò)采取以上措施，噴漿系統(tǒng)事故率及勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，脫硫系統(tǒng)隨機(jī)作業(yè)率大大提高，取得了良好效果。

3 自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化

技術(shù)改造之前，該系統(tǒng)操作人員為7人/班次，為了減少操作人員，必須提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，具體措施如下。

3.1 灰斗放灰自動(dòng)控制

此次技術(shù)改造把倉(cāng)泵進(jìn)灰、排灰、進(jìn)氣等氣動(dòng)閥的操作全部改為電腦控制，并且通過(guò)摸索，確定每個(gè)氣動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間，寫(xiě)入電腦程序，從而實(shí)現(xiàn)了放灰的自動(dòng)控制，在氣力輸灰管道上安裝壓力檢測(cè)裝置，生產(chǎn)實(shí)踐證明，輸灰時(shí)壓力達(dá)到0.1MPa以上時(shí)下料順暢。

3.2 漿液制備系統(tǒng)的自動(dòng)控制

把漿液制備系統(tǒng)的所有啟停信號(hào)全部引到主控制室控機(jī)上，并把生石灰旋轉(zhuǎn)給料器改為變頻調(diào)節(jié)，在熟化機(jī)熟化段安裝熱電偶，通過(guò)生石灰熟化時(shí)的放熱溫度來(lái)確定漿液濃度，從而使制漿溫度控制在規(guī)定值。

3.3 增壓風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制

把增壓風(fēng)機(jī)監(jiān)測(cè)信號(hào)全部實(shí)現(xiàn)電腦顯示，加強(qiáng)了對(duì)增壓風(fēng)機(jī)各監(jiān)測(cè)值的監(jiān)測(cè)。同時(shí)把增壓風(fēng)機(jī)液偶轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)主控電腦控制，便于液偶的調(diào)節(jié)，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.4 左右旋風(fēng)下部?jī)?chǔ)灰罐料位的自動(dòng)控制

由于左右旋風(fēng)對(duì)粉塵收集能力以及脫硫塔粉塵進(jìn)入左右旋風(fēng)粉塵濃度的變化，為了保持兩個(gè)儲(chǔ)灰罐料位相對(duì)穩(wěn)定，編寫(xiě)專(zhuān)門(mén)控制程序，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整左右雙螺旋頻率來(lái)控制兩儲(chǔ)灰罐料位，保證循環(huán)流化床床層壓降的穩(wěn)定。

3.5 出口SO2濃度的自動(dòng)控制系統(tǒng)

由于燒結(jié)生產(chǎn)波動(dòng)的變化，會(huì)造成入口煙氣流量、溫度及SO2濃度的變化，為了保證出口SO2濃度達(dá)到規(guī)定值以下，程序通過(guò)前饋+反饋的控制方式通過(guò)調(diào)整就地漿液泵及就地水泵的頻率及閥門(mén)開(kāi)度來(lái)控制噴漿量和噴入的水量，從而達(dá)到出口SO2濃度的穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)增加輔助返料系統(tǒng)、流化風(fēng)系統(tǒng)保證了整個(gè)系統(tǒng)物料能夠循環(huán)順暢，從而使脫硫塔能夠形成穩(wěn)定的循環(huán)流化床。

（2）通過(guò)優(yōu)化漿液制備系統(tǒng)、噴漿系統(tǒng)，減少三流體噴槍堵死及磨損狀況，保證漿液供給連續(xù)穩(wěn)定。

（3）通過(guò)技術(shù)改造和工藝優(yōu)化，系統(tǒng)操作人員大為減少，從改造前的7人/班次降低到目前的2人/班次，并且勞動(dòng)強(qiáng)度大為降低。

（4）目前脫硫效率能夠達(dá)到90%以上，系統(tǒng)出口SO2濃度能夠降低到100mg/m3以下，且系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。