劉 偉

（酒鋼宏興股份公司不銹鋼分公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 概述

本研究是酒鋼環(huán)境治理設(shè)施改造工程，新增2套除塵系統(tǒng)，改造1 套除塵系統(tǒng)，有效提高煙氣捕集率和除塵效果，降低污染物排放量。

2 除塵系統(tǒng)改造前狀況

酒鋼宏興不銹鋼分公司電爐煉鋼廠安裝有110 t電爐,原電爐除塵系統(tǒng)包含電爐第4 孔排煙除塵、狗屋密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵、電爐上料除塵，除塵風(fēng)機(jī)采用離心式風(fēng)機(jī)。設(shè)計(jì)風(fēng)量為145.2×104m3/h。用于捕集電爐兌鐵、冶煉、出鋼、修爐等過(guò)程產(chǎn)生的煙氣，同時(shí)兼做電爐加料設(shè)施除塵。但實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)此設(shè)施在電爐兌鐵、冶煉時(shí)的煙氣捕集效果差，大量煙塵從屋頂罩和密閉罩溢出。實(shí)測(cè)除塵器入口風(fēng)量?jī)H為107×104m3/h。

3 主要環(huán)境問(wèn)題

3.1 電爐除塵系統(tǒng)

電爐除塵系統(tǒng)目前除塵效果不理想，電爐兌鐵、冶煉時(shí)的煙氣捕集效果差，大量煙塵從密閉罩和屋頂罩溢出，污染廠房?jī)?nèi)外環(huán)境。

3.2 混鐵爐車間熱翻包位、混鐵爐出鐵位

混鐵爐車間熱翻包位、混鐵爐出鐵位和未設(shè)置除塵設(shè)施，煙塵自由擴(kuò)散，污染廠房?jī)?nèi)工作環(huán)境。

4 除塵系統(tǒng)的改造方案、實(shí)施特點(diǎn)

4.1 混鐵爐系統(tǒng)改造的主要內(nèi)容

（1）在混鐵爐出鐵工位設(shè)置吸塵罩和管道，風(fēng)量匯入現(xiàn)有的鐵水預(yù)處理除塵系統(tǒng)。吸塵罩為固定式頂吸結(jié)構(gòu)，除塵管道和吸塵罩為可拆卸式，在混鐵爐大修期間可拆除吸塵罩和管道。另一方案為頂吸＋側(cè)吸結(jié)構(gòu)，捕集效果相對(duì)較好，但對(duì)天車操作影響大。

（2）在混鐵爐間翻包位設(shè)置吸塵罩和管道，風(fēng)量匯入現(xiàn)有的鐵水預(yù)處理除塵系統(tǒng)。吸塵罩為固定式頂吸結(jié)構(gòu)?；扈F爐出鐵、兌鐵和熱翻包3 個(gè)除塵點(diǎn)不同時(shí)工作，除塵風(fēng)量通過(guò)閥門(mén)切換使用，閥門(mén)的操作由混鐵爐生產(chǎn)崗位人員負(fù)責(zé)。

（3）封閉混鐵爐間廠房屋頂?shù)奶齑?，并改造為屋頂罩。屋頂罩設(shè)置3 個(gè)除塵吸口，分別位于混鐵爐間北側(cè)（1＃ 吸口）、混鐵爐上方（2＃ 吸口）和翻包位上方（3＃ 吸口），2＃ 吸口和3＃ 吸口的風(fēng)量分配大于1＃吸口。

屋頂罩的風(fēng)量由新建除塵器提供，新建除塵器的除塵管道與舊系統(tǒng)獨(dú)立，避免互相影響。

由于在廠房頂增加了屋頂罩和除塵管道，導(dǎo)致廠房鋼結(jié)構(gòu)荷載增加，需要對(duì)混鐵爐間廠房鋼結(jié)構(gòu)做強(qiáng)度校核和加固。

（4）在現(xiàn)有鐵水預(yù)處理除塵器風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)室內(nèi)增加混凝土隔墻，減小2 臺(tái)風(fēng)機(jī)的相互干擾，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。1＃AOD 轉(zhuǎn)爐除塵器和電爐除塵器風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)室一并增加混凝土隔墻。

（5）新建1 臺(tái)布袋除塵器，設(shè)計(jì)風(fēng)量1 400 000 m3/h，其中600 000 m3/h 風(fēng)量用于混鐵爐間屋頂罩除塵，800 000 m3/h 風(fēng)量用于電爐除塵。

新除塵器位置在現(xiàn)有電爐除塵器西側(cè)，需占用部分抱罐場(chǎng)地?；扈F爐北門(mén)外的綠化帶需取消，道路需重修。

研究報(bào)告中，新建除塵器為單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量為1 400 000 m3/h，變頻調(diào)速。但為提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)便于設(shè)備維護(hù)，應(yīng)采用雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。

4.2 電爐除塵系統(tǒng)改造的主要內(nèi)容

電爐作業(yè)場(chǎng)所經(jīng)改造后的抽風(fēng)量增大為187.25×104m3/h，其中107.25×104m3/h 風(fēng)量由現(xiàn)有的電爐除塵系統(tǒng)承擔(dān)（設(shè)備區(qū)利舊、水冷煙道和機(jī)力風(fēng)冷器利舊），80 萬(wàn)m3/h 風(fēng)量由新建的混鐵爐除塵系統(tǒng)承擔(dān)（新除塵器總設(shè)計(jì)風(fēng)量為120×104m3/h，剩余40×104m3/h 風(fēng)量供混鐵爐屋頂除塵用）。

電爐除塵系統(tǒng)除塵點(diǎn)包含電爐第4 孔排煙除塵、狗窩密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵和電爐上料除塵。含塵煙氣由煙氣捕集罩捕集后，通過(guò)除塵管網(wǎng)進(jìn)入除塵器凈化處理，由排氣筒排入大氣，高度為30 m，排氣筒內(nèi)徑5.5 m，排放濃度≤20 mg/Nm3。

電爐除塵系統(tǒng)采用負(fù)壓式除塵系統(tǒng)，凈化設(shè)備采用脈沖布袋除塵器，動(dòng)力設(shè)備采用除塵風(fēng)機(jī)，各除塵系統(tǒng)均露天布置在室外。

布袋除塵器收集的粉塵經(jīng)輸灰設(shè)施送入灰倉(cāng)貯存，每6～12 h 定期外運(yùn)一次。

電爐除塵系統(tǒng)的運(yùn)行模式遵循原設(shè)計(jì)，即加料期間由屋頂罩負(fù)責(zé)排煙，冶煉期間由四孔和狗屋負(fù)責(zé)排煙，出鋼期間由狗屋負(fù)責(zé)排煙。各除塵點(diǎn)風(fēng)量設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 電爐除塵系統(tǒng)風(fēng)量分配表

4.3 環(huán)保技術(shù)指標(biāo)要求

（1）廢氣。本系統(tǒng)建成后主要大氣污染物塵有組織排放總量為46.84 t/a，排放濃度為7 mg/m3；塵無(wú)組織排放量為1.17 t/a。

（2）廢水。本系統(tǒng)生產(chǎn)用水為除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)間接冷卻用水，排水量為48 m3/h，排入不銹鋼分公司凈環(huán)水管網(wǎng)進(jìn)凈環(huán)水處理系統(tǒng)處理后送凈環(huán)水供水管網(wǎng)統(tǒng)一回用。本系統(tǒng)無(wú)外排廢水，因此，水污染物不設(shè)總量指標(biāo)[1]。

（3）固體廢物。本系統(tǒng)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生總量為9321.76 t/a，綜合利用量9321.16 t/a，處理處置量0.6 t/a。除塵灰產(chǎn)生量為9321.16 t/a，按現(xiàn)有處理處置措施電爐除塵灰由大友公司加工成除塵灰球，再返回不銹鋼煉鋼使用。廢潤(rùn)滑油產(chǎn)生量為0.6 t/a，集中收集后由有資質(zhì)單位處理處置。

4.4 主要設(shè)備的選擇

4.4.1 新建除塵器的除塵點(diǎn)包含混鐵爐間屋頂除塵、電爐屋頂除塵和電爐狗屋除塵

除塵器采用脈沖布袋除塵器，風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速，含塵煙氣由捕集罩捕集后，通過(guò)除塵管網(wǎng)進(jìn)入除塵器凈化處理，由煙囪排入大氣，煙囪高度為30 m，排放濃度≤20 mg/Nm3。

除塵器收集到的粉塵經(jīng)輸灰設(shè)施送入灰倉(cāng)貯存，通過(guò)卡車定期外運(yùn)。除塵風(fēng)機(jī)出口設(shè)有消聲器，風(fēng)機(jī)外殼包敷隔聲材料，系統(tǒng)噪聲滿足現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范要求。

除塵電氣室設(shè)在除塵器下方，除塵操作并入現(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵操作室；現(xiàn)場(chǎng)除塵管道閥門(mén)的操作分別并入現(xiàn)有混鐵爐操作室和電爐操作室。高壓風(fēng)機(jī)用電接引自現(xiàn)有不銹鋼10 kV 開(kāi)關(guān)站備用回路，低壓用電接引自現(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵低壓電氣室配電柜（需新增回路）。

除塵器所需氮?dú)鈴默F(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵氮?dú)夤芫W(wǎng)接引，冷卻水從現(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵冷卻水管路接引，如果水量不足，泵站需做必要的改造。

4.4.2 技術(shù)參數(shù)

（1）除塵風(fēng)機(jī)

數(shù)量：1 臺(tái)

風(fēng)量：1 400 000 m3/h

風(fēng)壓：5 500 Pa

轉(zhuǎn)速：740 r/min

類型：戶外型

調(diào)節(jié)方式：變頻調(diào)速+入口調(diào)節(jié)門(mén)

軸承：滑動(dòng)軸承+稀油潤(rùn)滑

（2）電動(dòng)機(jī)

數(shù)量：1 套

功率：3 150 kW

電壓：10 kV

類型：戶外型

轉(zhuǎn)速：740 r/min

絕緣等級(jí)：F 級(jí)

防護(hù)等級(jí)：IP54

（3）脈沖布袋除塵器

數(shù)量：1 套

處理風(fēng)量：1 400 000 m3/h

過(guò)濾面積：23 400 m2

除塵效率：≥99.5%

濾料：覆膜滌綸針刺氈

布重：≥500 g/m2

濾袋規(guī)格：Φ160 mm×6 100 mm

過(guò)濾風(fēng)速/氣布比：1.0 m/min

最高工作溫度：120 ℃

本體阻力：≤1 500 Pa

清灰方式：離線清灰

（4）除塵器配套輸、儲(chǔ)灰設(shè)備

出灰刮板輸送機(jī)：2 臺(tái)

集合刮板輸送機(jī)：1 臺(tái)

儲(chǔ)灰倉(cāng)裝置：1 套

灰倉(cāng)有效容積：60 m3

灰倉(cāng)三面封閉并設(shè)置卸料除塵點(diǎn)，防止二次揚(yáng)塵；布袋平均2 年更換一次，除塵器頂部蓋板用旋鈕螺栓啟閉，方便操作。

（5）控制閥門(mén)（具體以詳細(xì)設(shè)計(jì)為準(zhǔn)，見(jiàn)表2）

表2 控制閥門(mén)

對(duì)現(xiàn)有混鐵爐、電爐除塵管道閥門(mén)，全部進(jìn)行更換。

閥門(mén)材質(zhì)：碳鋼閥體和蝶板、錳鋼閥座、不銹鋼閥軸。閥門(mén)控制方式：現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、遠(yuǎn)程手動(dòng)和自動(dòng)。

（6）消聲器

風(fēng)量：1 400 000 m3/h

數(shù)量：1 臺(tái)

消聲值：32 dB（A）

（7）除塵管道

除塵管道采用碳鋼鋼板焊接，外側(cè)采用扁鋼作為加強(qiáng)筋，材質(zhì)Q235B。

各除塵器入口管道上設(shè)置風(fēng)量測(cè)定孔。在排放煙囪上設(shè)粉塵測(cè)定孔和螺旋爬梯，煙囪的設(shè)計(jì)參照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行[1]。

根據(jù)需要設(shè)置安全護(hù)欄及人孔，閥門(mén)、測(cè)孔及人孔旁設(shè)置檢修平臺(tái)和斜爬梯，檢修平臺(tái)上配有供監(jiān)督性監(jiān)測(cè)時(shí)用的220 V 電源。

4.5 其他

本研究是對(duì)不銹鋼煉鋼廠部分除塵系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)施的改造，在設(shè)計(jì)改造時(shí)還全面考慮了系統(tǒng)配套的公輔設(shè)施的完善。

5 實(shí)施除塵系統(tǒng)改造后的效果

經(jīng)改造后，電爐作業(yè)場(chǎng)所的抽風(fēng)量增大為187.25×104m3/h，其中107×104m3/h 風(fēng)量由現(xiàn)有的電爐除塵系統(tǒng)承擔(dān)，80 萬(wàn)風(fēng)量由新建的混鐵爐除塵系統(tǒng)承擔(dān)（新除塵器總設(shè)計(jì)風(fēng)量為120×104m3/h，剩余40×104m3/h 風(fēng)量供混鐵爐屋頂除塵用）。改造后除塵點(diǎn)包含電爐第4 孔排煙除塵、狗屋密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵和電爐上料除塵。

增大電爐第4 孔的抽風(fēng)量，由原設(shè)計(jì)11×104Nm3/h增大為13×104Nm3/h,并適當(dāng)調(diào)整水冷滑套間距。對(duì)機(jī)力風(fēng)冷器與混風(fēng)器之間管道進(jìn)行加粗，對(duì)混風(fēng)器進(jìn)行局部改造。

增大電爐狗屋的抽風(fēng)量，狗窩由2 處抽風(fēng)改造為4 處抽風(fēng)，確保狗屋煙氣不外溢。

改造電爐屋頂罩，增大電爐屋頂罩的抽風(fēng)量，由原來(lái)的1 處抽風(fēng)改造為2 處抽風(fēng)，分別匯入現(xiàn)有的電爐除塵系統(tǒng)和新建的混鐵爐除塵系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，電爐屋頂罩所增加的80×104m3/h 風(fēng)量和狗屋增加的80×104m3/h 風(fēng)量不同時(shí)發(fā)生，通過(guò)電動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行切換使用。

為匹配現(xiàn)有除塵系統(tǒng)設(shè)備區(qū)、廠房及管道布置，依舊的電爐除塵器最大工況風(fēng)量按107.25×104m3/h考慮，風(fēng)機(jī)為變頻調(diào)速，非冶煉工況下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可降到80%以節(jié)約電耗。

6 結(jié)論

本系統(tǒng)為煙氣治理項(xiàng)目，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策及當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃[2]，通過(guò)對(duì)酒鋼不銹鋼電爐除塵系統(tǒng)改造，有效提高煙氣捕集率和除塵效果，降低污染物排放量，“三廢”污染物實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放且滿足總量控制指標(biāo)要求，項(xiàng)目建成后對(duì)周邊環(huán)境的影響較小，達(dá)到環(huán)保要求。同時(shí)改善了勞動(dòng)環(huán)境，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為電爐生產(chǎn)的順行奠定了良好的基礎(chǔ)。