楊富元，馬俊堯，唐鵬，李亞娜，夏華攀，李斌

（鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司，遼寧 朝陽(yáng) 122000）

隨著環(huán)保形勢(shì)日益嚴(yán)峻，國(guó)家GB16171-2012中規(guī)定，2015年1月起焦化行業(yè)推焦、裝煤、干熄焦除塵的粉塵排放要求達(dá)到小于50 mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家超低排放標(biāo)準(zhǔn)是小于10 mg/m3），且均實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，一旦超標(biāo)，焦?fàn)t及干熄焦需要直接停產(chǎn)。目前，焦化企業(yè)大多采用脈沖布袋除塵的方式對(duì)粉塵進(jìn)行收集凈化，當(dāng)布袋破損、脫落時(shí)會(huì)造成粉塵排放濃度升高甚至超標(biāo)。當(dāng)部分除塵布袋脫落時(shí)，通過(guò)檢查箱體容易發(fā)現(xiàn)處理，但當(dāng)個(gè)別布袋破損時(shí)，由于除塵器內(nèi)布袋數(shù)量較多，不易查找，排查期較長(zhǎng)，延長(zhǎng)了除塵器停運(yùn)時(shí)間，增加了環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。因此，快速查找破損布袋，降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)成為了生產(chǎn)中的重要任務(wù)。鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“朝陽(yáng)鋼鐵”）焦化廠分析了裝煤除塵器布袋使用壽命低的原因及傳統(tǒng)布袋測(cè)漏方法存在的問(wèn)題，并進(jìn)行了優(yōu)化實(shí)踐，本文對(duì)此做一介紹。

1 裝煤除塵布袋使用壽命低原因分析

朝陽(yáng)鋼鐵焦化廠裝煤除塵器為焦化除塵器中布袋最易破損的除塵器，裝煤除塵與推焦除塵的布袋是通用的，兩者運(yùn)行參數(shù)如表1所示。

表1 裝煤和推焦除塵器運(yùn)行參數(shù)Table 1 Operating Parameters for Coal Charging and Coke Pushing Dust Collectors

1.1 布袋質(zhì)量問(wèn)題

在生產(chǎn)運(yùn)行中，除塵布袋在裝煤除塵中使用3個(gè)月即會(huì)出現(xiàn)粉塵超標(biāo)情況，進(jìn)行布袋整體更換時(shí)發(fā)現(xiàn)部分布袋出現(xiàn)破損，破損部位多為布袋縫合線部位，但同批次布袋在推焦除塵的使用周期可達(dá)12個(gè)月。相同除塵布袋在不同的除塵器中使用周期相差較多，可排除除塵布袋自身質(zhì)量問(wèn)題。

1.2 生產(chǎn)工藝問(wèn)題

裝煤除塵工藝流程如圖1。

圖1 裝煤除塵工藝流程Fig.1 Dust Removing Process Flow for Coal Charging

當(dāng)除塵器高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，摻冷風(fēng)閥及非常閥關(guān)閉，煙氣通過(guò)進(jìn)氣管道至除塵器除塵后，由煙囪排入大氣。當(dāng)除塵器低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，摻冷風(fēng)閥關(guān)閉，非常閥開(kāi)啟，煙氣通過(guò)非常閥經(jīng)除塵風(fēng)機(jī)后由煙囪排入大氣。在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，裝煤除塵進(jìn)行壓縮空氣反吹排灰工作，低速運(yùn)轉(zhuǎn)的氣流不經(jīng)過(guò)除塵器各倉(cāng)體，所以壓縮空氣及煤粉所含水汽量沉積在除塵器內(nèi)無(wú)法排出，長(zhǎng)時(shí)間的水汽沉積會(huì)造成布袋水腐蝕、倉(cāng)體腐蝕的情況，在冬季水汽沉積更加嚴(yán)重。與裝煤除塵不同，推焦除塵工藝設(shè)計(jì)有離線閥，取消了摻冷風(fēng)閥，并將非常閥安裝至除塵器前端，當(dāng)除塵器低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍有氣流通過(guò)除塵器，使水汽無(wú)法在除塵器中沉積，避免了水汽腐蝕布袋及除塵器倉(cāng)體現(xiàn)象的發(fā)生，提高了除塵布袋的使用壽命。

綜合上述論述可知，由于裝煤除塵器低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)除塵器內(nèi)易出現(xiàn)水汽沉積，而除塵使用布袋為滌綸防靜電針刺氈材質(zhì)，遇水后強(qiáng)度極易降低，且布袋縫合部位為薄弱點(diǎn)，強(qiáng)度降低后在反吹壓力的作用下即會(huì)發(fā)生布袋破損。

1.3 測(cè)漏方法問(wèn)題

焦化各除塵器內(nèi)均分為多個(gè)倉(cāng)體，每個(gè)倉(cāng)體中布袋數(shù)量約為150條，根據(jù)除塵器過(guò)濾面積大小，除塵布袋總數(shù)可高達(dá)1 000～2 000條，個(gè)別布袋破損就會(huì)造成除塵器粉塵排放超標(biāo)。傳統(tǒng)布袋測(cè)漏方法是在正常生產(chǎn)中除塵器處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，逐一關(guān)閉單個(gè)倉(cāng)體離線閥或出入口閥，觀察除塵煙囪變化情況，若目測(cè)煙囪排放煙塵明顯減少，則確定關(guān)閉的倉(cāng)體內(nèi)存在布袋泄露情況；或根據(jù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中粉塵含量的瞬時(shí)變化情況，若含量降低，則確定關(guān)閉倉(cāng)體內(nèi)存在布袋破損。確定布袋破損倉(cāng)體后，將該倉(cāng)體離線，開(kāi)倉(cāng)檢查。由于從布袋凈氣室觀察布袋的方式無(wú)法準(zhǔn)確找出具體破損布袋，檢查時(shí)需關(guān)閉反吹系統(tǒng)，卸下反吹管，將每個(gè)除塵布袋抽出檢查，觀察發(fā)現(xiàn)明顯破損則進(jìn)行更換，檢查過(guò)程中易出現(xiàn)較小破損布袋更換遺漏情況。若為了避免遺漏將該箱體布袋全部更換，則會(huì)增加運(yùn)行成本，延長(zhǎng)處理時(shí)間?？梢?jiàn)此種方式工作量大，操作時(shí)間較長(zhǎng)，易出現(xiàn)查找不徹底的情況。且如果出現(xiàn)兩個(gè)以上倉(cāng)體存在布袋破損情況時(shí)，則無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)布袋測(cè)漏方法測(cè)漏，影響焦?fàn)t正常生產(chǎn)秩序。

2 優(yōu)化措施

2.1 裝煤除塵器增加離線閥

裝煤除塵在無(wú)離線閥的狀態(tài)下，若將非常閥設(shè)計(jì)在除塵器前，則單倉(cāng)內(nèi)部有吸力，反吹作業(yè)無(wú)法將灰塵排出，還會(huì)吸附在布袋上，起不到反吹及排灰效果。因此，在裝煤除塵器各單倉(cāng)增加離線閥（見(jiàn)圖2），以摻冷風(fēng)閥代替非常閥進(jìn)行工作，在裝煤除塵低速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，仍可進(jìn)行有效的反吹作業(yè)，同時(shí)有氣流通過(guò)除塵器，除塵器內(nèi)不會(huì)有水汽沉積，可減少水汽對(duì)除塵布袋的腐蝕，延長(zhǎng)裝煤除塵布袋的使用壽命。

圖2 裝煤除塵器增加離線閥Fig.2 Installation of Off-line Valves to Coal Charging Dust Collector

2.2 改變除塵布袋縫合線材質(zhì)

由于裝煤除塵破損布袋位置多在縫合線部位，可見(jiàn)在水汽腐蝕過(guò)程中，對(duì)布袋縫合線腐蝕的程度較高，采用防水腐蝕的PTFE材質(zhì)作為縫合線，可增加裝煤除塵布袋的使用壽命。

2.3 采用熒光粉測(cè)漏方法

熒光粉具有發(fā)光的特性，配合專(zhuān)用熒光燈和濾光鏡可被明顯觀察到，其主要成分為CaCO3，僅含 C、H、O、Ca、Mg 元素［1］，無(wú)毒性，不會(huì)出現(xiàn)操作人員過(guò)敏、中毒等生產(chǎn)安全問(wèn)題，且500℃以下無(wú)物態(tài)變化，適用于焦化各除塵器。另外，熒光粉有多種顏色可供選擇，避免連續(xù)性測(cè)漏操作造成判斷誤差。熒光粉測(cè)漏方法［2］是使熒光粉從進(jìn)風(fēng)口隨氣流進(jìn)入除塵器塵氣室，在氣流的帶動(dòng)下，均勻附著在除塵布袋的外表面，并穿過(guò)破損點(diǎn)進(jìn)入凈氣室，沉積在破損部位或破損布袋內(nèi)表面及袋口，然后通過(guò)熒光燈和濾光鏡查找沉積熒光粉，從而確定破損位置。

熒光粉投放點(diǎn)位置選擇在據(jù)除塵器入口大于10 m處為宜，距離遠(yuǎn)則投放量增加，裝煤除塵熒光粉在摻冷風(fēng)閥處投放，推焦除塵在非常閥處投放，干熄焦除塵在除塵器入口10 m位置新增投放點(diǎn)投放。所需熒光粉重量結(jié)合除塵器布袋過(guò)濾面積和熒光粉單耗（通常為5～7 g/m2）計(jì)算得出。測(cè)漏時(shí)，須將反吹系統(tǒng)全部關(guān)閉，避免在投入熒光粉后，反吹系統(tǒng)啟動(dòng)，發(fā)生熒光粉飄散，造成測(cè)漏誤差。手動(dòng)啟動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)使其高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將準(zhǔn)備好的適量熒光粉投入除塵器進(jìn)風(fēng)口投放點(diǎn)，投放熒光粉結(jié)束后繼續(xù)高速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5 min，使熒光粉能在各倉(cāng)體分布均勻，之后保持除塵器低速運(yùn)轉(zhuǎn)或停機(jī)。對(duì)單個(gè)倉(cāng)體進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)檢查，關(guān)閉檢查的倉(cāng)體離線閥或出入口閥，在熒光燈照射下，佩戴專(zhuān)用眼鏡觀察每個(gè)布袋，由于破損部位會(huì)沉降少量熒光粉，在熒光燈的照射下會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈熒光，因此，通過(guò)此方案可清晰快速的檢查出除塵布袋的漏點(diǎn)，從而進(jìn)行更換處理。

在焦化日常生產(chǎn)過(guò)程中，各除塵器超低排放粉塵在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)上升至30 mg/m3時(shí)，除塵器煙囪排放未達(dá)到可視污染，使用熒光粉測(cè)漏技術(shù)可實(shí)現(xiàn)預(yù)先檢查、預(yù)先控制，降低環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，熒光粉測(cè)漏技術(shù)應(yīng)用于焦化除塵器中，能夠減少拆卸反吹管及逐個(gè)抽出布袋檢查的步驟，利用熒光燈及濾光鏡觀察可快速、全面、準(zhǔn)確地查找出破損的除塵布袋，縮短除塵布袋測(cè)漏的操作時(shí)間。

3 實(shí)踐效果

朝陽(yáng)鋼鐵焦化廠采取各項(xiàng)優(yōu)化措施后，通過(guò)更換個(gè)別破損布袋的方式，多次將除塵煙囪排放煙氣在線監(jiān)測(cè)含塵量由40 mg/m3降低至15 mg/m3，避免了漏檢破損布袋造成的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，整體更換周期延長(zhǎng)，測(cè)漏操作時(shí)間大幅縮短，降低了全面更換除塵布袋的成本，年節(jié)約成本15.23萬(wàn)元。同時(shí)，降低了人工更換及檢查除塵布袋的工作強(qiáng)度，提高了查找破損布袋的全面性和準(zhǔn)確性。焦化除塵器采用優(yōu)化措施前后運(yùn)行情況如表2所示。

表2 焦化除塵器采用優(yōu)化措施前后運(yùn)行情況Table 2 Operating Conditions of Coking Dust Collector before and after Taking Optimization Measures

4 結(jié)語(yǔ)

除塵器屬于焦化生產(chǎn)過(guò)程中重要的環(huán)保設(shè)備，除塵器的排放指標(biāo)直接關(guān)系到焦化能否正常生產(chǎn)。朝陽(yáng)鋼鐵焦化廠除塵布袋使用壽命低，當(dāng)布袋破損造成排放指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，查找困難、操作時(shí)間長(zhǎng)。裝煤除塵器增加離線閥，可解決裝煤除塵水汽沉積問(wèn)題；采用防水腐蝕的PTFE材質(zhì)作為布袋縫合線，可以增加裝煤除塵布袋的使用壽命；熒光粉測(cè)漏技術(shù)可快速、全面、準(zhǔn)確查找破損布袋。結(jié)合應(yīng)用后，除塵布袋更換周期延長(zhǎng)，測(cè)漏操作時(shí)間縮短，布袋更換成本降低，除塵器節(jié)約成本約15.23萬(wàn)元/年，降低了人工更換及檢查除塵布袋的工作強(qiáng)度，避免了漏檢破損布袋造成的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。