吳昱顥

（唐鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司，河北 唐山 063000）

引言

近年來(lái)隨著我國(guó)環(huán)保要求的不斷提升，各地區(qū)加緊了對(duì)霧霾天氣的治理。各級(jí)地方政府相應(yīng)出臺(tái)了符合城市發(fā)展要求的環(huán)保響應(yīng)應(yīng)急要求預(yù)案。冶金企業(yè)作為污染排放重工業(yè)企業(yè)也盡最大努力再不斷升級(jí)優(yōu)化各工藝單元，其中煉鐵單元中燒結(jié)生產(chǎn)是污染的重點(diǎn)，伴隨國(guó)家《工業(yè)爐窯大氣排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9078—1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的頒布與實(shí)施，燒結(jié)生產(chǎn)中的粉塵濃度排放，氮氧化物排放必須按照《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工藝大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》嚴(yán)格執(zhí)行，符合國(guó)家超低排放標(biāo)準(zhǔn)，燒結(jié)機(jī)和球團(tuán)焙燒設(shè)備的排放質(zhì)量濃度不超過(guò)10 mg/m3，氮氧化物排放質(zhì)量濃度控制在50 mg/m3以下，這對(duì)鋼鐵企業(yè)而言，既是要求也是挑戰(zhàn)。但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙塵電阻較大，極容易出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，致使除塵器運(yùn)行效率下降，排放不達(dá)標(biāo)。為了改善生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，對(duì)整個(gè)燒結(jié)機(jī)除塵工藝展開(kāi)數(shù)據(jù)調(diào)研及系統(tǒng)優(yōu)化。受目前鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能運(yùn)行要求影響各工序之間相互制約，燒結(jié)機(jī)停運(yùn)不能滿足高爐生產(chǎn)，而電除塵器改造又必須在燒結(jié)機(jī)停運(yùn)狀態(tài)下進(jìn)行，因此本次所研究改造項(xiàng)目均在短時(shí)間燒結(jié)機(jī)停運(yùn)狀態(tài)下完成，并且將除塵器最終煙塵排放濃度滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。

1 360 m2燒結(jié)機(jī)頭電除塵改造前的狀況

360 m2燒結(jié)機(jī)其機(jī)頭配置了雙室四電場(chǎng)電除塵器，但該設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中由于工藝位置區(qū)域狹窄所以致使在操作上電除塵器的進(jìn)出口風(fēng)管程不對(duì)稱設(shè)計(jì)，這一布置并不合理，這種F型的電除塵器管道布置，在燒結(jié)機(jī)機(jī)頭分支煙氣管道上氣流受到的阻力減少，造成大量煙氣伴隨壓力下降而涌入，而遠(yuǎn)離燒結(jié)機(jī)機(jī)頭的另一側(cè)除塵管道在運(yùn)行中由于氣流影響造成壓力上升，運(yùn)行中吸入煙氣量達(dá)不到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的一半，從而影響了整個(gè)電除塵器運(yùn)行效率致使電除塵后的燒結(jié)機(jī)粉塵排放質(zhì)量濃度始終圍繞在50 mg/m3，為了有效改善360 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭的電除塵器的運(yùn)行效果，減低最終排放的粉塵濃度，特意對(duì)生產(chǎn)中的改造前燒結(jié)機(jī)機(jī)頭的排放情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)跟蹤及調(diào)研相關(guān)數(shù)據(jù)匯總，如表1所示。

表1 改造前燒結(jié)機(jī)機(jī)頭相關(guān)參數(shù)

燒結(jié)機(jī)頭電除塵器主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 燒結(jié)機(jī)頭電除塵器主要設(shè)計(jì)參數(shù)

燒結(jié)機(jī)頭電除塵器改造前電場(chǎng)運(yùn)行電壓、電流參數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 燒結(jié)機(jī)頭電除塵器改造前電場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)

2 燒結(jié)機(jī)頭電除塵改造前運(yùn)行中出現(xiàn)的主要問(wèn)題

1）燒結(jié)機(jī)電除塵器進(jìn)出口管道所設(shè)計(jì)的分流板嚴(yán)重影響了煙塵氣流的流通，并且伴隨壓力的波動(dòng)造成在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)入燒接機(jī)的粉塵氣流分布不均勻，出現(xiàn)了一側(cè)大一側(cè)小的現(xiàn)象。

2）該燒結(jié)機(jī)電除塵器本體運(yùn)行多年，致使內(nèi)部除塵器極板，各線路均有一定的變形和損壞，這也是整體運(yùn)行效果不良的主要原因之一。

3）電除塵器在使用過(guò)程中由于沒(méi)有定時(shí)進(jìn)行清灰處理，造成內(nèi)部極板間機(jī)會(huì)嚴(yán)重，灰斗也出現(xiàn)了板結(jié)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了電極板的運(yùn)行效果[3-4]。

3 360 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭的電除塵改造措施

針對(duì)當(dāng)前360 m2燒結(jié)機(jī)電除塵器存在的問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)綜合分析認(rèn)證，為了讓燒結(jié)除塵后排放的粉塵濃度滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)電除塵器進(jìn)風(fēng)口管道氣流分布不均勻現(xiàn)象進(jìn)行徹底改造，消除目前氣流差異問(wèn)題，達(dá)到均勻分配運(yùn)行效果。特制定兩種改造方案，以供實(shí)踐認(rèn)定

1）對(duì)燒結(jié)機(jī)第四電場(chǎng)進(jìn)行改造，采用了旋轉(zhuǎn)電極板的方式，同時(shí)對(duì)第一至第三電場(chǎng)的極板和線路進(jìn)行一次全面徹底的檢修維護(hù)，保證四個(gè)電場(chǎng)均能正常工作使用。

2）對(duì)第一至第四電場(chǎng)的極板進(jìn)行調(diào)整，保證極板間的極線垂直度，清除電除塵器的積灰，在電除塵器中增設(shè)聲波輔助清灰裝置，可以有效的改善電除塵器清灰效果，改變?cè)械牡谒碾妶?chǎng)直流供電為高壓脈沖式供電。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)討論，如果采用第一種改造方案，工程量較大，需要在燒結(jié)機(jī)停運(yùn)30 d以上的檢修過(guò)程中才能實(shí)現(xiàn)，如果燒結(jié)機(jī)停運(yùn)如此之久，會(huì)耽誤高爐生產(chǎn)，所以經(jīng)過(guò)反復(fù)現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證，決定采用第二種改造方案，這一改造方案投資小見(jiàn)效快，同時(shí)不致使高爐長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，改造效果良好，各運(yùn)行參數(shù)應(yīng)能滿足當(dāng)前環(huán)保達(dá)標(biāo)要求[5]。

4 電除塵器主要改造項(xiàng)目

4.1 電除塵器電源部分的改造

采用韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵集團(tuán)公司的為燒結(jié)電除塵器配套的高壓脈沖供電及控制系統(tǒng)，更換原360 m2燒結(jié)機(jī)電除塵器第三、第四電場(chǎng)的電源機(jī)構(gòu)部分，變直流供電為高壓脈沖供電，原電除塵器第一、第二電場(chǎng)電源部分保持原有狀態(tài)不變，根據(jù)后期運(yùn)轉(zhuǎn)效果在進(jìn)行下一步調(diào)整。

4.2 電除塵器本體及管道改造項(xiàng)目

4.2.1 電除塵器本體的改造

1）對(duì)電除塵器原有頂部的輔助振打系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，加重了原有的打錘錘頭重量以提升除塵時(shí)的振打效果，讓電除塵器清灰過(guò)程中能夠提高振打能力，保證每次系統(tǒng)清灰效果。

2）在電除塵器內(nèi)部增設(shè)了聲波清灰器，其中電除塵器頂部安裝16臺(tái)，側(cè)部安裝12臺(tái)，灰斗部安裝16臺(tái)，共計(jì)44臺(tái)，并且在安裝過(guò)程中相鄰電場(chǎng)間都留有一定間隙，以滿足在清灰過(guò)程中的清灰效果[6]。

3）調(diào)整極線的直線度，對(duì)破損的線路進(jìn)行維修更換，保證極板的通電運(yùn)行效果。

4）調(diào)整陽(yáng)極板平面度，對(duì)目前極板上的附著粉塵及時(shí)清理。

5）調(diào)整極板間的運(yùn)行距離。

6）在第一電場(chǎng)進(jìn)口端大框架上增設(shè)了預(yù)荷電裝置從而大幅提升了電除塵器的粉塵預(yù)先荷電。

4.2.2 電除塵管道改造項(xiàng)目

拆除目前生產(chǎn)中電除塵器進(jìn)出口風(fēng)口管道，在管道的進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置分流風(fēng)箱，使得電除塵器進(jìn)氣流能夠做到均勻分配。

5 改造后的電場(chǎng)供電情況及除塵效果

5.1 改造后的電場(chǎng)供電情況

1）360 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵系統(tǒng)改造升級(jí)后，第一電場(chǎng)和第二電場(chǎng)輸出功率呈明顯增大趨勢(shì)，供電情況也較以往運(yùn)行時(shí)更為優(yōu)化[7-8]。

2）第三、第四電場(chǎng)更換為高壓脈沖電源后雖然輸出功率減小，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中除成功率得到了大幅度提升，針對(duì)這次改造現(xiàn)場(chǎng)工作人員對(duì)投運(yùn)后的三個(gè)月生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了具體監(jiān)測(cè)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)如表4所示。3）通過(guò)電除塵器運(yùn)行實(shí)踐數(shù)據(jù)對(duì)比，第三，第四電場(chǎng)采用了高壓脈沖供電模式，較以往采用直流供高壓供電模式每小時(shí)可以節(jié)約用電150 kWh，耗電量明顯降低，節(jié)電率可達(dá)60%。

表4 360 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭改造后除塵器供電生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)

5.2 除塵改造后的數(shù)據(jù)記錄（見(jiàn)表5）

表5 除塵改造后的數(shù)據(jù)追蹤記錄

5.3 改造后的生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)記錄

在生產(chǎn)實(shí)踐運(yùn)行過(guò)程中，為了進(jìn)一步對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器各電場(chǎng)所起的作用進(jìn)行跟蹤記錄，在正常生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)360 m2燒結(jié)機(jī)頭電除塵器，分別采用了運(yùn)行四個(gè)電場(chǎng)和運(yùn)行三個(gè)電場(chǎng)的模式進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)對(duì)比，所記錄的煙氣濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如表6所示。

表6 煙氣質(zhì)量濃度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)mg/m3

通過(guò)對(duì)大量的生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤記錄不難發(fā)現(xiàn)，在保證原有電除塵器其他運(yùn)行方式的前提，通過(guò)對(duì)電除塵器的第三，第四電場(chǎng)從原有直流供電變更為高壓脈沖供電，得到如下結(jié)論：

1）燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器第三，第四電場(chǎng)的除塵效果明顯優(yōu)于第一和第二電場(chǎng)的出現(xiàn)效果，說(shuō)明對(duì)于電除塵器而言高壓脈沖供電為首選供電模式。

2）電除塵器第四電場(chǎng)雖然煙氣流量不高，但在停運(yùn)后煙氣排放濃度會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，所以在對(duì)第四電場(chǎng)進(jìn)行停運(yùn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，只記錄了短暫的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

6 結(jié)語(yǔ)

360 m2燒結(jié)機(jī)頭電除塵器經(jīng)過(guò)6 d的停機(jī)改造后，伴隨所有改造同時(shí)進(jìn)行了一次全面徹底的檢修維護(hù)，最終煙塵排放質(zhì)量濃度由原來(lái)的62.18 mg/m3下降到9.42 mg/m3，每小時(shí)可節(jié)約用電150 kWh，年節(jié)約電費(fèi)可達(dá)近60萬(wàn)元。在滿足燒接機(jī)運(yùn)行環(huán)保要求的情況下，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，本次燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器改造對(duì)冶金企業(yè)其他同類型燒結(jié)除塵改造具有指導(dǎo)示范作用，也是冶金企業(yè)燒結(jié)工藝除塵的一次突破性實(shí)驗(yàn)。