王建新，陳杰亮

( 河北文豐鋼鐵有限公司，河北 邯鄲 056300)

摘要: 燒結(jié)在鋼鐵流程中，污染物排放量比較大，除 SO₂ 等有害氣體外，粉塵的排放量也相當(dāng)可觀。目前鋼鐵企業(yè)大都用電除塵器捕集和處理燒結(jié)煙氣中的含鐵粉塵。由于 2#風(fēng)機(jī)抽風(fēng)段為燒結(jié)段，煙氣含水分大，溫度低，煙氣中的 SO₂ 與冷凝水結(jié)合生成亞硫酸腐蝕電場(chǎng)極板，使電除塵器不能有效發(fā)揮作用。介紹了河北文豐鋼鐵公司通過(guò)改造燒結(jié)機(jī)煙道，提高除塵器進(jìn)口煙氣溫度，保證電除塵器正常運(yùn)行的改造過(guò)程。改造后，提高了除塵效率，處理后的煙氣實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。

關(guān)鍵詞:126 m² 燒結(jié)機(jī); 電除塵器; 抽風(fēng)機(jī); 煙道( 集氣管) ; 改造

0 引言

隨著國(guó)家環(huán)境控制的日益嚴(yán)格，燒結(jié)廠被列為鋼鐵企業(yè)的首控單位，燒結(jié)機(jī)煙氣中的粉塵需要有效地捕集和處理才能排放。電除塵器是一種常用的燒結(jié)煙氣凈化設(shè)備，保證其正常運(yùn)行尤為重要。河北文豐鋼鐵公司燒結(jié)廠 2#電除塵器經(jīng)多次大修仍不能正常運(yùn)行，直接影響了燒結(jié)生產(chǎn)和煙塵排放達(dá)標(biāo)。通過(guò)對(duì)126 m² 燒結(jié)機(jī)煙道改造，保證了2#電除塵器正常的運(yùn)行，同時(shí)延長(zhǎng)了主抽風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命，為燒結(jié)生產(chǎn)順行和煙氣達(dá)標(biāo)排放創(chuàng)造了條件。

1 存在的問(wèn)題

燒結(jié)工序中的 126 m² 步進(jìn)式燒結(jié)機(jī)由北京明誠(chéng)公司設(shè)計(jì)，為 3 臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)共抽同一煙道的分段式抽風(fēng)系統(tǒng)。抽風(fēng)系統(tǒng)主要設(shè)備性能及平面布置分別如表 1、圖 1 所示。與其配套的電除塵器的性能如表 2 所示。

如圖 1 所示，3 臺(tái)電除塵在運(yùn)行過(guò)程中，1#風(fēng)機(jī)抽 1# ～5#、15# ～18#風(fēng)箱，為點(diǎn)火段與燒結(jié)段末端，1#電除塵進(jìn)口溫度保持在 110 ℃ 左右; 3#風(fēng)機(jī)抽19# ～30#風(fēng)箱，為冷卻段，3#電除塵進(jìn)口溫度在 180℃左右，電除塵運(yùn)行正常; 2#風(fēng)機(jī)抽 6# ～ 14#風(fēng)箱，為燒結(jié)段。2#電除塵進(jìn)口溫度在 65 ℃左右，冬季進(jìn)口溫度在 50 ℃左右。2#電除塵冬季出現(xiàn)放灰斗流水現(xiàn)象，電除塵內(nèi)部電場(chǎng)極板腐蝕嚴(yán)重，且電場(chǎng)內(nèi)極板粘灰嚴(yán)重，甚至堵塞出口分布板，造成 2#電除塵運(yùn)行困難，影響燒結(jié)生產(chǎn)。2#電除塵維修情況如表3 所示。

2 原因分析

電除塵器是一種煙氣凈化設(shè)備。其工作原理:煙氣中灰塵塵粒通過(guò)高壓靜電場(chǎng)時(shí)，與電極間的正負(fù)離子和電子發(fā)生碰撞而荷電( 或在離子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)中荷電) ，帶上電子和離子的塵粒在電場(chǎng)力的作用下向異性電極運(yùn)動(dòng)，并積附在異性電極上，通過(guò)振打等方式，使電極上的灰塵落入收集灰斗中，使通過(guò)電除塵器的煙氣得到凈化，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的 ^［1，2］。

影響電除塵效率的因素主要有 3 個(gè): 含塵氣體和粉塵的性質(zhì)，電除塵本身結(jié)構(gòu)性能，電源性質(zhì)。

1#、2#、3#電除塵共抽同一煙道，1#、3#電除塵能正常運(yùn)行，證明含塵氣體的性質(zhì)和粉塵的性質(zhì)對(duì)電除塵影響不大。3 臺(tái)電除塵電源性質(zhì)相同，對(duì)電除塵影響不大。電除塵器外殼、電場(chǎng)下部料斗、懸掛電暈線框架的絕緣套管、供電裝置的絕緣子和電暈線旋轉(zhuǎn)錘擊式振打裝置的瓷軸需要保溫，以防止絕緣性能低，粉塵結(jié)塊和腐蝕極板、電暈?zāi)妇€。

電除塵器運(yùn)行時(shí)，絕緣套管周圍要保持一定溫度，防止在其表面出現(xiàn)冷凝水而破壞絕緣性能，甚至短路而使電除塵無(wú)法工作。絕緣套外的保溫箱溫度，要求高于露點(diǎn)溫度 20 ～ 30 ℃，保證套管的絕緣性能。

2#風(fēng)機(jī)抽風(fēng)段為燒結(jié)段，煙塵含水分較大，溫度較低。由于電除塵進(jìn)口煙氣溫度低于露點(diǎn)溫度，煙氣中的 SO₂ 與冷凝水分結(jié)合生成硫酸或亞硫酸腐蝕電場(chǎng)極板，因此出現(xiàn)了電場(chǎng)內(nèi)部極板腐蝕嚴(yán)重現(xiàn)象。煙塵濕度大，粉塵吸附粘結(jié)在極板上，導(dǎo)致振打失效，極板粘灰嚴(yán)重，電暈線失去放電效果。絕緣軸套及絕緣子表面出現(xiàn)冷凝水，絕緣性能破壞，電除塵器出現(xiàn)短路。

綜合以上分析認(rèn)為，電除塵器進(jìn)口煙氣溫度低于露點(diǎn)溫度是造成除塵效率低、風(fēng)機(jī)葉輪磨損的主要原因。

3 改造過(guò)程

為改變 2#電除塵器工況條件，試打開 1#、2#煙道門，實(shí)現(xiàn) 1#、2#風(fēng)機(jī)共抽 1# ～18#風(fēng)箱，提高 2#電除塵進(jìn)口煙氣溫度。試驗(yàn)效果并不明顯，2#電除塵煙氣進(jìn)口溫度沒(méi)有明顯提高，僅達(dá)到 70 ℃左右，達(dá)不到 2#電除塵器運(yùn)行工況要求。

試打開 1#、2#、3#煙門實(shí)現(xiàn) 3 臺(tái)風(fēng)機(jī)共抽 30 個(gè)風(fēng)箱，以期達(dá)到提高 2#電除塵進(jìn)口煙氣溫度目的。

但 3 臺(tái)風(fēng)機(jī)共抽煙后，出現(xiàn) 2#風(fēng)機(jī)載荷減小。風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流由正常的 115 A 左右，降至 95 A 左右。燒結(jié)機(jī)垂直燃燒速度下降，機(jī)速降低，對(duì)產(chǎn)量影響較大。同時(shí) 2#電除塵器進(jìn)口煙氣溫度達(dá)到 80 ℃ 左右，基本能維持 2#電除塵器正常運(yùn)行。但此方式對(duì)生產(chǎn)影響較大，不可取。

2016 年 2 月份，因 2#電除塵器出風(fēng)口分布板堵塞，電除塵器出風(fēng)口抽裂，電除塵器 3#電場(chǎng)懸掛電暈線框架因除塵框架箱體腐蝕脫落，2#電除塵器不能使用。隨即對(duì)除塵器進(jìn)口管道進(jìn)行改造，利用閑置的原 2#多管除塵維持生產(chǎn)。運(yùn)行 10 天，又因溫度低粉塵粘接，2#多管堵塞，2#風(fēng)機(jī)被迫停用 15 天，對(duì)生產(chǎn)造成重大損失。隨后安裝新增管道對(duì)接 3#多管除塵，利用閑置的原 3#多管除塵維持 2#風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。

多次改進(jìn)措施都達(dá)不到理想工況條件，2#電除塵器運(yùn)行困難，除塵效率低，設(shè)備腐蝕快，對(duì)后續(xù)工序影響較大，成為燒結(jié)設(shè)備運(yùn)行中多年的隱患。為改變這種被動(dòng)局面，燒結(jié)廠多方請(qǐng)教，探討、研究可實(shí)施的方案。通過(guò)征集合理化建議，召開專題會(huì)議，最終制定出可行性實(shí)施方案。

4 改造方案及實(shí)施

4． 1 煙道改造方案

多種改進(jìn)措施都不能滿足生產(chǎn)要求，只有改變煙道溫度分配與風(fēng)量分布，才能滿足生產(chǎn)需要。根據(jù)風(fēng)量及風(fēng)溫的調(diào)節(jié)要求進(jìn)行計(jì)算，改變進(jìn)口管徑，重新安裝抽風(fēng)管道的對(duì)接位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)量、風(fēng)溫的調(diào)節(jié)，并充分考慮風(fēng)機(jī)的載荷。2017 年 6 月對(duì) 126m 2 步進(jìn)式燒結(jié)機(jī)大煙道進(jìn)行改造，平面布置如圖 2所示。

4． 1． 1 1#風(fēng)機(jī)煙道改造

1#風(fēng)機(jī)抽 1# ～ 14#、26# ～ 30#風(fēng)箱。1#風(fēng)機(jī)煙道加長(zhǎng)延伸到 26#風(fēng)箱，管道為 1 200 mm × 1 700mm 矩形管，變徑 1 200 mm; 原通向 2#與 3#風(fēng)箱間1 900 mm 管道變徑為 1 200 mm; 原通向 16# ～17#間管道卦堵，重新在 12# ～ 13#風(fēng)箱間開孔為變徑1 400 mm管道。利用 26# ～ 30#風(fēng)箱冷卻段的高溫?zé)煔馓岣?1#除塵進(jìn)口煙氣溫度。

4． 1． 2 2#風(fēng)機(jī)煙道改造

2#風(fēng)機(jī)與 1#風(fēng)機(jī)共抽 1# ～14#、26# ～30#風(fēng)箱，實(shí)現(xiàn) 1#、2#風(fēng)機(jī)互備。原煙道由 2 700 mm 變徑2 400 mm管道，并在原煙道插加旁通與原 3#風(fēng)機(jī)煙道連通，變徑為 1 200 mm 管道。利用 26# ～ 30#風(fēng)箱冷卻段的高溫?zé)煔鈦?lái)提高 2#除塵進(jìn)口煙氣溫度。

4． 1． 3 3#風(fēng)機(jī)煙道改造

3#風(fēng)機(jī)抽 15# －25#風(fēng)箱。新增 Φ 3 000 mm 管道與 3#電除塵進(jìn)口 3 200 mm 管道接通。燒結(jié)段與冷卻段結(jié)合，保證 3#電除塵器進(jìn)口溫度。2012 年 6月份，由外協(xié)河北路泰建筑安裝有限公司完成安裝對(duì)接。同時(shí)新增管道進(jìn)行噴涂、防腐和保溫。

4． 2 風(fēng)機(jī)改造

3#風(fēng)機(jī)只有與 1#、2#風(fēng)機(jī)匹配，才能使 3 臺(tái)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)共抽煙道。改造 3#風(fēng)機(jī)葉輪，使其與其他 2臺(tái) 風(fēng)機(jī)匹配。當(dāng)有1臺(tái)風(fēng)機(jī)有問(wèn)題時(shí)，可打開煙道門生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn) 3 臺(tái)風(fēng)機(jī)互備。由陜西嘉惠風(fēng)機(jī)廠設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)原風(fēng)機(jī)外殼與功率不變的同時(shí)，改造風(fēng)機(jī)葉輪，與 1#、2#風(fēng)機(jī)匹配。2013 年 5 月份，完成改造。

改造后的風(fēng)機(jī)性能如表 4 所示。

4． 3 2#電除塵器大修

為實(shí)現(xiàn)除塵本體無(wú)故障運(yùn)行，2016 年 1 月 19 日～4 月19 日，由河北華東除塵設(shè)備有限公司承建，對(duì)2#電除塵器實(shí)施大修。2016 年6 月份對(duì)接使用。

5 結(jié)語(yǔ)

2016 年 6 月份管道對(duì)接完成后，1#電除塵器進(jìn)口溫度 130 ℃左右，2#電除塵器進(jìn)口溫度 120 ℃左右，3#電除塵器進(jìn)口溫度 160 ℃左右，達(dá)到了各電除塵器進(jìn)口煙塵的溫度要求。3 臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流及載荷與改造前基本相同如表 5 所示。燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)量、大煙道負(fù)壓沒(méi)有明顯變化。

由表 5 可以看出，2#電除塵經(jīng)改造后，進(jìn)口溫度明顯提高，各電場(chǎng)電流明顯提高，除塵效率有較大改善。制約燒結(jié)生產(chǎn)多年的設(shè)備缺陷得到根治，126 m² 燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)得到保障改造后，環(huán)境治理明顯改善，煙氣達(dá)標(biāo)排放，改造是成功有效的。

參考文獻(xiàn)

［1］劉洪武． 包鋼煉鐵廠 4 號(hào)高爐出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)電除塵器的選用［J］． 河北冶金，2001，( 2) : 45 ～46．

［2］劉義梅，張迎福． 燒結(jié)煙氣脫硫中除塵器的選擇［J］． 河北冶金，2011，( 5) : 28 ～30．