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首钢炼铁厂二高炉出铁场除尘技术

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   1 首钢2号高炉烟尘污染的现状 
        2号高炉出铁场是1979年随高炉大修同时设计投入运行的,因已连续运行二十余年,设备老化、腐蚀非常严重,漏风率高、除尘效率低。而且由于首钢的高炉均为矮胖型高炉,受风口平台高度和泥炮及开口机运转的限制,铁口及主铁沟上部不具备密封除尘的条件。只能采用移动式水冷沟盖盖在主沟上,控制烟尘外溢。因开、堵铁口时,需将沟盖移开,所以,高炉开、堵铁口时产生的烟尘未全部得到控制,存在二次烟尘污染的问题。
        2 环境治理的标准 
        (1) 排放浓度<30mg/m3;
        (2) 岗位粉尘浓度<10mg/m3;
        (3) 与生产设备同步开机率为100%。
        3 环境治理的技术要求
        (1) 将 出 铁场除尘与炉顶上料除尘划分为两个独立的除尘系统。
        (2) 重点解决高炉开、堵铁口时二次烟尘污染的问题。
        (3) 除 尘风机选用双吸、双支撑引风机,并采用电机变频调速。选用低压脉冲布。
        (4) 除 尘设备的选型要坚持技术先进、质量可靠、运行稳定、除尘效率高、故障率低、降耗的原则。
        (5) 取消主铁沟水冷沟盖及吊盖机,改为移动式顶吸水冷除尘罩。并将顶吸罩与炉顶上料除尘划入一个系统。
        (6) 将摆动溜槽除尘罩基础加高,容积加大,减少侧面吸尘点,增加顶部吸尘点的风量。
        (7) 将渣铁分离器除尘罩及渣、铁沟上部的密封除尘沟盖加高加宽。并增加渣铁分离器除尘罩的风量。 
        4 存在的问题和改造的内容及技术特点 
        (1) 除尘设备存在的问题
        改造前除尘器选用的是两台DMC-2160型高压脉冲布袋除尘器,除尘风机选用的是两台y4-73-11-N020D型引风机,采用液力偶合器调速,除尘器卸灰设备为回转下料器和螺旋输灰机。除尘设备主要存在以下问题。
        ①高压脉冲布袋除尘器过滤风速快(2m/min),风机高速时布袋上挂的灰清不下来,造成除尘器阻力过高(3000Pa)。使除尘风机风量过小,直接影响除尘效果。
        ②高压脉冲阀故障率高,维修量大,脉冲风源压力低(0.4MPa/cm2),且压缩空气含水量大,脱水措施不利,也直接影响布袋的清灰效果。
        ③ 除尘风机轴承及叶轮故障率高,寿命短(18个月),维修量大,很难达到与生产设备同步运行的标准。而且风机冷却用水为直排,耗水量大,运行费用高。
        ④ 液力偶合器为首钢机械厂产品,已不产,且因调速范围小、故障率高、维修量大,而很难达到对要求运行稳定、能耗低的标准。
        ⑤ 除尘器卸灰螺旋机密封不严,输灰时漏灰造成二次扬尘,而且故障率高,维修量较大。另外,除尘器卸灰系统未安装加湿机,向车内卸灰时存在二次扬尘的问题。
        (2) 除尘设备改造的内容及技术特点
        ①将高压脉冲除尘器改造为低压脉冲除尘器,并将过滤面积由4320m2扩大到11420m2,过滤风速小于1.2m/min,除尘器压阻力小于1400Pa。处理风量由52万m3/h 增加到75万m3/h 。同时因采用低压脉冲阀,压缩空气的压力只需0.2MPa/cm2即可满足布袋清灰的要求。为防止布袋结露,对压缩空气采取了储气罐脱水和冷冻脱水等措施。
        ②将两台除尘风机由y4-73型引风机改造为AL型双吸入、双支撑两台,一用一备,风机铭牌风量55万m3/h。风机轴承为滑动轴承,同时新建一台y4-73型,铭牌风量20万m3/h,风机轴承为滚动轴承。为保证风机长期稳定运行,对大风机轴承采用了油泵强制润滑工艺,对小风机轴承采用了水循环冷却工艺。
        ③为保证设备长期稳定运行,降低故障率,并达到降耗的目标,这次改造淘汰了液力偶合器,采用了电机变频调速。出铁时风机调高速,不出铁时风机调低速。
        ④在除尘器储灰斗和储灰罐下部均安装了插板阀和星形给料机,便于设备检修和利于控制卸灰量,并用埋刮板输灰机取代了螺旋输灰机。同时在储灰罐下部安装了双螺旋加湿机,即降低了设备故障率,又解决了卸灰二次扬尘的问题。
        5 除尘工艺存在的问题和改造的内容及技术特点 
        (1) 除尘工艺存在的问题
        ①高炉出铁场及炉顶上料尘源点扬尘均由炉前除尘器控制,因除尘风机调速运行,出铁时,风机调高速容易磨漏炉顶上料除尘管道,出完铁风机调低速时,又容易造成炉顶上料除尘管道积灰,即增加了设备的维修量,又造成炉顶上料除尘效果不稳定。
        ②主出铁沟采用移动式水冷沟盖盖在主铁沟上控制出铁时烟尘污染,但是,当开口机钻开出铁口的过程中和泥炮堵铁口的过程中,因除尘沟盖必须移开主沟位置,且主沟上方无吸尘管道及吸尘罩,所以出铁口钻眼、堵口过程中主铁沟烟尘未得到有效控制,烟尘直接排人大气造成二次污染。
        ③铁口只在一侧设置了吸尘点,除尘风量明显不足,一次烟尘未得到全面控制;渣铁分离器密封罩容积小,除尘风量也小,除尘效果较差;摆动溜槽除尘罩设置了三个吸尘点,其中两个侧吸点管道积灰严重,造成除尘风量不足,除尘效果较差;还有渣、铁沟密封沟盖,因为宽度和高度偏小,造成沟盖既容易烧毁,又影响除尘效果。
        (2) 除尘工艺改造的内容及技术特点
        ①将出铁场除尘划分为大小两个独立的除尘系统,大系统控制出铁口、渣铁分离器、摆动溜槽和渣、铁沟等尘源点。小系统控制炉顶上料和出铁场主沟尘源点。
        ②将炉顶上料除尘与出铁场主铁沟顶吸罩除尘划分为一个除尘系统,由新建的一台小型除尘器对该系统烟尘进行净化处理,并对炉顶上料皮带机机头和换向溜槽工艺密封设施进行了改造和完善,既解决了除尘管道磨漏和积灰的问题,又保证了该系统尘源点
        的除尘效果。
        ③出铁 口由一侧设置吸尘罩改为两侧均设置了吸尘罩,并增加了除尘风量,使一次除尘效果达到90%以上,同时在主铁沟上方安装了移动式水冷顶吸除尘罩,取代了原来的移动式水冷沟盖,既不影响泥炮和开口机的正常操作,又可将二次烟尘通过顶吸除尘设施吸入除尘器,从而解决了开、堵铁口时铁口及主铁沟二次烟尘污染的问题。
        ④将渣 、铁分离器除尘罩和摆动溜槽除尘罩的容积加大,并增加了除尘风量,同时,将渣、铁沟上的沟盖加高、加宽,使整个渣、铁沟形成了负压区,有效的控制了出铁过程中的烟尘污染。同时解决了铁沟沟盖被经常烧坏的问题。
        ⑤对 除尘管道的走向进行了调整,尽量减少管网阻力,同时,在管道易积灰的部位设置了沉降室和清灰孔。便于经常清除管道积灰,以保持除尘系统风量的平衡。
        6 治理效果 
        2号高炉出铁场除尘改造工程于2001年10月开工,2002年5月与高炉同步投人运行,经首钢环保处检测站和首纲安全处检测站测试,除尘器排放浓度和岗位粉尘浓度如下。
        (1) 大系统除尘器排放浓度:28mg/m3。
        (2) 小系统除尘器排放浓度:18mg/m3。
        (3) 经首纲安全处检测站测试,出铁场岗位粉尘浓度为3mg/m3。
        7 结语 
        (1) 结合首钢2号高炉出铁场烟尘治理的实践,阐述了高炉出铁场除尘技术的应用及成功经验,可供同行参考。
        (2) 高炉出铁场除尘技术在首钢应用的实践说明,出铁场除尘完全可以通过加强一次烟尘控制,并强化尘源点密封措施,达到控制二次烟尘污染的效果。因减少了控制二次烟尘污染的投资,使出铁场烟尘治理的投资降低50%左右,既达到了环保治理标准,又取得明显的经济效益。
        (3) 在主铁沟上部安装移动式水冷顶吸除尘罩是首钢高炉控制出铁口及主铁沟二次烟尘污染的技术创新,即解决了开、堵铁口时二次烟尘污染的问题,又不影响泥炮、开口机的正常操作和使用。
        (4) 将炉顶上料除尘与出铁场除尘划分为两个除尘系统是合理的除尘工艺,解决了因出铁场除尘风机调速,造成炉顶上料除尘管道磨漏或积灰而影响除尘效果的问题。
        (5) 出铁场除尘风机采用电机变频调速优于液力偶合器调速,即达到了设备运行稳定,故障率低,降耗的目标,又利于与生产设备同步运行。

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