趙 錄
(天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司,天津 301500)
[摘要]:天津天鋼聯(lián)合特鋼公司煉鋼廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域現(xiàn)有除塵系統(tǒng)已無法滿足環(huán)保要求,需要增建一套布袋除塵系統(tǒng),將目前轉(zhuǎn)爐區(qū)域所有無組織排放的粉塵進(jìn)行集中收集,實(shí)現(xiàn)顆粒物達(dá)標(biāo)排放。介紹了原有除塵系統(tǒng)的構(gòu)成和缺點(diǎn),對(duì)改造后除塵系統(tǒng)的技術(shù)要求、工藝流程、電控系統(tǒng)、除塵風(fēng)機(jī)、氣力輸灰系統(tǒng)等。改造后的系統(tǒng)使用效果良好。
[關(guān)鍵詞]:轉(zhuǎn)爐;三次除塵;煙氣;改造
0 引言
藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)進(jìn)入攻堅(jiān)階段,鋼鐵行業(yè)成為大氣污染治理的主戰(zhàn)場(chǎng),近兩年的政府工作報(bào)告中均提出推動(dòng)鋼鐵等行業(yè)超低排放改造。2018 年 6 月 27日國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)〔2018〕22 號(hào)《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃的通知》中指出要推動(dòng)實(shí)施鋼鐵等行業(yè)超低排放改造,強(qiáng)化工業(yè)企業(yè)無組織排放管控;2019 年4 月 29 日,由生態(tài)環(huán)境部等五部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》正式發(fā)布,全面推動(dòng)全國(guó)各省市鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作的進(jìn)程。天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司將環(huán)保工作和綠色發(fā)展放在首位,結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀和實(shí)際管理需要,找準(zhǔn)重點(diǎn),精準(zhǔn)施策,積極開展了煉鋼轉(zhuǎn)爐區(qū)域三次除塵系統(tǒng)改造攻關(guān)實(shí)踐,保證顆粒物達(dá)標(biāo)排放。
1 項(xiàng)目背景
聯(lián)合特鋼公司現(xiàn)有頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 3 座 ,最大出鋼量 120 t,公稱出鋼量 100 t,平均冶煉周期 33min,最大吹氧強(qiáng)度 4.5 m3/mint 鋼水。冶煉產(chǎn)生高溫、夾雜、易爆、有毒混合煙氣,大部分經(jīng)汽化煙道冷卻,溫度由 1 450~1 600 ℃降低為 900 ℃,先進(jìn)入塔文式煙氣一次除塵系統(tǒng)處理,一部分經(jīng)過爐周風(fēng)道進(jìn)入二次除塵系統(tǒng)處理,還有部分經(jīng)過爐口、檔火門、氧槍孔等處彌散,加上來自倒灌區(qū)域、廢鋼區(qū)域的鐵水、廢鋼烘烤產(chǎn)生的煙氣構(gòu)成三次煙氣。至今,煉鋼廠共配備了 8 套除塵裝置,小時(shí)煙氣處理量為 374.1 萬 m3。盡管如此,仍然存在部分粉塵無組織排放現(xiàn)象。隨著環(huán)保形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻和環(huán)保政策的日趨嚴(yán)格,煉鋼廠針對(duì)這部分無組織排放粉塵治理開展了技術(shù)攻關(guān),經(jīng)調(diào)研、分析、討論、確認(rèn),決定實(shí)施煉鋼轉(zhuǎn)爐區(qū)域三次除塵系統(tǒng)改造項(xiàng)目,通過改造,保證顆粒物排放濃度臆10 mg/Nm3。
2 三次除塵建設(shè)創(chuàng)新技術(shù)改造思路及確定
2.1 現(xiàn)有除塵系統(tǒng)配置情況
為精準(zhǔn)施策,聯(lián)合特鋼公司煉鋼廠對(duì)現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐區(qū)域除塵系統(tǒng)配置情況進(jìn)行了分析,具體情況如下:
(1)一次除塵
2013 年,聯(lián)合特鋼公司對(duì) 3 座轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵系統(tǒng)的“二文一塔”OG 重陀喉口濕法除塵進(jìn)行了改造,改為四代 OG除塵系統(tǒng),每臺(tái) OG 系統(tǒng)設(shè)計(jì)煙氣量為 168 000 m3 /h 。
(2)二次除塵
聯(lián)合特鋼公司轉(zhuǎn)爐煉鋼區(qū)域設(shè)置 2 臺(tái)長(zhǎng)袋脈沖布袋除塵系統(tǒng)(主要處理轉(zhuǎn)爐兌鐵水所逸出的煙 塵、高位料倉(cāng)卸料時(shí)產(chǎn)生的粉塵、原料轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的粉塵等),每臺(tái)過濾面積 25 680 m2,處理煙氣量876 480 m3 /h,采用高效覆膜濾料。
(3)其它
除塵設(shè)施情況地下料倉(cāng)除塵、鐵水脫硫站除塵系統(tǒng)和鐵水倒罐除塵系統(tǒng)除塵設(shè)施配置情況如表 1 所示。
2.2 現(xiàn)有布袋除塵器存在的問題
布袋除塵器運(yùn)行中主要有 3 大問題:粉塵排放超標(biāo)、除塵器壓力比正常高、濾袋的使用壽命過短。
2.2.1 粉塵排放超標(biāo)
濾袋表面的初始層不夠、濾袋破損、濾袋裝配不良是造成粉塵排放超標(biāo)的基本原因。
2.2.2 阻力過高
除塵器的阻力在除塵器的設(shè)計(jì)中已經(jīng)設(shè)定,但在除塵器的運(yùn)行中,會(huì)發(fā)生除塵器的阻力在短時(shí)間急劇增加現(xiàn)象。阻力過大的原因可以分為兩種:除塵器在系統(tǒng)運(yùn)行后立刻發(fā)生;除塵器在工作一段時(shí)間后發(fā)生。如果是新裝除塵器的設(shè)計(jì)不當(dāng),容易造成第一種現(xiàn)象的發(fā)生;造成第二種現(xiàn)象是操作問題和維修方面所致:主要原因是濾袋的清洗不良,濾袋堵塞、進(jìn)氣分配不勻。
2.2.3 濾袋的壽命過短
濾袋的品種使用不當(dāng)、濾袋的品質(zhì)、過濾氣速、粉塵負(fù)載、粉塵成分、粉塵特性、清洗方法、清洗頻率、系統(tǒng)開機(jī)、停機(jī)次數(shù)以及相關(guān)的維護(hù)工作都影響到濾袋的壽命。
2.3 確定本次改造項(xiàng)目采用的除塵器
根據(jù)以往布袋除塵器運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)粉塵排放超標(biāo)(如濾袋破損等導(dǎo)致)、除塵器阻力過高(設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、后期操作維護(hù)不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致)、濾袋的使用壽命過短(濾袋品質(zhì)不過關(guān))的問題,確定本次所采用的脈沖布袋除塵器相關(guān)要求如下:
2.3.1 確定除塵器基本要求
選擇高效覆膜濾料;選擇合適的清灰系統(tǒng);確保除塵器過濾風(fēng)速低于 0.6 m3;確保除塵器結(jié)構(gòu)合理;實(shí)現(xiàn)自動(dòng)氣力輸灰;能夠?qū)崿F(xiàn)離線維修。
2.3.2 確定工藝流程
本項(xiàng)目主要針對(duì)轉(zhuǎn)爐加料產(chǎn)生的廢氣和鐵水倒灌產(chǎn)生的廢氣等進(jìn)行收集處理,共設(shè)置 6 個(gè)集氣罩,分別為:轉(zhuǎn)爐加料跨南側(cè)接鐵水區(qū)域屋頂罩(2 個(gè))、鐵水倒灌除塵罩(1 個(gè))、轉(zhuǎn)爐加料跨 1#、2#、3# 轉(zhuǎn)爐屋頂罩(3 個(gè))。
2.3.2.1 確定工藝流程
工藝流程詳述:各產(chǎn)塵點(diǎn)處產(chǎn)生的廢氣,在引風(fēng)系統(tǒng)負(fù)壓的作用下,被各自的集氣罩收集,經(jīng)過各支管道匯入總進(jìn)風(fēng)管道,然后進(jìn)入低壓脈沖反吹布袋除塵設(shè)施,在布袋的作用下濾去氣流中的粉塵,凈化后的氣體由除塵器出風(fēng)口排出,經(jīng)過風(fēng)機(jī)站管道、風(fēng)機(jī),最后由 50 m 高排氣筒排入大氣。而被布袋過濾下來的灰塵通過脈沖閥定期循環(huán)噴吹落入除塵器灰斗中,下落至倉(cāng)泵中,倉(cāng)泵加壓后將物料輸送至目標(biāo)倉(cāng),目標(biāo)倉(cāng)安裝倉(cāng)頂除塵器(不設(shè)大氣排氣口)。目標(biāo)倉(cāng)可根據(jù)需要直接將粉塵再次回收利用,由氣力輸送方式直接輸送到原料場(chǎng),按比例混配入燒結(jié)料送入燒結(jié)機(jī)綜合利用。本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝流程如圖 1 所示。
除塵系統(tǒng)工藝流程:各吸塵點(diǎn)寅除塵閥門寅除塵管道寅低壓脈沖布袋除塵器寅除塵主風(fēng)機(jī)寅消聲器寅煙囪。
2.3.2.2 確定除塵選項(xiàng)
根據(jù)煉鋼廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)情況,將配置一套過濾面積 53 000 m2、處理煙氣量 160 萬 m3 /h 的低壓脈沖反吹布袋除塵設(shè)施,具體要求如表 2 所示。
2.3.2.3 確定除塵系統(tǒng)技術(shù)要求
(1)濾袋
選用褶皺濾袋,Φ160×6 500 mm,濾袋為 12 個(gè)褶皺,單條過濾面積為 6.07m2,褶皺成型采用自動(dòng)設(shè)備制作,不允許純手工制品。濾袋袋口必須采用防泄漏結(jié)構(gòu),袋口設(shè)雙道整體式氈條卡口,確保濾袋口與除塵器花板密封完整,不掉袋。濾袋縫制采用針線縫紉時(shí),必須對(duì)針眼進(jìn)行涂膠封堵或采用其它有效措施,確保排放濃度≤5 mg/Nm3。
(2)袋籠
與褶皺濾袋配套,縱向筋直徑Φ3.8 mm,袋籠支撐件為整體成型式或采用阻焊式。阻焊式鋼絲規(guī)格:Φ4(中心環(huán))、Φ3(支撐桿)雙絲,袋籠采用全自動(dòng)焊接生產(chǎn)線生產(chǎn),焊接完成后必須同時(shí)進(jìn)行酸洗或拋丸除銹,外表噴涂有機(jī)硅防腐。
(3)濾袋數(shù)量:
8 736 條。
(4)濾袋材質(zhì) :
550 g/m2 滌綸超細(xì)面層針刺氈覆膜濾料。
(5)除塵器布置:采用雙排布置,離線卸灰,每排 7 個(gè)灰斗,每排 14 個(gè)室,每個(gè)除塵器灰斗設(shè)置空氣炮及高低料位計(jì)。
料位計(jì)采用射頻導(dǎo)納式。
脈沖閥:3 寸淹沒式,上海袋配或蘇州協(xié)昌,672 件。
除塵器外形尺寸:約為 48.16×18 m。
除塵器壁板厚度為 5 mm,灰斗壁板厚度為 6mm,花板厚度為 8~10 mm(保證平整度),支腿最小規(guī)格為 300×200H 型鋼。為了確保除塵器濾袋的使用壽命以及降低除塵器的運(yùn)行阻力,主風(fēng)道向各室分風(fēng)閥氣流速度≤5 m/s,離線閥氣流速度≤8m/s。
除塵器進(jìn)出口氣流速度<14 m/s。
除塵器灰斗的傾斜角度不得小于 60 °。灰斗插板閥下預(yù)留高度為 3 000。
除塵器供配套進(jìn)出口織物補(bǔ)償器,共計(jì) 2 臺(tái)。
除塵器設(shè)置配套 6 m3 壓縮空氣儲(chǔ)氣罐,并配套減壓閥 1 套。
(6)電控系統(tǒng)設(shè)置要求
閥分室設(shè)置端子箱,端子箱以后的接線及其控制由工廠設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)。包括除塵器本體鋼結(jié)構(gòu)、濾袋、袋籠、噴吹系統(tǒng)等全套設(shè)備。
(7)除塵卸灰系統(tǒng)設(shè)置
除塵器設(shè)置提升閥每室 1 個(gè)共計(jì) 28 個(gè);除塵器每個(gè)灰斗設(shè)置空氣炮 1 個(gè);6 m3 壓縮空氣灌 1個(gè),設(shè)置在除塵器安裝平臺(tái)上。
2.3.2.4 確定除塵風(fēng)機(jī)
(1)電源條件
風(fēng)機(jī)房高壓電源電壓等級(jí):10 kV±5%,50 ±0.5Hz 三相三線。低壓電源電壓等級(jí):(380/220 V±10)%,(50±0.5)Hz 三相四線。PLC 信號(hào):4~20 mA。
(2)水力條件
水壓:0.25~0.3 MPa;水溫:2~35 ℃;水質(zhì):生產(chǎn)凈水,懸浮物≤40 mg/L;pH 值 7~8.5,硬度 6DIN。
(3)氣體介質(zhì)條件
氮?dú)鈮毫Γ?.8 MPa;流量:200 m3 /h。
(4)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)
風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 3 所示。
(5)風(fēng)機(jī)連鎖參數(shù)
軸承溫度≥90 ℃報(bào)警,軸承溫度≥110 ℃ 報(bào)警停車;軸振動(dòng)值≥7.1 mm/s 報(bào)警,軸振動(dòng)值逸11 mm/s 停車。
(6)電機(jī)連鎖參數(shù)
軸瓦溫度≥75 ℃報(bào)警,軸瓦溫度≥85 ℃報(bào)警停車;軸振動(dòng)值≥8.0 mm/s 報(bào)警,軸振動(dòng)值≥9.0 mm/ s 停車。
(7)風(fēng)機(jī)特性曲線及能力要求
設(shè)計(jì)點(diǎn)效率不低于 83%,風(fēng)機(jī)全壓升不低于 5 500 Pa,流量不低于 1 600 000 m3 /h。風(fēng)機(jī)特性曲線要求平坦,喘振點(diǎn)遠(yuǎn)離工作點(diǎn)。
(8)材質(zhì)及制造要求
葉輪材質(zhì):15Mn;葉輪軸材質(zhì):42CrMo 鍛件;機(jī)殼材質(zhì):16Mn;軸承箱材質(zhì):HT250;軸承:SKF 或 FAG(帶銅保持架);進(jìn)出風(fēng)口:16Mn;葉輪材質(zhì):高強(qiáng)度合金鋼,焊后再進(jìn)行整體除應(yīng)力。
2.3.2.5 除塵氣力輸灰系統(tǒng)
轉(zhuǎn)爐三次除塵氣力輸送系統(tǒng)包括從除塵器灰斗下料口開始,到燒結(jié)配料倉(cāng)進(jìn)料口為止的氣力輸送系統(tǒng)設(shè)備、控制系統(tǒng)、管道及其它附件。通過壓縮空氣,將除塵灰直接輸送到燒結(jié)配料系統(tǒng)。
氣力除灰系統(tǒng) PLC 主機(jī)采用西門子系列,放在各除塵器現(xiàn)場(chǎng),PLC 柜防護(hù)等級(jí) IP54。 氣力輸灰系統(tǒng)通過 PLC 直接控制和協(xié)調(diào)各閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或控制儀表正常工作,并帶有觸摸屏來顯示各設(shè)備的運(yùn)行工況,對(duì)各用氣點(diǎn)上的氣源壓力進(jìn)行監(jiān)控。
綜上所述,確定設(shè)施改造后的主要性能參數(shù)為:聯(lián)合特鋼公司在煉鋼廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域增建一套三次除塵系統(tǒng),即過濾面積 53 000 m2、處理煙氣量 160萬 m3 /h 的低壓脈沖反吹布袋除塵器,采用褶皺滌綸超細(xì)面層針刺氈覆膜濾料,風(fēng)機(jī)功率 3 400 kW,煙囪直徑 6.5 m,高 50 m,出口顆粒物排放濃度<10 mg/ Nm3。建成后的轉(zhuǎn)爐三次除塵系統(tǒng)如圖 2 所示。
3 結(jié)論
鋼鐵行業(yè)的廢氣具有排放量大、污染因子多、污染面廣、無組織排放多等特點(diǎn),從近幾年新發(fā)布的鋼鐵行業(yè)為相關(guān)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)來看,鋼鐵行業(yè)環(huán)境保護(hù)工作,特別是大氣污染防治工作提速、提效工作十分緊迫。天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司煉鋼廠轉(zhuǎn)爐區(qū)域三次除塵系統(tǒng)項(xiàng)目自 2018 年 12 月開工建設(shè),于 2019 年 4 月份建成投入試運(yùn)行,項(xiàng)目的投入,將顆粒物排放濃度控制在 10 mg/Nm3 之內(nèi),減少了轉(zhuǎn)爐區(qū)域粉塵無組織排放,保證了污染物的達(dá)標(biāo)排放,提高了職工工作環(huán)境質(zhì)量,也改善了周邊環(huán)境空氣質(zhì)量,對(duì)社會(huì)、企業(yè)及職工十分有益。
參考文獻(xiàn)
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