趙偉, 林福生, 龔藝杰, 王濤, 錢勇, 王天雄

( 重鋼股份公司燒結廠, 重慶 401258)

摘 要: 針對重鋼2@360 m2燒結機集中灰倉及倉下氣力輸灰系統存在的問題, 分別對灰倉倉體結構及落灰管進行了改造, 增加了電磁閥防灰措施, 同時縮短了倉泵裝灰時間及輸灰周期, 收到了良好效果。

關鍵詞: 燒結; 氣力輸灰; 集中灰倉

1 前 言

氣力輸灰技術因具有輸送管道布置靈活性高、對場地適應性強、輸送效率高、運行成本低、對環境友好等優點[1], 近年來在鋼鐵行業得到了廣泛應用。重鋼長壽新區 2@360 m2燒結機除塵灰采用了雙套管氣力輸送。與傳統輸送方式相比, 氣力輸灰采用流態化技術, 在倉泵輸送器內使干灰顆粒形成類流體, 很好地解決了干灰流動性差的問題, 物料在輸送過程中處于/ 靜壓推動+ 流速帶動的低速運動狀態, 提高了輸送管道使用壽命和系統的可靠性[2]。在輸送方式上, 可單罐運行, 也可雙罐或多罐成組運行,系統氣源分布科學合理, 能隨時起停而不堵管,運行安全性好, 自動控制靈活方便, 可自動、遠操、就地控制。由于整個輸送過程在密閉環境下進行, 很好地解決了除塵灰傳統輸送過程中的二次揚塵, 成為重鋼環保搬遷燒結工序設計的一個亮點。然而, 投運之初由于系統長時間運行不正常, 環境效應無法凸顯, 同時影響了除塵灰的流向暢通, 一度制約了燒結生產。

2 氣力輸灰系統的設計特點

2、1 氣力輸灰系統構成

重鋼 2 @360 m2燒結機氣力輸灰系統包括兩部分(見表 1、表 2) , 第一部分是由分布在 1#燒結機頭電除塵( 含兩臺電除塵)、2#燒結機頭電除塵(含兩臺電除塵) 、1#機尾電除塵、2#機尾電除塵、1#整粒電除塵、2#整粒電除塵、配料布袋除塵、成品布袋除塵等處的 10 臺除塵器對應的 16 臺倉泵輸送器, 通過 8 條輸送管將各除塵器捕集的除塵灰輸送至兩座集中灰倉; 第二部分是由集中灰倉倉下四臺倉泵, 通過兩條輸送管將集中的除塵灰輸送至冷固球團廠加工配料倉。

2、2 集中灰倉及倉下輸灰系統

在重鋼2@360 m2燒結機氣力輸灰系統中,集中灰倉作為中轉站, 對除塵灰流向暢通起著至關重要的作用。集中灰倉主要包含兩座鋼結構- 混凝土倉體、兩臺倉頂單體除塵器、倉下的汽車轉運通道( 帶兩套星型給料機- 雙螺旋加濕器)、以及兩套倉下氣力輸灰系統。其中, 汽車轉運通道作為輔助手段, 在氣力輸灰系統無法正常工作時使用。

3 存在的問題及分析

重鋼 2 @360 m2燒結機分別于 2009 年 12月及 2010 年 10 月投產, 而氣力輸灰系統投運后運行并不正常, 尤其是集中灰倉及倉下輸灰系統, 一度制約了燒結生產, 影響燒結工序除塵灰循環以及除塵器煙囪達標排放。

3、1 灰倉倉體泄漏、打爆

集中灰倉倉體最初設計是由下部鋼結構與上部混凝土澆筑而成, 投用初期, 因兩部分結合處強度不夠, 影響倉體承壓能力。此外, 在輸灰系統中, 倉頂單體除塵器的作用是將各除塵器輸送來的灰氣分離, 讓灰沉降在灰倉內, 而將經過凈化的空氣排入大氣。一旦除塵器工作不正常, 就無法進行正常的氣灰分離, 灰倉也無法正常泄壓, 導致倉體經常出現泄漏、打爆現象, 影響正常輸灰, 嚴重污染周邊環境。

3、2 灰倉懸料、堵料

2#燒結機與 1#燒結機投產初期, 由于燒結工序與煉鐵工序產能不匹配, 經常出現燒結倉滿停機現象。輸灰系統受燒結主機運行不連續影響, 不能正常工作, 除塵灰溫度低, 水分高, 加之機頭除塵灰中 K、Ca、Na 等堿金屬化合物含量高, 容易潮解, 除塵灰流動性變差, 性狀變復雜, 進入集中灰倉后容易懸料、堵料, 輸送過程中經常出現下料不暢、堵管等問題。

3、3 輸灰設備及運行信號故障

集中灰倉倉下輸送倉泵因設計有計量功能, 因此, 倉泵與灰倉落灰管、倉泵與輸灰管之間采用了柔性金屬軟連接器聯接。系統投運初期, 常出現輸灰管堵塞、憋壓等現象, 金屬軟連接頻繁出現穿漏、打爆現象。

輸灰系統自動化程度高, 對閥門開閉、壓力檢測等信號的穩定性和可靠性要求較高。然而實際運行中, 進氣閥、排氣閥、進料閥、出料閥、排堵閥等開閉不到位、穿漏、卡堵等現象時有發生, 成了系統最主要的故障。

3、4 輸灰控制系統參數不合理

實際運行中發現, 倉泵裝料時間設置過長,進灰過多, 導致進料閥關不上, 無法輸灰; 此外,由于輸灰周期設置過長, 輸灰效率較低。

4 改進措施及效果

針對集中灰倉氣力輸灰存在的問題, 我們從2010 年3 月開始, 用了將近一年的時間, 逐步進行了整改。

4、1 灰倉泄漏處理

4、1、1 灰倉倉體改造

針對集中灰倉倉體鋼結構- 混凝土結合部位強度低, 容易泄漏、打爆的問題, 起初采取打掉倉體混凝土預制層, 填補漏點后重新澆筑的方案, 實施后使用半年左右, 倉體泄漏現象減少, 未出現倉體打爆現象。1#燒結投產后, 由于灰量增加, 輸灰時間延長, 灰倉運行負荷也相應提高, 灰倉打爆現象再次出現, 證明重新澆筑后的鋼結構- 混凝土結合部位強度仍然不夠。最終決定, 將兩座灰倉倉體混凝土結構拆除, 全部改為鋼結構。改造實施后, 經過一年多的運行證實, 基本解決了倉體泄漏、打爆的問題。

4、1、2 單體除塵器運行管理優化

倉頂單體除塵器運行不正常影響灰倉泄壓, 主要表現在布袋反吹不正常, 以及布袋脫落堵塞除塵器落灰口。解決這一問題, 主要依靠優化除塵器運行管理, 定期安排單體除塵器檢修, 保證布袋反吹效果等措施。實施后, 單體除塵器運行穩定性明顯提高。

4、1、3 強化輸灰管理

為了減緩輸灰過程中高壓灰氣進入灰倉,對倉體形成沖擊, 制定了灰倉高料位報警后不得進灰, 以及嚴禁三條以上輸灰管同時向同一灰倉進灰的制度, 通過強化操作來解決灰倉打爆、泄漏問題。

4、2 灰倉落灰不暢處理

4、2、1 保持燒結生產連續

通過優化生產組織, 使燒結生產保持相對連續, 提高除塵灰的溫度, 改善除塵灰流動性,確保輸灰暢通。實踐證明, 燒結作業率提高后,除塵灰性狀明顯改善。

4、2、2 改造灰倉落灰管

灰倉到倉泵之間的落灰管, 原設計未充分考慮除塵灰性狀及流動性等因素, 其結構不利于落灰。改造方案圍繞在落灰高度一定的情況下, 盡可能增加落灰管傾角, 使其接近垂直。同時, 在容易堵管位置增設檢修平臺, 方便處理懸料、堵料。

4、3 輸灰設備及運行信號故障處理

4、3、1 閥門、金屬軟連接穿漏處理

分析各閥門、金屬軟連接穿漏, 主要是受物料沖刷引起, 其使用壽命降低的根源仍然是輸灰系統工作不正常。因此, 一方面采取強化備件管理, 確保穿漏的設備能夠及時更換, 以減少其對輸灰系統的影響; 而從長遠考慮, 只有系統地解決輸灰不暢問題, 才能緩解閥門、金屬軟連接等備件使用壽命短的問題。

4、3、2 閥門開閉不到位

系統中進氣閥、排氣閥、進料閥、出料閥、排堵閥等除了因機械卡堵、變形、損壞等原因開閉不到位之外, 最主要的問題就是電磁閥出現故障。經現場比對分析發現, 由于控制系統電磁閥主要都在室外, 現場環境惡劣, 尤其是受灰塵多影響, 電磁閥使用穩定性大幅度降低。針對這種現狀, 采取對現場電磁閥進行隔離保護的措施, 將一部分電磁閥移至操作室內, 另外一部分也在合適位置增加操作箱, 避免灰塵進入。通過以上措施, 各閥門開閉不到位的現象得到有效遏制。

4、4 輸灰程序修正

針對倉泵進灰設置時間過長, 裝灰太多的問題, 首先對灰倉落灰口插板閥的開度進行調整; 同時摸索總結不同工況下除塵灰的性狀, 對系統設置進行了調整, 將裝灰時間由原來的 20 s調整為10 s, 有效解決了倉泵裝料閥、進氣閥、出口閥堵料, 輸灰管堵塞的問題。由于倉泵裝料時間調整, 對輸灰周期也進行了相應調整( 由原設計的 420 s調整為 240 s), 從而提高了輸灰頻率, 使得每個輸灰周期裝灰時間減少、輸送量下降后, 系統輸灰效率不受影響。

5 結 論

1) 灰倉倉體全部改為鋼結構后, 倉體強度提高, 承壓能力增強; 通過定期安排單體除塵器檢修, 減少布袋反吹故障及布袋脫落現象, 提高輸灰系統灰- 氣分離效率, 保證除塵器對灰倉泄壓能力, 同時強化輸灰操作, 有效地解決了倉體泄漏問題。改造完成一年多來, 未發生倉體打爆現象。

2) 隨著燒結生產負荷增加, 日歷作業率逐步提高, 除塵灰性狀得到改善, 輸灰系統運行趨于正常; 灰倉落灰管的改造完成, 使集中灰倉落灰不暢的問題也得到了解決。

3) 將電磁閥轉移安裝到室內或增設操作箱對之進行隔離保護, 減輕了現場惡劣環境對電磁閥的干擾, 大大提高了各閥門的工作穩定性,在一定程度上解決了閥門開閉不到位的問題。

4) 通過縮短倉泵裝灰時間及輸灰周期, 減少每個輸送周期的輸灰量, 同時提高輸灰頻率,解決了系統堵管、工作不正常的問題, 提升了系統運行穩定性, 同時也提高了輸灰效率。

參考文獻

[ 1]   王駿 ，氣力輸送在燒結電除塵輸灰系統中的應用[ J]1 中國重型裝備, 2008, (3): 23- 26

[ 2]   單圣光, 王玉 ，高爐煤氣全干法除塵灰的輸送工藝分析[ J]1 冶金動力, 2010, ( 5) : 35- 37