萊鋼H型鋼生產(chǎn)線精軋機除塵系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

和 華

（山鋼股份萊蕪分公司 型鋼廠，山東 萊蕪271104）

1 前言

萊鋼型鋼廠大H型鋼生產(chǎn)線沒有同步安裝軋機除塵設(shè)施。在生產(chǎn)過程中，精軋機組產(chǎn)生大量粉塵及棕紅色煙霧，不但嚴重污染了工作環(huán)境，而且對生產(chǎn)設(shè)備的可靠運行造成嚴重影響，導(dǎo)致電氣自動化故障頻發(fā)，制約了生產(chǎn)的順行。為此，型鋼廠決定自行設(shè)計安裝1套軋機除塵系統(tǒng)。經(jīng)過多個方案論證，最終與某環(huán)保公司共同開發(fā)設(shè)計了專用軋機生產(chǎn)線的氣動洗氣除塵凈化系統(tǒng)。該除塵系統(tǒng)自2013年5月運行以來，粉塵濃度由55 mg/m3下降到6 mg/m3，現(xiàn)場環(huán)境得到明顯改善。

2 除塵方案的工藝設(shè)計

2.1 方案設(shè)計原則

1）由于是在原軋機基礎(chǔ)上增設(shè)除塵設(shè)施，因此應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際空間進行布置，不得影響正常生產(chǎn)、工藝切換及設(shè)備檢修，不得影響現(xiàn)有設(shè)備的正常運行。2）所有設(shè)計必須依據(jù)國家和行業(yè)環(huán)保標準進行，充分考慮改善崗位人員的勞動衛(wèi)生條件，保證設(shè)施投入后滿足國家和行業(yè)環(huán)保標準。3）除塵系統(tǒng)所采用工藝技術(shù)必須是經(jīng)實踐檢驗的切實可行的先進技術(shù)，必須確保建成后操作方便、維修率低、運行可靠、使用壽命長。4）設(shè)計要合理、先進，要具有運行平穩(wěn)、低阻、低能耗、占地面積小等特點。5）盡量減少工程實施階段給熱線生產(chǎn)的影響，方案力求科學(xué)、經(jīng)濟、可行。

2.2 除塵系統(tǒng)工藝流程

根據(jù)軋機實際的工藝生產(chǎn)特點，捕集罩設(shè)計為4個獨立罩，分別安置在軋機進出口和3臺軋機之間位置，不妨礙工作側(cè)牌坊分離快速換輥、E軋機整機架移動、機前機后可升降推床的操作。為保證不影響更換軋輥和設(shè)備檢修，每個捕集罩都不與軋機連接，而是裝置在通風(fēng)主管道上，主管道既能通風(fēng)又起支撐作用，上面是具有多項功能的檢修通道。所捕集的煙塵吸入氣動洗氣除塵凈化器凈化后進入脫水、除污器，再通過風(fēng)機、排風(fēng)管達標排放（廠房外）。工藝流程為：吸塵罩→管道→洗氣除塵器→脫水器→引風(fēng)機→煙囪。

2.3 除塵系統(tǒng)主要組成部分及指標保證值

除塵系統(tǒng)可分為6個系統(tǒng)：風(fēng)機系統(tǒng)、煙塵捕集及管道系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、操作系統(tǒng)。

指標保證值：除塵器出口粉塵排放濃度達到20 mg/m3以下；崗位粉塵濃度達到6 mg/m3以下；正常條件下設(shè)備使用壽命10 a以上。

3 除塵系統(tǒng)主要參數(shù)及布置

3.1 風(fēng)機系統(tǒng)

主要工藝參數(shù)：風(fēng)量175 000 m3/h，系統(tǒng)阻損1 600 Pa（工況溫度60℃）。風(fēng)機Y4-73，電機Y400-6。

安裝位置。充分利用現(xiàn)場水泵站內(nèi)空地，將風(fēng)機電機、軸承座、風(fēng)機全部安裝泵站內(nèi)，既降低了現(xiàn)場噪聲，又保證了電機的運行環(huán)境。出風(fēng)管穿出房頂，折彎跨過參觀通廊，直通廠房。由于出風(fēng)管截面為1 000 mm×3 000 mm，而廠房為網(wǎng)架式結(jié)構(gòu)，為了不破壞廠房網(wǎng)架，將出風(fēng)管在網(wǎng)架下方改變直徑，由8根管徑為700 mm的橡膠管與之連接分散穿出廠房，從而解決了排風(fēng)管出廠房的難題。

3.2 捕集罩及管路系統(tǒng)

捕集罩設(shè)計成可拆移動式半密閉罩，每個罩設(shè)置1個調(diào)節(jié)蝶閥，供匹配風(fēng)量調(diào)節(jié)。捕集罩設(shè)置在軋線正上方，分為4個獨立罩體，分別安置在軋機進出口和3臺軋機之間，不妨礙工作側(cè)牌坊移動、快速換輥、中間軋機整機架移動、機前機后可升降輥道的操作；軋機進出口捕集罩為長方型弧頂式容積罩，罩口面積為3 000 mm×4 800 mm，采用不銹鋼框架，覆蓋鍍鋅彩鋼板，周邊為高度800 mm可折卷式垂簾；罩口距軋線輥道上標高約1 200 mm；3臺軋機之間捕集罩為喇叭口式容積罩，采用不銹鋼板制作，適應(yīng)現(xiàn)場狹窄環(huán)境和氣流流動規(guī)律，提高捕集效率；捕集罩與通風(fēng)管道采用可拆卸斜法蘭連接。

管道系統(tǒng)。在軋機電機側(cè)（牌坊固定側(cè)）安裝一段與軋線平行的U型主通風(fēng)管。U型通風(fēng)管既提高了管道的強度，滿足支撐捕集罩強度需要，又減輕了黏性粉塵在管道內(nèi)的沉積。利用現(xiàn)有軋機和檢修平臺兩端的支架改造為U型通風(fēng)管道的支撐，通風(fēng)管采用插嵌入方式穩(wěn)定在支架上方，該通風(fēng)管同時支撐4組捕集罩，捕集罩分別吊掛在通風(fēng)管上。U型通風(fēng)管上面鋪設(shè)成檢修人行通道，方便對設(shè)備及頂部電器檢修，必要時還可利用行車對捕集罩和通風(fēng)管進行吊裝，操作方便、快捷。

為防止管道內(nèi)出現(xiàn)粉塵過量沉積，將整條管線設(shè)置為前（西）高后（東）低2%落差，同時為了便于清理沉積在U型管底部和內(nèi)壁上的黏性粉塵，在管道的適當(dāng)位置預(yù)留人孔，以便人工清理。

3.3 除塵器系統(tǒng)

氣動洗氣除塵技術(shù)是利用空氣動力學(xué)原理，通過風(fēng)力動能使除塵液在氣動洗氣裝置中高速旋轉(zhuǎn)，含塵煙氣上升時要通過高度在300～500 mm高速旋轉(zhuǎn)的液層，被高能旋切氣流托住并切碎，形成氣動乳化氣液層，層內(nèi)有大量的細微氣泡和細粒液滴，氣液間發(fā)生強傳質(zhì)，由于氣液有較長的接觸時間，氣液間傳質(zhì)充分，凈化效率高達99%以上，遠高于普通的濕法除塵器。除塵器系統(tǒng)由6個單體除塵器組成，每個處理風(fēng)量為29 000 m3/h，循環(huán)水量180 m3/h（90%水量循環(huán)使用，每小時補充20 m3）。

3.4 電氣控制系統(tǒng)

風(fēng)機電機采用變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機電機功率為355 kW，節(jié)約電耗，同時也減少了風(fēng)機、電機以及電控系統(tǒng)故障率，降低了維修費用。變頻控制與軋制道次連鎖，實現(xiàn)操控室遠程控制。水泵電機功率15 kW，1備1用，與軋制道次連鎖，現(xiàn)場具備操作控制條件。高壓柜、變頻柜就近放置在現(xiàn)場電氣室。

3.5 給排水系統(tǒng)

除塵器洗滌水和風(fēng)機軸承座冷卻水采用濁環(huán)水（由現(xiàn)有的濁環(huán)水系統(tǒng)提供），洗滌后的污水排入就近的軋線地溝內(nèi)，進入現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)，不再設(shè)置污水處理裝置。每小時補充20 m3濁環(huán)水。

3.6 操作系統(tǒng)

風(fēng)機現(xiàn)場配有操作箱，從面板操作按鈕可實現(xiàn)啟動，另外從電氣室也可實現(xiàn)啟動。

4 結(jié)語

除塵設(shè)施投入運行后，崗位粉塵濃度、煙氣排放等各項指標都達到了國家標準，精軋機上方東側(cè)粉塵濃度由55 mg/m3降低到6 mg/m3，西側(cè)粉塵濃度由44.5 mg/m3降低到5 mg/m3，電氣自動化故障率降低，現(xiàn)場環(huán)境得到改善，經(jīng)濟和環(huán)境效益顯著。