新鋼6#高爐布袋除塵輸灰系統(tǒng)改造

廖定榮，閆 鵬，吳長平，李青輝，楊金標

1 問題提出

新鋼 6#高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng)自建設(shè)投運以來，各個箱體（共14個）采用單獨加濕輸灰方式，加濕使用后的水經(jīng)沉淀池后進行外排，因除塵灰中含有重金屬，易造成水體污染；同時，加濕后除塵灰在汽車外運過程中易遺漏路面，影響廠區(qū)道路衛(wèi)生,卸灰過程中瓦斯灰揚塵和煤氣嚴重危及到操作人員身心健康，污染環(huán)境。

2 改造方法

2.1 6#高爐布袋除塵現(xiàn)狀

2.1.1 工藝流程

改造前工藝流程見圖1。

圖1 改造前工藝流程

2.1.2 布袋除塵系統(tǒng)平面布置

現(xiàn)在系統(tǒng)布置為雙排布置（東西向）,依次為1#～14#除塵箱體，箱體采用圓形筒狀結(jié)構(gòu)，上部采用正橢圓形封頭，下部采用錐形灰斗。每個箱體內(nèi)徑?4000 mm，H≈16 m，正常使用可以為9～12個，有效貯灰容積約80 m3。每個除塵箱體下部均設(shè)置了中間灰斗，用于短時間貯存高爐灰，其體積～6 m3，直徑?2024×12，高度3.9 m。中間灰斗下方設(shè)加濕機，將灰排入汽車直接運走。

2.2 改造方案

將1#～13#除塵箱體中間灰斗下端加濕機拆除，改為氣力輸送裝置（管道）對接，分兩路氣力輸灰管路進入大灰倉（由14#除塵箱體改造），吸排車通過吸引裝置將大灰倉除塵灰輸出外運。

2.2.1 除塵灰量計算

（1）按理論處理煙氣量、入口濃度、出口濃度計算：

每天除塵灰量：

（2）重量計算

根據(jù)目前新鋼公司同類高爐布袋除塵每月除塵灰量：G2=500 t，則每天除塵灰重：G3=G2/30=17 t

（3）按3天貯灰量為大灰倉最大貯量，大灰倉貯灰量取兩者較大值：

2.2.2 大灰倉設(shè)計

2.2.2.1 設(shè)置集中灰倉

（1）若不設(shè)置集中灰倉，按單排7個除塵器箱體除塵灰直接氣力輸送至吸排車吸灰，存在幾個方面的問題：

（a）吸排車吸灰過程中，對7個除塵器箱體中間灰倉下方球閥操作要求更高，中間灰倉除塵灰低料位時，中間灰倉下方球閥未關(guān)閉或晚操作，容易造成煤氣進入氣力輸送管道，且輸送管道上不能設(shè)置煤氣放散管，導(dǎo)致煤氣隨氣力輸送管道直接進入吸排車，造成吸排車不安全運行。

（b）吸排車輸灰等待時間會更長，等待時間幾乎等于每個除塵器箱體輸灰完畢所需時間之和。

（c）除塵器箱體及中間灰倉不能貯存太多灰，原因是原設(shè)計支撐灰載重量按小于2天貯存時間考慮，為了減少除塵器箱體及中間灰倉貯灰荷載，必須增加吸排車排灰次數(shù)。

（d）除塵灰未經(jīng)過大空間自然冷卻，溫降小，除塵灰溫度偏高，吸排車布袋碳化問題會更嚴重。

（2）設(shè)置集中灰倉，有以下幾個方面的優(yōu)點：

（a）吸排車吸灰過程中，即使中間灰倉除塵灰低料位時，中間灰倉下方球閥未關(guān)閉或晚操作，進入氣力輸送管道的煤氣可以經(jīng)過集中灰倉上的放散管放散，吸排車運行更安全可靠。

（b）各除塵器箱體及中間灰倉除塵灰可以不等待吸排車，直接氣力輸入至集中大灰倉，吸排車再吸大灰倉中除塵灰，縮短了吸排車等待時間及吸灰次數(shù)。

（c）除塵灰經(jīng)過集中大灰倉（大空間）自然冷卻，除塵灰溫度降低，有效降低吸排車布袋碳化問題。

2.2.2.2 未考慮新建大灰倉原因有以下幾個方面

（1）集中大灰倉設(shè)置一般為5.5 m×5.5 m，現(xiàn)場場地實際情況為6#高爐煤氣干法布袋除塵邊界線與其北側(cè)煤氣管線約5 m，且灰倉高度最低為17 m左右，故集中大灰倉不能布置于煤氣管下方，現(xiàn)場場地布置緊張。

（2）即使在6#高爐煤氣干法布袋除塵邊界線與其北側(cè)煤氣管線之間布置下新建大灰倉，煤氣管線離北側(cè)主道路路邊約為9 m，即灰倉吸排車吸引裝置與路邊約9 m的距離，而吸排車長度約12 m，則在吸排車與吸引裝置直線相對接時，吸排車與吸引裝置直線距離約12～17 m（轉(zhuǎn)彎半徑為10 m），故吸排車肯定要占用主道路，對該主道車輛運輸影響大。

（3）新建集中大灰倉，氣力輸送管道加長，初投資及運行成本都會偏高。

2.2.2.3 14#除塵箱體改為大灰倉

6#高爐煤氣干法布袋除塵每個除塵箱體有效容積約80 m3，中間灰倉有效容積約6 m3。根據(jù)實測除塵灰堆積密度約為0.72 t/m3，則大灰倉（高料計報警）3天貯灰量最大為58 t，可滿足。若按理論計算考慮，則剩下的32 t灰量可考慮貯存于其他的13個中間灰倉。大灰倉支撐載荷按滿倉積灰荷載 123 t考慮設(shè)計，而13個中間灰倉貯灰32 t荷載小于原設(shè)計中間灰倉支撐荷載，故大灰倉和13個中間灰倉支撐荷載是完全滿足3天貯灰量90 t要求的。

2.2.3 改造后工藝流程

改造后工藝流程見圖2。

圖2 改造后工藝流程

2.2.4 改造工藝布置

系統(tǒng)布置仍為雙排布置（東西向），依次為1#～13#除塵箱體，保留中間灰斗，灰斗下端加濕機拆除；北側(cè)靠近廠區(qū)道路的14#除塵箱體由除塵設(shè)備廠家改造為大灰倉，氣力輸送外力氣源采用0.3～0.6 MPa氮氣。輸灰管道、彎頭和三通采用內(nèi)壁鍍襯陶瓷管道，以增強管道的耐磨性能，輸灰管道通徑DN150 mm。吸排車通過吸引裝置將大灰倉除塵灰輸出外運。

為保證大灰倉卸灰通暢，在其箱體下錐體設(shè)置倉壁振動器。

為了防止大灰倉在吸排車吸灰過程中，吸入空氣，引起灰倉布袋及吸排車布袋燃燒，設(shè)計壓力為～0.1 MPa氮氣分別進入大灰倉和吸排車吸引裝置。進入大灰倉氮氣設(shè)置氣動球閥，大灰倉倉內(nèi)壓力≤0.05 MPa，閥門開啟；大灰倉倉內(nèi)壓力≥0.1 MPa，閥門關(guān)閉，目的是大灰倉在吸排車吸灰時，始終維持0.05～0.1 MPa，防止空氣進入。

大灰倉設(shè)置高、中、低料位計，用于檢測灰位，并高位及低位進行報警。

2.3 施工

（1）在確保14#除塵箱體17.188 m層、25.478 m層進、出口與煤氣管隔斷密封嚴密前提條件下，完成14#除塵箱體改造大灰倉工作，以確保單個或單排除塵器箱體改造后，可以直接使用氣力輸送輸灰。

（2）14#除塵箱體改造大灰倉后，完成氣力輸送管施工，管道可以施工至放置加濕機4.500 m層平臺處。

（3）在保證除塵器進、出煤氣管上、除塵器錐體下方、中間灰倉閥門密封性完好的前提條件下，可以將1#～13#除塵器箱體以單個或單排方式組織施工（最好是單排），將加濕機拆除后，直接與氣力輸送管道對接。

3 改造效果

2017年6月6#高爐大修期間，布袋除塵輸灰系統(tǒng)開始技術(shù)改造，歷時20天，將原來各個箱體的加濕機拆除，由加濕輸灰改造為氣力輸灰，各箱體的高爐瓦斯灰集中輸送到一個大灰倉，再由吸排車轉(zhuǎn)運出去，大大降低了職工勞動強度，減少輸灰揚塵，減少環(huán)境污染，改善作業(yè)環(huán)境。目前輸灰系統(tǒng)運行穩(wěn)定，安全環(huán)保，改造取得優(yōu)良效果。