寶鋼反吹布袋除塵器適應(yīng)新國(guó)標(biāo)改造思路

芮 晶

（中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司，上海 200940）

1 概述

隨著人民生活水平日益提高，對(duì)環(huán)境、空氣的質(zhì)量要求也日漸嚴(yán)苛。近年來(lái)集中暴露的PM2.5超標(biāo)問(wèn)題把原本處于工輔專(zhuān)業(yè)、不甚受重視的除塵器推到了臺(tái)前。排放濃度是否達(dá)標(biāo)，已經(jīng)漸漸成為一個(gè)項(xiàng)目是否獲批乃至一個(gè)工廠能否維持日常生產(chǎn)的重要參考指標(biāo)。

《煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB28663-2012等一系列標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新國(guó)標(biāo)”）在2012年10月頒布實(shí)施，該系列新國(guó)標(biāo)的頒布對(duì)鋼鐵廠現(xiàn)有環(huán)境除塵系統(tǒng)及新建除塵系統(tǒng)提出了全新的要求；而環(huán)境保護(hù)部2013年第14號(hào)公告（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公告”）的頒布，更是要求上海等47個(gè)地級(jí)及以上城市執(zhí)行大氣污染物特別排放限值，公告在時(shí)間上的限定對(duì)環(huán)境除塵系統(tǒng)改造達(dá)標(biāo)又提出了更嚴(yán)苛的要求。

環(huán)境除塵系統(tǒng)能否改造、如何改造、改造后能否滿(mǎn)足新國(guó)標(biāo)、改造工期能否響應(yīng)環(huán)保部公告是一個(gè)全新的、富有挑戰(zhàn)的課題。目前寶鋼現(xiàn)有除塵系統(tǒng)大部分為風(fēng)機(jī)反吹型布袋除塵器，設(shè)備老化嚴(yán)重，場(chǎng)地?cái)U(kuò)建條件有限，受工藝生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)行影響，除塵器在線(xiàn)改造難度極大。筆者嘗試梳理出若干條針對(duì)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)反吹型布袋除塵器就地改造，使其排放濃度滿(mǎn)足新國(guó)標(biāo)的方案，拋磚引玉，為隨之而來(lái)的大規(guī)模改造項(xiàng)目提供些淺薄的思路。

2 現(xiàn)狀分析

2.1 新舊國(guó)標(biāo)對(duì)比

新國(guó)標(biāo)較之《煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13456-1992等一系列現(xiàn)行國(guó)標(biāo)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“舊國(guó)標(biāo)”）對(duì)顆粒物排放濃度要求均有大幅提升。以煉鐵區(qū)域的原料環(huán)境除塵系統(tǒng)為例，舊國(guó)標(biāo)的排放濃度限值為50 mg/m3，新國(guó)標(biāo)中提升為25 mg/m3，公告聲明地區(qū)嚴(yán)達(dá)10 mg/m3，寶鋼內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)雖然一直是20 mg/m3，但是由于地處公告所屬地區(qū)，因此依然不滿(mǎn)足新國(guó)標(biāo)要求。

比較新舊國(guó)標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)，煉鐵、煉鋼、焦化、燒結(jié)等單元均存在類(lèi)似的問(wèn)題?？梢哉f(shuō)，環(huán)境除塵系統(tǒng)排放濃度適應(yīng)新國(guó)標(biāo)對(duì)寶鋼而言是一個(gè)全廠性的重大課題。

2.2 風(fēng)機(jī)反吹布袋除塵器工作原理及數(shù)據(jù)收集

風(fēng)機(jī)反吹型布袋除塵器工作原理為：含塵氣體通過(guò)氣流分布裝置，均勻進(jìn)入過(guò)濾室中，彌散于濾袋間隙間而被濾袋阻留，凈化氣流由主風(fēng)機(jī)排出。反吹清灰氣源引自?xún)艋蟮那鍧崥饬?，以風(fēng)機(jī)為動(dòng)力源，反吹收集滿(mǎn)灰塵的濾袋，濾袋清下的灰塵進(jìn)入灰斗，通過(guò)刮板機(jī)、斗提機(jī)運(yùn)出。

根據(jù)寶鋼現(xiàn)場(chǎng)收集資料，目前寶鋼所用風(fēng)機(jī)反吹型布袋除塵器均為負(fù)壓系統(tǒng)，濾料多為?292×10 m的729滌綸材質(zhì)，過(guò)濾風(fēng)速為1～1.2 m/min，濾袋中心間距～500 mm。

2.3 風(fēng)機(jī)反吹布袋除塵器結(jié)構(gòu)弊端

就控制排放濃度而言，目前該種除塵器在結(jié)構(gòu)上有如下弊端：

（1）由于反吹接管與濾袋采用卡箍來(lái)密封，對(duì)排放難控制，長(zhǎng)期運(yùn)行后此處容易密封性能差而引起排放超標(biāo)。

（2）濾袋采用鋼絲圈固定，長(zhǎng)期運(yùn)行后濾袋部分容易破損，產(chǎn)生排放超標(biāo)。

以煉鐵區(qū)域原料為例，舊國(guó)標(biāo)規(guī)定的顆粒物排放濃度為50 mg/m3，寶鋼內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)為20 mg/m3，因此目前狀態(tài)下即便有個(gè)別濾袋破損不至于引起整個(gè)系統(tǒng)的排放濃度超標(biāo)，而在新國(guó)標(biāo)中，顆粒物排放濃度為10 mg/m3，一旦出現(xiàn)濾袋破損，就可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的排放超標(biāo)。

因此，風(fēng)機(jī)反吹型布袋除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了此類(lèi)設(shè)備即便設(shè)計(jì)排放濃度為10 mg/m3，也無(wú)法確保其長(zhǎng)期運(yùn)行后依然可以控制排放濃度。

2.4 設(shè)備改造場(chǎng)地限制

寶鋼股份自1978年至2013年，30年來(lái)不斷建設(shè)發(fā)展，歷經(jīng)一二期、三期工程，目前沒(méi)有擴(kuò)容規(guī)劃，總圖用地基本沒(méi)有剩余。且由于建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、工程交叉，雖然有歷版《寶鋼股份有限公司工廠設(shè)計(jì)統(tǒng)一技術(shù)規(guī)定》作為綱領(lǐng)，但是依然存在新增設(shè)備插空占地的現(xiàn)象。在這個(gè)背景下，舊有的環(huán)境除塵系統(tǒng)往往被周?chē)黝?lèi)設(shè)備、管線(xiàn)圍繞，加之地下管線(xiàn)錯(cuò)綜復(fù)雜，道路規(guī)劃縱橫交織，異地?cái)U(kuò)容或原地?cái)U(kuò)容的可能性非常低。這就要求對(duì)除塵系統(tǒng)的改造必須限定在現(xiàn)有設(shè)備區(qū)的范圍內(nèi)，改造除塵器的投影面積不得大于現(xiàn)有除塵器。

2.5 設(shè)備改造工期限制

根據(jù)環(huán)保部公告，2015年1月1日起現(xiàn)有除塵系統(tǒng)將執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)，而期間為了配合工藝生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，除塵設(shè)備的改造只能利用有限的工藝定修時(shí)間或穿插在某個(gè)項(xiàng)目中，比如3高爐原地大修、燒結(jié)直送系統(tǒng)整合改造等。需在如此短的時(shí)間內(nèi)完成眾多除塵系統(tǒng)的改造，工期非常緊張。

3 改造思路

綜合以上各項(xiàng)分析，對(duì)于現(xiàn)有風(fēng)機(jī)反吹布袋除塵器的改造思路主要原則：

（1）改變除塵器反吹方式，解決反吹風(fēng)型除塵器的結(jié)構(gòu)弊端；

（2）增大過(guò)濾面積，降低過(guò)濾風(fēng)速；

（3）除塵器設(shè)備占地不變，減少總圖影響；

（4）除塵器灰斗、框架等結(jié)構(gòu)件修復(fù)性利舊，減少工程量；

（5）刮板機(jī)、斗提機(jī)等附屬設(shè)備修復(fù)性利舊，節(jié)省投資；

（6）加強(qiáng)自動(dòng)化程度，優(yōu)化日常維護(hù)操作。

3.1 除塵器本體改造

3.1.1 反吹形式

鑒于反吹型除塵器的結(jié)構(gòu)弊端，優(yōu)先考慮用低壓脈沖布袋除塵器取代之。低壓脈沖除塵器的濾袋袋口采用彈性漲圈密封，密封性能更好，能避免袋口漏風(fēng)引起的排放超標(biāo)。

3.1.2 過(guò)濾風(fēng)速

根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)過(guò)濾風(fēng)速控制在0.8～0.9 m/min左右時(shí)，可以大大緩解濾袋磨損，延長(zhǎng)濾袋使用壽命的同時(shí)避免濾袋磨破而引起排放超標(biāo)。同時(shí)，如過(guò)濾風(fēng)速過(guò)高，使得粉塵無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)聚集，而直接透過(guò)布袋排放。因此需要將過(guò)濾風(fēng)速控制在能使小顆粒粉塵聚集在一起形成大顆粒，進(jìn)而讓布袋阻截為佳。

③規(guī)范操作:在采血工作中,護(hù)理人員應(yīng)具有嫻熟的專(zhuān)業(yè)技能和豐富的工作經(jīng)驗(yàn),規(guī)范進(jìn)行采血操作,避免出現(xiàn)疏漏和差錯(cuò)。護(hù)理人員需要定期接受培訓(xùn),不斷提高其專(zhuān)業(yè)技能水平。加強(qiáng)對(duì)采血器械和設(shè)備的檢查,并做好日常的維護(hù)工作,確保其性能良好。在采血的過(guò)程中,檢查穿刺部位皮膚、血管狀況和肢體活動(dòng)度。系止血帶,并叮囑獻(xiàn)血者握拳,對(duì)穿刺部位皮膚進(jìn)行消毒,緩慢穿刺進(jìn)針,并固定針頭。護(hù)理人員應(yīng)主動(dòng)問(wèn)詢(xún)獻(xiàn)血者的感受,如存在明顯不適癥狀,則需要停止采血。完成采血后,指導(dǎo)獻(xiàn)血者壓迫止血方法。

在總圖占地不變的前提下，要增大過(guò)濾面積則必須加長(zhǎng)濾袋，這對(duì)于目前已用10 m濾袋的反吹型除塵器而言依然十分困難。

因此，依然考慮用低壓脈沖布袋除塵器取代現(xiàn)有的設(shè)備。低壓脈沖布袋除塵器多使用?130或?160的濾袋，若將單位面積內(nèi)?292×10 m的濾袋換成?160×7.5 m的濾袋，其過(guò)濾面積可增加～14%，可以實(shí)現(xiàn)在占地不擴(kuò)大的前提下改造除塵器本體，同時(shí)降低過(guò)濾風(fēng)速。

3.1.3 過(guò)濾材質(zhì)

目前寶鋼廠內(nèi)大多數(shù)濾料均采用克重500 g/m2的滌綸針刺氈，為加強(qiáng)凈化效果，捕集粒徑較小的粉塵，可考慮選用克重不低于550 g/m2的材料，預(yù)算允許的情況下，可選用加厚覆膜濾料。

3.1.4 修復(fù)性利舊

風(fēng)機(jī)反吹型除塵器多為灰斗部分進(jìn)風(fēng)，除塵器頂部出風(fēng)，改造成低壓脈沖除塵器后，應(yīng)充分考慮進(jìn)出風(fēng)的形式不同，修復(fù)性利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)構(gòu)件和設(shè)施，節(jié)省投資和工期。

可考慮利舊的結(jié)構(gòu)件有：除塵器框架、灰斗本體、中箱體本體。利舊時(shí)需要特別注意以下3點(diǎn)：

（1）由于除塵器過(guò)濾面積增加，設(shè)備重量也會(huì)有所增加，因此除塵器框架能否利舊需要事先進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度鑒定檢測(cè)，如有需要，則在現(xiàn)有框架柱和斜撐上采取加固措施，加固措施有：斜撐角鋼對(duì)焊、節(jié)點(diǎn)角鋼翼緣增加加強(qiáng)筋等。

（3）對(duì)于現(xiàn)有雙列除塵器，原則上框架柱和分室都優(yōu)先考慮利舊，如此可有助于實(shí)現(xiàn)除塵器在線(xiàn)改造，減少對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行的影響。

在總圖占地不變、除塵器框架立柱修復(fù)性利舊的前提下，刮板機(jī)、斗提機(jī)等輸灰設(shè)施的基礎(chǔ)亦能利舊，這也為上述設(shè)備的修復(fù)性利舊創(chuàng)造了良好的條件。

3.1.5 漏袋檢測(cè)

為保持排放濃度恒定達(dá)標(biāo)，避免因個(gè)別濾袋磨損而引起排放超標(biāo)，可考慮為除塵系統(tǒng)配置漏袋檢測(cè)裝置，自動(dòng)化程度較高的常用設(shè)備有激光潛入裝置、壓力檢漏裝置等。但此類(lèi)裝置初投資較高，需要綜合預(yù)算統(tǒng)一考慮。

3.2 日常操作

對(duì)除塵系統(tǒng)的改造除了設(shè)備本體的改造，改變?nèi)粘＞S護(hù)操作習(xí)慣也是系統(tǒng)性改造的一個(gè)重要因素。性能優(yōu)良的設(shè)備需要細(xì)心地使用維護(hù)才能發(fā)揮其最佳功效，面對(duì)新國(guó)標(biāo)更是如此。

低壓脈沖除塵器的反吹頻率不宜過(guò)高，反吹壓力也不宜過(guò)高（0.15～0.3 MPa為宜），過(guò)高的反吹頻率和壓力會(huì)破壞附著在濾袋表面的粉塵濾層，使微小顆粒的粉塵直接穿透濾袋進(jìn)入潔凈室進(jìn)而排放。

除塵器巡檢尤其是漏袋檢測(cè)需要加強(qiáng)，除了上文中提到的自動(dòng)漏袋檢測(cè)裝置外，熒光粉檢漏也是一個(gè)行之有效且成本低廉的方式。需要注意的是，為防止誤檢測(cè)或熒光粉穿透布袋，檢漏專(zhuān)用熒光粉的粒徑需要控制在1～10 μm之間，以2～6 μm為宜。

4 結(jié)束語(yǔ)

新國(guó)標(biāo)頒布對(duì)許多鋼廠尤其寶鋼而言，在環(huán)保方面提出了更新更嚴(yán)的要求。在傳統(tǒng)大氣反吹布袋除塵器不能適應(yīng)新國(guó)標(biāo)的情況下，使用低壓脈沖布袋除塵器是優(yōu)先考慮的改造選擇。

對(duì)除塵器的改造并非簡(jiǎn)單的拆除更新，需考慮排放濃度、投資、總圖占地、工期等諸多因素。降低過(guò)濾風(fēng)速、升級(jí)濾料材質(zhì)、優(yōu)化箱體結(jié)構(gòu)、對(duì)現(xiàn)有設(shè)備有針對(duì)性地修復(fù)性利舊，以及改善日常維護(hù)習(xí)慣都是為適應(yīng)新國(guó)標(biāo)所作系列改造的思路。根據(jù)改造思路逐條比對(duì)，再結(jié)合現(xiàn)有除塵器的個(gè)案情況為之度身定制行之有效、標(biāo)本兼治的改造方案，對(duì)寶鋼現(xiàn)有環(huán)境除塵系統(tǒng)改造效率的提高將有所裨益，對(duì)其他鋼廠應(yīng)對(duì)類(lèi)似問(wèn)題將有一定的借鑒意義。

[1]GB28663-2012，煉鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]GB28664-2012，煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]GB28665-2012，軋鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S.]

[4]JBT8532-2008，脈沖噴吹類(lèi)袋式除塵器[S].

[5]JB-T8534-2010，內(nèi)濾分室反吹類(lèi)帶式除塵器[S].

[6]梅瑛，李瑞琴.長(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵器的應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2006（1）:140-142.