煉鋼干法除塵設(shè)備優(yōu)化改進(jìn)

王興銳

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司二鋼軋廠(chǎng)，河北 宣化 075100）

河鋼集團(tuán)宣鋼公司（全文簡(jiǎn)稱(chēng)宣鋼）150 t 爐區(qū)干法除塵系統(tǒng)投產(chǎn)于2010 年底，是煉鋼[1]重要的輔助設(shè)備。在當(dāng)前環(huán)保的要求日益嚴(yán)峻，設(shè)備逐漸出現(xiàn)老化問(wèn)題，特對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化改造，更新操作方法，適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，負(fù)能煉鋼最大化。

1 應(yīng)用背景

轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法除塵技術(shù)，有著占地面積小，節(jié)水節(jié)電，能多回收煤氣、除塵效率高等優(yōu)點(diǎn)，電除塵器是整個(gè)干法除塵工藝[2]的核心部分，其平穩(wěn)的運(yùn)行至關(guān)重要。電除塵器進(jìn)口分布板振打?yàn)闄C(jī)械振打，由于機(jī)械設(shè)計(jì)不合理，振打錘對(duì)分布板振打效果不好，造成分布板積灰嚴(yán)重，嚴(yán)重影響電場(chǎng)入口的氣流分布，造成轉(zhuǎn)爐一次除塵煙罩收塵效果差，煤氣回收量降低。電場(chǎng)的陰極振打傳動(dòng)裝置經(jīng)常出現(xiàn)提升傳動(dòng)軸斷裂、陰極振打軸連接銷(xiāo)軸損壞，造成陰極絲得放電困難，導(dǎo)致電場(chǎng)工作效率降低。

蒸發(fā)冷卻器是干法除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)，由于原始設(shè)計(jì)的原因，150 t 荒煤氣管道太長(zhǎng)，從EC 出口到EP 入口的溫降太大，故在冬季不得不將EC 出口的煙氣溫度調(diào)到在330 ℃左右，在兩爐的吹煉間隙，管道的溫降在80～100 ℃左右，廠(chǎng)房出口至41 m 管道因熱脹冷縮變化劇烈，致使管道經(jīng)常破裂，增加了煙氣的氧含量，從而降低了煤氣回收量，并且增加了維修的難度和頻率。

因此，針對(duì)電除塵器及荒煤氣管道進(jìn)行升級(jí)改造，使電場(chǎng)的設(shè)備設(shè)施更加完善，提高了設(shè)備利用率，降低了設(shè)備故障率，提升了轉(zhuǎn)爐煤氣的噸鋼回收量。

2 總體思路和實(shí)施方案

干法除塵系統(tǒng)的工藝流程圖如圖1 所示。

圖1 干法除塵工藝流程圖

2.1 總體思路

通過(guò)綜合考慮設(shè)備的各類(lèi)因素，收集目前系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的合理研究，制定整體方案，逐步予以落實(shí)。

1）對(duì)陰極振打裝置進(jìn)行改造。由凸輪形式改為撥叉形式，降低陰極振打故障率。

2）更改電除塵器分布板振打軸振打錘的連接形式，加固振打砧，增加檢修平臺(tái)。電場(chǎng)入口處增加聲波清灰器，加大電場(chǎng)入口的清灰效果。

3）一次煙氣管道固定支架位置加設(shè)萬(wàn)向鉸鏈補(bǔ)償器和加設(shè)軸向補(bǔ)償器，以解決管道產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力導(dǎo)致的管道破裂。

2.2 實(shí)施方案

2.2.1 電除塵器內(nèi)部陰極振打設(shè)備改造

電除塵器[3]陰極振打由凸輪形式改為撥叉形式，降低陰極振打故障率。在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上把提升傳動(dòng)改為轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)，另增加撥叉?zhèn)鲃?dòng)裝置，使陰極振打軸由90°。旋轉(zhuǎn)改為360°旋轉(zhuǎn)，保證振打軸受力均勻，使振打軸不易損壞。

陰極振打傳動(dòng)裝置為減速機(jī)和傳動(dòng)軸直連，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。軸裝置每個(gè)陰極小框架都對(duì)應(yīng)一個(gè)振打錘。振打錘由原來(lái)的裝配件改為直接用40 mm 鋼板制作的鋼結(jié)構(gòu)件，直柄式改為豆芽型的曲柄式，實(shí)現(xiàn)了振打錘360°旋轉(zhuǎn)振打，勢(shì)能增大、振打速度增加，清灰效果明顯，解決了錘脫落、打偏等現(xiàn)象發(fā)生，減少因連接件損壞造成的振打錘脫落。

重新調(diào)整振打錘的分布改成排間的間斷振打，避免造成粉塵二次飛揚(yáng)，較好解決電除塵器陰極振打的清灰效果差、多故障、檢修維護(hù)困難的缺點(diǎn)。

振打保溫箱采取利舊原則，為適應(yīng)撥叉振打而做相應(yīng)修改并加裝撥叉振打機(jī)構(gòu)及防雨罩，更換下部傳動(dòng)軸，安裝6 套棘輪棘爪傳動(dòng)裝置。

2.2.2 電除塵器內(nèi)部分布板設(shè)備改造

電除塵器分布板振打錘與其軸采用雙抱箍連接，在振打錘抱箍的接口處采用固定環(huán)，對(duì)穿銷(xiāo)更換加強(qiáng)。在振打錘的抱箍接口焊接10 mm 螺紋鋼的固定環(huán)，對(duì)穿銷(xiāo)改為8.8 mm 的強(qiáng)制螺栓。對(duì)振打砧做支架，減少螺栓的受力，增強(qiáng)其強(qiáng)度，延長(zhǎng)其使用壽命。

利用三角形最穩(wěn)定的原理，在每個(gè)振打砧的下方連接振打砧和分布板的位置做斜支撐，材料用12 mm 錳板。在每層分布板之間的中部振打砧下方40 cm 處增加平臺(tái)，用4 cm×4 cm 的角鋼間隔5 cm搭建以分別板長(zhǎng)度為長(zhǎng)，寬50 cm 的平臺(tái)，共計(jì)3個(gè)。目的是防止脫落的振打錘、振打砧直接掉進(jìn)輸灰鏈中，同時(shí)平臺(tái)也可在檢修時(shí)使用，提高檢修安全性。

每個(gè)電場(chǎng)入口增加5 臺(tái)聲波清灰器，以0.5～0.7 MPa 的低壓氮?dú)鉃閯?dòng)力源,通過(guò)內(nèi)部的高強(qiáng)度鈦合金膜片自激振蕩，在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生振動(dòng)，將勢(shì)能轉(zhuǎn)化成聲能，發(fā)出低頻、高能的聲波，放大后傳遞直接作用于物料的分子結(jié)構(gòu)，使其由緊密變疏松，在重力的作用下脫離附著體表面，達(dá)到有效清灰的目的。這樣的改造改善了電場(chǎng)入口的積灰狀況，從而提高了電場(chǎng)的除塵效果和煙氣回收量。

2.2.3 蒸發(fā)冷卻器荒煤氣管道設(shè)備改造

由于荒煤氣[4]管道太長(zhǎng)，從EC 出口到EP 入口的溫降太大，管道因熱脹冷縮變化劇烈產(chǎn)生破裂，系統(tǒng)氧含量增加，煤氣回收量降低。因此對(duì)荒煤氣管道增加波紋補(bǔ)償器，以解除此重大隱患。在1 號(hào)轉(zhuǎn)爐一次煙氣管道[5]主廠(chǎng)房107 軸線(xiàn)固定支架位置附近加設(shè)萬(wàn)向鉸鏈補(bǔ)償器，主廠(chǎng)房111 軸線(xiàn)固定支架位置附近加設(shè)軸向補(bǔ)償器。在2 號(hào)轉(zhuǎn)爐一次煙氣管道主廠(chǎng)房108 軸線(xiàn)固定支架位置附近加設(shè)萬(wàn)向鉸鏈補(bǔ)償器，主廠(chǎng)房111 軸線(xiàn)固定支架位置附近加設(shè)軸向補(bǔ)償器。根據(jù)調(diào)整的屋面支架及補(bǔ)償器布置，并在屋蓋系統(tǒng)屋面一次除塵管道支架改造的基礎(chǔ)上，為確保屋面系統(tǒng)及支架的穩(wěn)定性，采用將新設(shè)3 個(gè)固定支架用桁架貫通。

3 實(shí)施效果

設(shè)備優(yōu)化完成之后，取得了良好的效果，主要從三個(gè)方面說(shuō)明。

3.1 電除塵器陰極振打優(yōu)化效果

改造前的凸輪提升振打穿拉桿容易積灰，導(dǎo)致下部提升桿下落不暢振打力度不夠、清灰困難，檢修更換較為困難；放電極同極排間同時(shí)振打，造成粉塵的二次飛揚(yáng)；陰極振打錘振打時(shí)只提升40°到60°的角度，勢(shì)能較小、振打加速度較小，清灰效果不理想。

改造后，撥叉振打運(yùn)行穩(wěn)定，檢修維護(hù)簡(jiǎn)單易行，實(shí)現(xiàn)放電極不同極排間的間斷振打，避免造成粉塵的二次飛揚(yáng)。實(shí)現(xiàn)了陰極振打錘360°旋轉(zhuǎn)振打，勢(shì)能增大、振打加速度增加，清灰效果明顯，振打捶沒(méi)有出現(xiàn)打偏，振打砧子變形等現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2 分布板系統(tǒng)優(yōu)化效果

經(jīng)過(guò)優(yōu)化改進(jìn)后三個(gè)檢修周期的試運(yùn)行，電除塵器分布板系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。分布板及其振打砧、振打錘恢復(fù)其原有功能，避免了分布板的堵塞，確保了煙氣流量從而使煤氣得以順利回收。檢修進(jìn)入電除塵器檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)振打砧、振打錘沒(méi)有松動(dòng)脫落現(xiàn)象發(fā)生，分布板上沒(méi)有積灰，螺栓穩(wěn)定，搭建的檢修平臺(tái)也沒(méi)有積灰和雜物。即使有脫落的振打砧、振打錘都落在了搭建的檢修平臺(tái)上，沒(méi)有發(fā)生輸灰鏈卡鏈斷鏈?zhǔn)鹿省?/p>

增加的聲波系統(tǒng)與電除塵器機(jī)械振打的協(xié)同優(yōu)化，兩種振打系統(tǒng)配合振打增強(qiáng)了振打力，電除塵器內(nèi)部無(wú)積灰現(xiàn)象存在，除塵效果明顯。兩種振打系統(tǒng)配合振打減少了對(duì)于電除塵器陰陽(yáng)極板的損壞。機(jī)械振打及聲波輔助清灰系統(tǒng)振打設(shè)備配合運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了電除塵器的工作效率最大化，保證了該系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 荒煤氣管道優(yōu)化效果

除塵管道經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，有效的緩解了管道材料因受熱脹冷縮作用導(dǎo)致變形對(duì)管道支撐結(jié)構(gòu)或與主體設(shè)備之間的連接造成的位移破壞。對(duì)主體設(shè)備因振動(dòng)或位移而對(duì)管道連接造成的破壞起到緩沖作用。改進(jìn)后，設(shè)備的運(yùn)行成本及維修費(fèi)用下降，管道磨損穿漏現(xiàn)象未有發(fā)生，荒煤氣管道內(nèi)的氧含量保持穩(wěn)定狀態(tài)，從而提高了轉(zhuǎn)爐煙氣的回收量。

4 結(jié)語(yǔ)

宣鋼150 t 爐區(qū)煉鋼干法除塵系統(tǒng)優(yōu)化改造之后，使用效果良好，運(yùn)行穩(wěn)定。電場(chǎng)除塵器有效的提高煙氣流量，系統(tǒng)氧含量保持穩(wěn)定，煤氣回收量提高。除塵效果良好，減少含煤氣煙氣外排對(duì)環(huán)境的污染。檢修次數(shù)減少，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使安全工作得以更好地保證，減少了安全隱患。