400㎡燒結(jié)機(jī)二系列脫硫系統(tǒng)技術(shù)改造

段利鋼，姜 林

（河鋼股份有限公司邯鋼公司（煉鐵部），河北 邯鄲 056009）

煉鐵部1#400m2燒結(jié)機(jī)二系列脫硫系統(tǒng)于2008年12月31日投運，該系統(tǒng)煙氣脫硫采用半干法循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)（GSCA）。由于脫硫系統(tǒng)存在嚴(yán)重的設(shè)計缺陷，導(dǎo)致該系統(tǒng)一直不能穩(wěn)定運行。為了實現(xiàn)煙氣脫硫系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行，煉鐵部于2013年7月啟動1#400㎡燒結(jié)機(jī)二系列脫硫系統(tǒng)技術(shù)改造項目。項目實施后，脫硫系統(tǒng)實現(xiàn)了長期高效、穩(wěn)定運行，確保了燒結(jié)煙氣的達(dá)標(biāo)排放，降低了工人勞動強(qiáng)度，節(jié)約了人工成本。

1 煙氣脫硫系統(tǒng)存在的問題

由于脫硫系統(tǒng)存在嚴(yán)重的設(shè)計缺陷，自投入使用以來，煉鐵部1#400m2燒結(jié)機(jī)二系列脫硫系統(tǒng)一直不能穩(wěn)定運行。問題主要集中在：

（1）脫硫塔及旋風(fēng)除塵器板結(jié)嚴(yán)重，正常運行時需要每月對脫硫塔清理一次，清理時間一般在5天左右。

（2）漿液制備系統(tǒng)無法正常運行，制漿時必須現(xiàn)場有人操作，勞動強(qiáng)度大，制漿現(xiàn)場環(huán)境惡劣。

（3）物料循環(huán)系統(tǒng)運行不暢，不能形成循環(huán)流化床，不能大量自動返灰。

（4）整個系統(tǒng)自動化程度低，設(shè)備基本上全部為現(xiàn)場手動啟停，運行中需要操作工人員較多。

2 技術(shù)改造措施

2.1 增加輔助返料系統(tǒng)

系統(tǒng)運行過程中，由于不能形成循環(huán)流化床，造成了脫硫塔板結(jié)，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)不能正常運行。為了能夠快速形成循環(huán)流化床，在脫硫灰倉和生石灰底部分別安裝一套氣力輸送系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)第一次建床時，通過氣力輸灰系統(tǒng)直接往脫硫塔內(nèi)輸送脫硫灰和生石灰，輸送到脫硫塔內(nèi)部的部分粒度較大的脫硫灰會被左右旋風(fēng)捕捉收集，當(dāng)左右旋風(fēng)下部料倉料位達(dá)到2m后，啟動左右雙螺旋，從而形成循環(huán)流化床。

2.2 增加灰斗及料倉流化風(fēng)系統(tǒng)

物料循環(huán)是實現(xiàn)循環(huán)流化床脫硫工藝的基礎(chǔ)條件，由于物料循環(huán)不暢，工藝系統(tǒng)的灰斗在放灰時經(jīng)常出現(xiàn)板結(jié)、蓬倉等情況，導(dǎo)致灰斗內(nèi)的脫硫灰不能正常排出。

為了保證物料循環(huán)系統(tǒng)能夠運行順暢，在每個灰斗及生石灰倉、脫硫灰倉倉壁上安裝四塊流化板，增加5臺流化風(fēng)機(jī)，并在每臺流化風(fēng)機(jī)的出口配有電加熱器，從而保證吹入灰斗及料倉內(nèi)的流化風(fēng)溫度達(dá)到85℃以上，從而徹底解決了脫硫灰在灰斗、脫硫灰倉上板結(jié)、蓬倉的問題，保證了脫硫灰在脫硫系統(tǒng)中能夠循環(huán)順暢，從而為脫硫塔能夠形成穩(wěn)定的循環(huán)流化床提供了物料支撐。

2.3 對漿液制備系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)

漿液制備系統(tǒng)由振動給料機(jī)、生石灰旋轉(zhuǎn)給料器、螺旋給料機(jī)、熟化機(jī)、除砂機(jī)等設(shè)備組成。該系統(tǒng)在未改造之前，主要存在以下弊端：

（1）生石灰旋轉(zhuǎn)給料器為定頻率控制，不能根據(jù)需要控制生石灰下料量，只能采取間斷性啟動振動給料機(jī)的方式控制生石灰下料量，造成熟化機(jī)不能穩(wěn)定的制出合格的漿液。

（2）由于熟化機(jī)受料口設(shè)計不合理，經(jīng)常出現(xiàn)落入熟化機(jī)的生石灰在熟化機(jī)受料口處堆積，一般在制漿過程中30min即可把受料口堵死，需要有崗位工定時處理。

（3）熟化機(jī)無制漿溫度顯示，漿液濃度只能由人工憑經(jīng)驗觀察。（4）經(jīng)除砂機(jī)排出的渣子直接落到地面，需要人工定時清理。為了使?jié){液制備系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動制漿，針對以上缺陷，對該系統(tǒng)做出如下改進(jìn)：

（1）把生石灰旋轉(zhuǎn)給料器改為變頻控制，并把變頻信號引到主控工控機(jī)上，通過在工控機(jī)上操作即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制生石灰下料量。

（2）對熟化機(jī)受料口進(jìn)行改造，徹底杜絕了受料口堵死問題，減少了職工勞動強(qiáng)度。

（3）在熟化機(jī)消化段安裝溫度計，通過控制生石灰熟化溫度來控制漿液濃度，從而實現(xiàn)了由經(jīng)驗操作向依靠數(shù)據(jù)操作的跨越。

（4）在除砂機(jī)下渣口安裝皮帶機(jī)，把渣子直接排往脫硫灰?guī)?，降低了勞動?qiáng)度，優(yōu)化了現(xiàn)場環(huán)境。

（5）通過程序控制，利用熟化機(jī)制漿溫度來控制生石灰旋轉(zhuǎn)給料器頻率，從而實現(xiàn)了全自動制漿。

通過以上措施，提高了漿液制備系統(tǒng)的自動化水平，降低了職工勞動強(qiáng)度。所制備漿液濃度穩(wěn)定，事故率大大降低。

2.4 噴漿系統(tǒng)優(yōu)化

在文丘里喉部裝有三套三流體噴槍，三個噴槍呈120°角水平分布。熟化石灰漿液、壓縮空氣和水分別進(jìn)入噴槍，在噴嘴內(nèi)混合噴出。漿液被壓縮空氣霧化，并在喉部高速氣流中進(jìn)一步粉碎和與煙氣良好混合。在運行過程中，噴漿系統(tǒng)主要存在以下幾個問題。

（1）由于漿液中有雜質(zhì)或小顆粒物，導(dǎo)致噴槍噴頭經(jīng)常容易堵死，由于槍頭為整體設(shè)計，槍頭內(nèi)顆粒物及雜質(zhì)很難清理，只能更換噴頭。

（2）在運行過程中，由于漿液壓力可達(dá)0.7MPa以上，漿液將會被倒壓入水管道中，嚴(yán)重時會進(jìn)入就地水箱。由于就地水箱未安裝攪拌器，漿液在就地水箱內(nèi)沉淀，從而堵死整個水管道。

（3）噴槍噴頭磨損嚴(yán)重，經(jīng)磨損后的槍頭霧化效果變差，會導(dǎo)致脫硫效率下降，脫硫塔板結(jié)加劇。

為了解決上述問題，通過長期摸索，最后對噴漿系統(tǒng)及噴槍、槍頭做出了如下改進(jìn)：

（1）在就地漿液泵取漿口安裝Y型過濾器。如果漿液中含有小顆粒料或其它雜質(zhì)，將通過Y型過濾器濾除，減少了槍頭堵死的現(xiàn)象。

（2）把三流體噴槍改為兩流體噴槍。原設(shè)計三流體噴槍使用方法如圖1所示，為了杜絕漿液倒壓到水管道，通過管路改造，采用兩支噴槍噴漿（見圖2）、一支噴槍噴水（見圖3）的方式，使?jié){管、水管徹底分開，杜絕了單獨噴漿時漿液倒流入就地水箱的問題。

圖1 原設(shè)計三流體噴槍

圖2 漿液噴槍

圖3 水噴槍

（3）對噴漿噴頭進(jìn)行改造。原噴頭為整體設(shè)計，不能夠拆卸，如果噴頭內(nèi)進(jìn)入雜物將很難清理。為此，把噴頭改為可拆卸噴頭，當(dāng)噴頭內(nèi)進(jìn)入雜質(zhì)后，只需把噴頭拆開即可清理干凈，從而避免了噴頭內(nèi)堵死更換噴頭情況的出現(xiàn)。另外，由于噴頭磨損主要為端部，當(dāng)噴頭磨損嚴(yán)重時，只需更換噴頭的端部即可，從而使備件費用大大降低。

通過采取以上措施，噴漿系統(tǒng)事故率及勞動強(qiáng)度大大降低，脫硫系統(tǒng)隨機(jī)作業(yè)率大大提高，取得了良好效果。

3 自動控制系統(tǒng)優(yōu)化

技術(shù)改造之前，該系統(tǒng)操作人員為7人/班次，為了減少操作人員，必須提高系統(tǒng)的自動化水平，具體措施如下。

3.1 灰斗放灰自動控制

此次技術(shù)改造把倉泵進(jìn)灰、排灰、進(jìn)氣等氣動閥的操作全部改為電腦控制，并且通過摸索，確定每個氣動閥門的開啟時間，寫入電腦程序，從而實現(xiàn)了放灰的自動控制，在氣力輸灰管道上安裝壓力檢測裝置，生產(chǎn)實踐證明，輸灰時壓力達(dá)到0.1MPa以上時下料順暢。

3.2 漿液制備系統(tǒng)的自動控制

把漿液制備系統(tǒng)的所有啟停信號全部引到主控制室控機(jī)上，并把生石灰旋轉(zhuǎn)給料器改為變頻調(diào)節(jié)，在熟化機(jī)熟化段安裝熱電偶，通過生石灰熟化時的放熱溫度來確定漿液濃度，從而使制漿溫度控制在規(guī)定值。

3.3 增壓風(fēng)機(jī)的自動控制

把增壓風(fēng)機(jī)監(jiān)測信號全部實現(xiàn)電腦顯示，加強(qiáng)了對增壓風(fēng)機(jī)各監(jiān)測值的監(jiān)測。同時把增壓風(fēng)機(jī)液偶轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)實現(xiàn)主控電腦控制，便于液偶的調(diào)節(jié)，降低了職工勞動強(qiáng)度。

3.4 左右旋風(fēng)下部儲灰罐料位的自動控制

由于左右旋風(fēng)對粉塵收集能力以及脫硫塔粉塵進(jìn)入左右旋風(fēng)粉塵濃度的變化，為了保持兩個儲灰罐料位相對穩(wěn)定，編寫專門控制程序，通過自動調(diào)整左右雙螺旋頻率來控制兩儲灰罐料位，保證循環(huán)流化床床層壓降的穩(wěn)定。

3.5 出口SO2濃度的自動控制系統(tǒng)

由于燒結(jié)生產(chǎn)波動的變化，會造成入口煙氣流量、溫度及SO2濃度的變化，為了保證出口SO2濃度達(dá)到規(guī)定值以下，程序通過前饋+反饋的控制方式通過調(diào)整就地漿液泵及就地水泵的頻率及閥門開度來控制噴漿量和噴入的水量，從而達(dá)到出口SO2濃度的穩(wěn)定。

4 結(jié)語

（1）通過增加輔助返料系統(tǒng)、流化風(fēng)系統(tǒng)保證了整個系統(tǒng)物料能夠循環(huán)順暢，從而使脫硫塔能夠形成穩(wěn)定的循環(huán)流化床。

（2）通過優(yōu)化漿液制備系統(tǒng)、噴漿系統(tǒng)，減少三流體噴槍堵死及磨損狀況，保證漿液供給連續(xù)穩(wěn)定。

（3）通過技術(shù)改造和工藝優(yōu)化，系統(tǒng)操作人員大為減少，從改造前的7人/班次降低到目前的2人/班次，并且勞動強(qiáng)度大為降低。

（4）目前脫硫效率能夠達(dá)到90%以上，系統(tǒng)出口SO2濃度能夠降低到100mg/m3以下，且系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行。