360 m2燒結(jié)機機頭電除塵器系統(tǒng)升級改造

吳昱顥

（唐鋼國際工程技術(shù)有限公司，河北 唐山 063000）

引言

近年來隨著我國環(huán)保要求的不斷提升，各地區(qū)加緊了對霧霾天氣的治理。各級地方政府相應(yīng)出臺了符合城市發(fā)展要求的環(huán)保響應(yīng)應(yīng)急要求預(yù)案。冶金企業(yè)作為污染排放重工業(yè)企業(yè)也盡最大努力再不斷升級優(yōu)化各工藝單元，其中煉鐵單元中燒結(jié)生產(chǎn)是污染的重點，伴隨國家《工業(yè)爐窯大氣排放標準》（GB 9078—1996）二級標準的頒布與實施，燒結(jié)生產(chǎn)中的粉塵濃度排放，氮氧化物排放必須按照《鋼鐵燒結(jié)、球團工藝大氣污染物排放標準》，《關(guān)于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》嚴格執(zhí)行，符合國家超低排放標準，燒結(jié)機和球團焙燒設(shè)備的排放質(zhì)量濃度不超過10 mg/m3，氮氧化物排放質(zhì)量濃度控制在50 mg/m3以下，這對鋼鐵企業(yè)而言，既是要求也是挑戰(zhàn)。但在實際生產(chǎn)運行過程中，燒結(jié)機機頭煙塵電阻較大，極容易出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，致使除塵器運行效率下降，排放不達標。為了改善生產(chǎn)運行中出現(xiàn)的實際問題，對整個燒結(jié)機除塵工藝展開數(shù)據(jù)調(diào)研及系統(tǒng)優(yōu)化。受目前鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能運行要求影響各工序之間相互制約，燒結(jié)機停運不能滿足高爐生產(chǎn)，而電除塵器改造又必須在燒結(jié)機停運狀態(tài)下進行，因此本次所研究改造項目均在短時間燒結(jié)機停運狀態(tài)下完成，并且將除塵器最終煙塵排放濃度滿足超低排放標準[1-2]。

1 360 m2燒結(jié)機頭電除塵改造前的狀況

360 m2燒結(jié)機其機頭配置了雙室四電場電除塵器，但該設(shè)備在實際生產(chǎn)運行中由于工藝位置區(qū)域狹窄所以致使在操作上電除塵器的進出口風(fēng)管程不對稱設(shè)計，這一布置并不合理，這種F型的電除塵器管道布置，在燒結(jié)機機頭分支煙氣管道上氣流受到的阻力減少，造成大量煙氣伴隨壓力下降而涌入，而遠離燒結(jié)機機頭的另一側(cè)除塵管道在運行中由于氣流影響造成壓力上升，運行中吸入煙氣量達不到運行標準的一半，從而影響了整個電除塵器運行效率致使電除塵后的燒結(jié)機粉塵排放質(zhì)量濃度始終圍繞在50 mg/m3，為了有效改善360 m2燒結(jié)機機頭的電除塵器的運行效果，減低最終排放的粉塵濃度，特意對生產(chǎn)中的改造前燒結(jié)機機頭的排放情況進行了現(xiàn)場數(shù)據(jù)跟蹤及調(diào)研相關(guān)數(shù)據(jù)匯總，如表1所示。

表1 改造前燒結(jié)機機頭相關(guān)參數(shù)

燒結(jié)機頭電除塵器主要設(shè)計參數(shù)見表2。

表2 燒結(jié)機頭電除塵器主要設(shè)計參數(shù)

燒結(jié)機頭電除塵器改造前電場運行電壓、電流參數(shù)檢測數(shù)據(jù)見表3。

表3 燒結(jié)機頭電除塵器改造前電場運行參數(shù)

2 燒結(jié)機頭電除塵改造前運行中出現(xiàn)的主要問題

1）燒結(jié)機電除塵器進出口管道所設(shè)計的分流板嚴重影響了煙塵氣流的流通，并且伴隨壓力的波動造成在生產(chǎn)運行過程中進入燒接機的粉塵氣流分布不均勻，出現(xiàn)了一側(cè)大一側(cè)小的現(xiàn)象。

2）該燒結(jié)機電除塵器本體運行多年，致使內(nèi)部除塵器極板，各線路均有一定的變形和損壞，這也是整體運行效果不良的主要原因之一。

3）電除塵器在使用過程中由于沒有定時進行清灰處理，造成內(nèi)部極板間機會嚴重，灰斗也出現(xiàn)了板結(jié)現(xiàn)象，嚴重影響了電極板的運行效果[3-4]。

3 360 m2燒結(jié)機機頭的電除塵改造措施

針對當(dāng)前360 m2燒結(jié)機電除塵器存在的問題，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過綜合分析認證，為了讓燒結(jié)除塵后排放的粉塵濃度滿足超低排放標準，必須對電除塵器進風(fēng)口管道氣流分布不均勻現(xiàn)象進行徹底改造，消除目前氣流差異問題，達到均勻分配運行效果。特制定兩種改造方案，以供實踐認定

1）對燒結(jié)機第四電場進行改造，采用了旋轉(zhuǎn)電極板的方式，同時對第一至第三電場的極板和線路進行一次全面徹底的檢修維護，保證四個電場均能正常工作使用。

2）對第一至第四電場的極板進行調(diào)整，保證極板間的極線垂直度，清除電除塵器的積灰，在電除塵器中增設(shè)聲波輔助清灰裝置，可以有效的改善電除塵器清灰效果，改變原有的第四電場直流供電為高壓脈沖式供電。

通過現(xiàn)場討論，如果采用第一種改造方案，工程量較大，需要在燒結(jié)機停運30 d以上的檢修過程中才能實現(xiàn)，如果燒結(jié)機停運如此之久，會耽誤高爐生產(chǎn)，所以經(jīng)過反復(fù)現(xiàn)場認證，決定采用第二種改造方案，這一改造方案投資小見效快，同時不致使高爐長時間停運，改造效果良好，各運行參數(shù)應(yīng)能滿足當(dāng)前環(huán)保達標要求[5]。

4 電除塵器主要改造項目

4.1 電除塵器電源部分的改造

采用韓國浦項制鐵集團公司的為燒結(jié)電除塵器配套的高壓脈沖供電及控制系統(tǒng)，更換原360 m2燒結(jié)機電除塵器第三、第四電場的電源機構(gòu)部分，變直流供電為高壓脈沖供電，原電除塵器第一、第二電場電源部分保持原有狀態(tài)不變，根據(jù)后期運轉(zhuǎn)效果在進行下一步調(diào)整。

4.2 電除塵器本體及管道改造項目

4.2.1 電除塵器本體的改造

1）對電除塵器原有頂部的輔助振打系統(tǒng)進行調(diào)整，加重了原有的打錘錘頭重量以提升除塵時的振打效果，讓電除塵器清灰過程中能夠提高振打能力，保證每次系統(tǒng)清灰效果。

2）在電除塵器內(nèi)部增設(shè)了聲波清灰器，其中電除塵器頂部安裝16臺，側(cè)部安裝12臺，灰斗部安裝16臺，共計44臺，并且在安裝過程中相鄰電場間都留有一定間隙，以滿足在清灰過程中的清灰效果[6]。

3）調(diào)整極線的直線度，對破損的線路進行維修更換，保證極板的通電運行效果。

4）調(diào)整陽極板平面度，對目前極板上的附著粉塵及時清理。

5）調(diào)整極板間的運行距離。

6）在第一電場進口端大框架上增設(shè)了預(yù)荷電裝置從而大幅提升了電除塵器的粉塵預(yù)先荷電。

4.2.2 電除塵管道改造項目

拆除目前生產(chǎn)中電除塵器進出口風(fēng)口管道，在管道的進出風(fēng)口設(shè)置分流風(fēng)箱，使得電除塵器進氣流能夠做到均勻分配。

5 改造后的電場供電情況及除塵效果

5.1 改造后的電場供電情況

1）360 m2燒結(jié)機機頭電除塵系統(tǒng)改造升級后，第一電場和第二電場輸出功率呈明顯增大趨勢，供電情況也較以往運行時更為優(yōu)化[7-8]。

2）第三、第四電場更換為高壓脈沖電源后雖然輸出功率減小，但在實際運行過程中除成功率得到了大幅度提升，針對這次改造現(xiàn)場工作人員對投運后的三個月生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)進行了具體監(jiān)測記錄相關(guān)數(shù)據(jù)如表4所示。3）通過電除塵器運行實踐數(shù)據(jù)對比，第三，第四電場采用了高壓脈沖供電模式，較以往采用直流供高壓供電模式每小時可以節(jié)約用電150 kWh，耗電量明顯降低，節(jié)電率可達60%。

表4 360 m2燒結(jié)機機頭改造后除塵器供電生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)

5.2 除塵改造后的數(shù)據(jù)記錄（見表5）

表5 除塵改造后的數(shù)據(jù)追蹤記錄

5.3 改造后的生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)記錄

在生產(chǎn)實踐運行過程中，為了進一步對燒結(jié)機機頭電除塵器各電場所起的作用進行跟蹤記錄，在正常生產(chǎn)運行過程中，對360 m2燒結(jié)機頭電除塵器，分別采用了運行四個電場和運行三個電場的模式進行生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)對比，所記錄的煙氣濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表6所示。

表6 煙氣質(zhì)量濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)mg/m3

通過對大量的生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)進行跟蹤記錄不難發(fā)現(xiàn)，在保證原有電除塵器其他運行方式的前提，通過對電除塵器的第三，第四電場從原有直流供電變更為高壓脈沖供電，得到如下結(jié)論：

1）燒結(jié)機機頭電除塵器第三，第四電場的除塵效果明顯優(yōu)于第一和第二電場的出現(xiàn)效果，說明對于電除塵器而言高壓脈沖供電為首選供電模式。

2）電除塵器第四電場雖然煙氣流量不高，但在停運后煙氣排放濃度會出現(xiàn)超標現(xiàn)象，所以在對第四電場進行停運實驗時，只記錄了短暫的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

6 結(jié)語

360 m2燒結(jié)機頭電除塵器經(jīng)過6 d的停機改造后，伴隨所有改造同時進行了一次全面徹底的檢修維護，最終煙塵排放質(zhì)量濃度由原來的62.18 mg/m3下降到9.42 mg/m3，每小時可節(jié)約用電150 kWh，年節(jié)約電費可達近60萬元。在滿足燒接機運行環(huán)保要求的情況下，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，本次燒結(jié)機機頭電除塵器改造對冶金企業(yè)其他同類型燒結(jié)除塵改造具有指導(dǎo)示范作用，也是冶金企業(yè)燒結(jié)工藝除塵的一次突破性實驗。