某鋼鐵企業(yè)高爐單元非工藝除塵改造工程實(shí)例

　　摘要：介紹了某鋼鐵企業(yè)高爐單元出鐵場、礦槽及上料系統(tǒng)除塵改造的工程實(shí)例。封閉出鐵場并增設(shè)屋頂除塵,控制無組織排放。優(yōu)化設(shè)計(jì)除塵點(diǎn)、除塵罩和管道以改善除塵效果。通過升級原有布袋除塵器,改造原電除塵器為脈沖布袋除塵器,增設(shè)上料及槽上除塵系統(tǒng),完成除塵改造工程。采用氣力輸送方式將各除塵系統(tǒng)灰集中到一個(gè)灰倉后再外運(yùn)處理,減少二次揚(yáng)塵。改造后該單元范圍內(nèi)有組織及無組織排放均達(dá)到國家最新標(biāo)準(zhǔn),為今后相似工程提供了經(jīng)驗(yàn)。

　　隨著環(huán)境壓力的增加，國家和地方制定的各類污染物排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。作為我國大氣污染的排放大戶，鋼鐵行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，其中現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)的煙粉塵排放限值提高至50mg/m3。為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，鋼鐵企業(yè)急需新建或升級除塵系統(tǒng)。然而我國鋼鐵面臨產(chǎn)能過剩的形勢，考慮到新建除塵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)壓力，改造升級成為鋼鐵企業(yè)特別是一些環(huán)保配套設(shè)施不完善或者運(yùn)營效果不理想的企業(yè)的唯一選擇。煉鐵單元作為鋼鐵企業(yè)煙粉塵的重災(zāi)區(qū)，其原料運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)和高爐出鐵場出鐵時(shí)的煙塵控制一直是環(huán)境污染治理的難點(diǎn)。目前對于已投產(chǎn)的除塵系統(tǒng)，一般通過除塵點(diǎn)、除塵管道優(yōu)化或除塵設(shè)備改進(jìn)等多次改造來升級除塵系統(tǒng)，且效果并不理想。

　　本文以某鋼鐵廠兩座高爐配套的礦槽及出鐵場為例，介紹一種以“重密閉、輕風(fēng)量”為原則，通過優(yōu)化除塵點(diǎn)、除塵管道結(jié)合設(shè)備改造完成除塵系統(tǒng)升級改造實(shí)例，為今后高爐單元除塵改造提供了參考。

　　1工程概述

　　某鋼鐵廠有2座660m3的高爐，每座高爐出鐵場設(shè)置有1個(gè)出鐵口及3個(gè)鐵水罐位，對應(yīng)配備1套布袋除塵系統(tǒng);出鐵場廠房為半封閉，出鐵場平臺四周敞開，屋頂設(shè)天窗自然排風(fēng)，由于現(xiàn)有出鐵場除塵系統(tǒng)能力不足，高爐出鐵時(shí)煙氣不能有效控制，特別是外界氣流擾亂的時(shí)候，煙氣污染更加嚴(yán)重。2座高爐共用1個(gè)汽車上料口，運(yùn)送各種塊礦和雜礦，同時(shí)通過皮帶運(yùn)送燒結(jié)礦和焦炭，皮帶輸送及轉(zhuǎn)運(yùn)站各點(diǎn)粉塵污染嚴(yán)重;每座高爐礦槽對應(yīng)配備1套電除塵系

　　統(tǒng)。原有的除塵系統(tǒng)覆蓋面有限，設(shè)備能力不足，有組織排放和無組織排放均超標(biāo)。該鋼廠處于執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的地域，自2015年起高爐出鐵場除塵系統(tǒng)有組織粉塵排放要達(dá)到≤15mg/m3，高爐礦槽、原料除塵系統(tǒng)有組織粉塵排放要達(dá)到≤10mg/m3[2]，依靠原有除塵系統(tǒng)無法滿足。

　　為達(dá)到國家“一五”排放標(biāo)準(zhǔn)，工程以“重密閉、輕風(fēng)量”為設(shè)計(jì)理念，按照最大化利用現(xiàn)有設(shè)備和合理規(guī)劃有限空間為原則，對除塵系統(tǒng)的除塵罩、管道布置和除塵設(shè)備進(jìn)行升級改造，對無組織排放采取封閉半開放式廠房以控制。

　　2改造思路及方法

　　高爐出鐵場為高發(fā)熱、高煙氣污染廠房，將高爐出鐵場、礦槽等廠房進(jìn)行全封閉措施，以滿足對無組織排放的要求。封閉后，強(qiáng)化煙氣捕集措施，使高爐出鐵時(shí)產(chǎn)生的煙氣得到有效控制。設(shè)置屋頂除塵系統(tǒng)，用于捕集逃逸的煙氣。

　　充分發(fā)揮現(xiàn)有4套除塵設(shè)備能力，通過布袋除塵器升級及電除塵器改布袋除塵器，使系統(tǒng)排放滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求;通過綜合措施使總煙氣處理能力由9.2×105m3/h提高到12.4×105m3/h。

　　增設(shè)出鐵場屋頂、爐頂除塵系統(tǒng);槽上卸料車、返焦返礦除塵系統(tǒng);限于場地狹小，選用體積小、重量輕、過濾效率高的濾筒除塵器，引風(fēng)機(jī)加設(shè)減震機(jī)座。濾筒除塵器、引風(fēng)機(jī)安裝在礦槽屋頂上。

　　增設(shè)礦槽上料除塵系統(tǒng)，選用布袋除塵器。除塵器及風(fēng)機(jī)就近地面布置。

　　為減少改造工期，降低改造成本，原有風(fēng)機(jī)利舊，在保留現(xiàn)有除塵器框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對除塵器升級改造。

　　3設(shè)計(jì)方案

　　3.1出鐵場除塵系統(tǒng)

　　重新設(shè)計(jì)高爐出鐵鐵口除塵罩和罐位集塵罩，增設(shè)鐵溝蓋板及鐵溝除塵管道以達(dá)到強(qiáng)化對煙塵點(diǎn)的捕集，核算各煙塵點(diǎn)風(fēng)量，重新設(shè)計(jì)除塵管道及煙囪，支路設(shè)置調(diào)節(jié)閥門。

　　改造現(xiàn)有布袋除塵器上箱體，重新設(shè)計(jì)花板孔分布，改濾袋160mm×6000mm為130mm×6500mm，使過濾面積由現(xiàn)有的4200m2增加到6300m2;為保證出鐵場15mg/m3的排放濃度，采用PE/PE55Scs16濾料，MPS超細(xì)滌綸針刺氈濾料經(jīng)過抗結(jié)露處理;更換噴吹系統(tǒng)及花板，灰斗中加裝導(dǎo)流板以使氣流分布更均勻[5]。由于風(fēng)機(jī)電機(jī)參數(shù)滿足改造后的系統(tǒng)風(fēng)量和阻力要求，予以保留利用。

　　3.2礦槽槽下除塵系統(tǒng)

　　重新設(shè)計(jì)除塵管道和除塵罩，采用耐磨彎頭，各除塵點(diǎn)接管拔起自同樣高度后接入樹狀分布接主管道;增加燒結(jié)礦振動(dòng)篩密閉罩和皮帶導(dǎo)料槽，強(qiáng)化對粉塵的密閉，通過各種措施解決管道積灰和磨損的問題。

　　拆除現(xiàn)有的54m2電除塵器原電氣元件和上部箱體，利用部分箱體和下框架，在同樣軸線下排布花板孔;為保證礦槽10mg/m3的排放濃度，采用PE/PE554Cs16濾料，MPS超細(xì)PE針刺占經(jīng)過易清灰耐磨處理。與其他“電改袋”工程不同的是，本次改造對進(jìn)風(fēng)方式進(jìn)行改造，拆除原有的進(jìn)氣箱和出氣箱，重新加裝外壁板、隔板、進(jìn)風(fēng)道和進(jìn)氣口閥，使含塵氣更均勻進(jìn)入各濾室，平衡各濾室的風(fēng)速和阻力，并能減少直接進(jìn)入的含塵氣對前排濾袋的沖刷。原風(fēng)機(jī)及電機(jī)能夠滿足優(yōu)化后的系統(tǒng)風(fēng)量及阻力。

　　3.3出鐵場屋頂除塵系統(tǒng)

　　高爐爐頂箕斗車翻料區(qū)域采用鋼板封閉，僅留箕斗車翻料通道，接除塵管道，該點(diǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)量為5.0×104m3/h。

　　出鐵場四面封閉，僅留近地面區(qū)域作為進(jìn)風(fēng)面，原屋頂天窗封閉，利用封閉后的結(jié)構(gòu)形成屋頂罩，捕集特殊工況下產(chǎn)生的煙氣，該點(diǎn)設(shè)計(jì)風(fēng)量為105m3/h。

　　考慮到場地及煙塵性質(zhì)，采用過濾面積為2208m2濾筒除塵器，風(fēng)機(jī)電機(jī)設(shè)置減震機(jī)座，安裝于槽上鋼結(jié)構(gòu)平臺。

　　3.4槽上返礦除塵系統(tǒng)和礦槽上料系統(tǒng)

　　槽上卸料小車下料口采用重力擋板，通過移動(dòng)通風(fēng)槽連接卸料小車除塵管道控制卸料時(shí)的揚(yáng)塵，風(fēng)量5.0×104m3/h;槽下返礦大傾角皮帶及返礦倉除塵5.0×104m3/h風(fēng)量并入該系統(tǒng)。

　　同樣受限于場地，采用過濾面積為2904m2濾筒除塵器，就近設(shè)置在槽上鋼結(jié)構(gòu)平臺。

　　對從汽車卸料口至礦槽槽上之間的揚(yáng)塵點(diǎn)設(shè)置單獨(dú)的除塵系統(tǒng)，包括汽車翻料口，各皮帶機(jī)頭機(jī)尾以及各個(gè)落料點(diǎn)，新建1臺3450m2的布袋除塵器，采用PE/PE554Cs16濾料，MPS超細(xì)PE針刺占經(jīng)過易清灰耐磨處理，所有管道彎頭均采用耐磨彎頭。

　　3.5除塵灰處理

　　改造后共有9套除塵系統(tǒng)，為減少多點(diǎn)卸灰?guī)淼亩螕P(yáng)塵，每套系統(tǒng)不再設(shè)置獨(dú)立的儲灰倉或者中間倉，而是通過AV泵氣力輸送將9套除塵器的灰輸送至一大型灰倉內(nèi)，灰倉容積設(shè)計(jì)為3d的存灰量。為減少卸灰時(shí)的揚(yáng)塵，星型卸灰閥采用變頻控制下灰量，自動(dòng)控制加濕機(jī)的進(jìn)水量，使水和灰以合適的比率混合后卸入卡車。

　　4改造效果

　　通過該次環(huán)保改造，由于廠房進(jìn)行了全封閉措施，煙氣及粉塵得到有效控制，消除了無組織排放，出鐵場及礦槽周邊環(huán)境得到極大改善，高爐區(qū)域上方明顯要比其他未改造高爐區(qū)域可視度高。

　　原本為嚴(yán)重?fù)P塵區(qū)域，如高爐爐頂上料口、箕斗車地坑卸料口、汽車卸料區(qū)等明顯改觀;礦槽上料各轉(zhuǎn)運(yùn)落料點(diǎn)揚(yáng)塵均被有效控制;槽下振動(dòng)篩罩與導(dǎo)料槽形成的微負(fù)壓遏制了粉塵的外溢，使礦槽廠房內(nèi)不再是灰塵滾滾，工人作業(yè)崗位環(huán)境得到極大改善。

　　運(yùn)行3個(gè)月后，對布袋除塵器有組織排放進(jìn)行了測量，系統(tǒng)總風(fēng)量均達(dá)到設(shè)計(jì)風(fēng)量，煙囪排放濃度均滿足執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到了除塵改造的目的。

　　由于除塵點(diǎn)風(fēng)量和除塵管道合理優(yōu)化后，原本抽取較大顆粒的除塵點(diǎn)變成抽取灰塵為主，管道風(fēng)速更為均勻，管道積灰和磨損的問題有效改善，除塵灰集中輸送量由原來的每天40～50t下降到每天30～40t，體現(xiàn)了本次改造“重密封，輕風(fēng)量”的思路。

　　5結(jié)語

　　改造后2座高爐除塵系統(tǒng)的總風(fēng)量為1.93×106m3/h，總裝機(jī)容量3015kW，每萬單位風(fēng)量裝機(jī)量為15.6kW，而原首鋼4座高爐出鐵場每萬單位風(fēng)量裝機(jī)量為27kW，相比較國內(nèi)其他系統(tǒng)該參數(shù)較為先進(jìn)。本文介紹的改造思路可為今后高爐單元除塵改造提供參考。