首鋼煉鐵廠二高爐出鐵場除塵技術

   1 首鋼2號高爐煙塵污染的現狀 
        2號高爐出鐵場是1979年隨高爐大修同時設計投入運行的,因已連續運行二十余年,設備老化、腐蝕非常嚴重,漏風率高、除塵效率低。而且由于首鋼的高爐均為矮胖型高爐,受風口平臺高度和泥炮及開口機運轉的限制,鐵口及主鐵溝上部不具備密封除塵的條件。只能采用移動式水冷溝蓋蓋在主溝上,控制煙塵外溢。因開、堵鐵口時,需將溝蓋移開,所以,高爐開、堵鐵口時產生的煙塵未全部得到控制,存在二次煙塵污染的問題。
        2 環境治理的標準 
        (1) 排放濃度<30mg/m3;
        (2) 崗位粉塵濃度<10mg/m3;
        (3) 與生產設備同步開機率為100%。
        3 環境治理的技術要求
        (1) 將 出 鐵場除塵與爐頂上料除塵劃分為兩個獨立的除塵系統。
        (2) 重點解決高爐開、堵鐵口時二次煙塵污染的問題。
        (3) 除 塵風機選用雙吸、雙支撐引風機,并采用電機變頻調速。選用低壓脈沖布。
        (4) 除 塵設備的選型要堅持技術先進、質量可靠、運行穩定、除塵效率高、故障率低、降耗的原則。
        (5) 取消主鐵溝水冷溝蓋及吊蓋機,改為移動式頂吸水冷除塵罩。并將頂吸罩與爐頂上料除塵劃入一個系統。
        (6) 將擺動溜槽除塵罩基礎加高,容積加大,減少側面吸塵點,增加頂部吸塵點的風量。
        (7) 將渣鐵分離器除塵罩及渣、鐵溝上部的密封除塵溝蓋加高加寬。并增加渣鐵分離器除塵罩的風量。 
        4 存在的問題和改造的內容及技術特點 
        (1) 除塵設備存在的問題
        改造前除塵器選用的是兩臺DMC-2160型高壓脈沖布袋除塵器,除塵風機選用的是兩臺y4-73-11-N020D型引風機,采用液力偶合器調速,除塵器卸灰設備為回轉下料器和螺旋輸灰機。除塵設備主要存在以下問題。
        ①高壓脈沖布袋除塵器過濾風速快(2m/min),風機高速時布袋上掛的灰清不下來,造成除塵器阻力過高(3000Pa)。使除塵風機風量過小,直接影響除塵效果。
        ②高壓脈沖閥故障率高,維修量大,脈沖風源壓力低(0.4MPa/cm2),且壓縮空氣含水量大,脫水措施不利,也直接影響布袋的清灰效果。
        ③ 除塵風機軸承及葉輪故障率高,壽命短(18個月),維修量大,很難達到與生產設備同步運行的標準。而且風機冷卻用水為直排,耗水量大,運行費用高。
        ④ 液力偶合器為首鋼機械廠產品,已不產,且因調速范圍小、故障率高、維修量大,而很難達到對要求運行穩定、能耗低的標準。
        ⑤ 除塵器卸灰螺旋機密封不嚴,輸灰時漏灰造成二次揚塵,而且故障率高,維修量較大。另外,除塵器卸灰系統未安裝加濕機,向車內卸灰時存在二次揚塵的問題。
        (2) 除塵設備改造的內容及技術特點
        ①將高壓脈沖除塵器改造為低壓脈沖除塵器,并將過濾面積由4320m2擴大到11420m2,過濾風速小于1.2m/min,除塵器壓阻力小于1400Pa。處理風量由52萬m3/h 增加到75萬m3/h 。同時因采用低壓脈沖閥,壓縮空氣的壓力只需0.2MPa/cm2即可滿足布袋清灰的要求。為防止布袋結露,對壓縮空氣采取了儲氣罐脫水和冷凍脫水等措施。
        ②將兩臺除塵風機由y4-73型引風機改造為AL型雙吸入、雙支撐兩臺,一用一備,風機銘牌風量55萬m3/h。風機軸承為滑動軸承,同時新建一臺y4-73型,銘牌風量20萬m3/h,風機軸承為滾動軸承。為保證風機長期穩定運行,對大風機軸承采用了油泵強制潤滑工藝,對小風機軸承采用了水循環冷卻工藝。
        ③為保證設備長期穩定運行,降低故障率,并達到降耗的目標,這次改造淘汰了液力偶合器,采用了電機變頻調速。出鐵時風機調高速,不出鐵時風機調低速。
        ④在除塵器儲灰斗和儲灰罐下部均安裝了插板閥和星形給料機,便于設備檢修和利于控制卸灰量,并用埋刮板輸灰機取代了螺旋輸灰機。同時在儲灰罐下部安裝了雙螺旋加濕機,即降低了設備故障率,又解決了卸灰二次揚塵的問題。
        5 除塵工藝存在的問題和改造的內容及技術特點 
        (1) 除塵工藝存在的問題
        ①高爐出鐵場及爐頂上料塵源點揚塵均由爐前除塵器控制,因除塵風機調速運行,出鐵時,風機調高速容易磨漏爐頂上料除塵管道,出完鐵風機調低速時,又容易造成爐頂上料除塵管道積灰,即增加了設備的維修量,又造成爐頂上料除塵效果不穩定。
        ②主出鐵溝采用移動式水冷溝蓋蓋在主鐵溝上控制出鐵時煙塵污染,但是,當開口機鉆開出鐵口的過程中和泥炮堵鐵口的過程中,因除塵溝蓋必須移開主溝位置,且主溝上方無吸塵管道及吸塵罩,所以出鐵口鉆眼、堵口過程中主鐵溝煙塵未得到有效控制,煙塵直接排人大氣造成二次污染。
        ③鐵口只在一側設置了吸塵點,除塵風量明顯不足,一次煙塵未得到全面控制;渣鐵分離器密封罩容積小,除塵風量也小,除塵效果較差;擺動溜槽除塵罩設置了三個吸塵點,其中兩個側吸點管道積灰嚴重,造成除塵風量不足,除塵效果較差;還有渣、鐵溝密封溝蓋,因為寬度和高度偏小,造成溝蓋既容易燒毀,又影響除塵效果。
        (2) 除塵工藝改造的內容及技術特點
        ①將出鐵場除塵劃分為大小兩個獨立的除塵系統,大系統控制出鐵口、渣鐵分離器、擺動溜槽和渣、鐵溝等塵源點。小系統控制爐頂上料和出鐵場主溝塵源點。
        ②將爐頂上料除塵與出鐵場主鐵溝頂吸罩除塵劃分為一個除塵系統,由新建的一臺小型除塵器對該系統煙塵進行凈化處理,并對爐頂上料皮帶機機頭和換向溜槽工藝密封設施進行了改造和完善,既解決了除塵管道磨漏和積灰的問題,又保證了該系統塵源點
        的除塵效果。
        ③出鐵 口由一側設置吸塵罩改為兩側均設置了吸塵罩,并增加了除塵風量,使一次除塵效果達到90%以上,同時在主鐵溝上方安裝了移動式水冷頂吸除塵罩,取代了原來的移動式水冷溝蓋,既不影響泥炮和開口機的正常操作,又可將二次煙塵通過頂吸除塵設施吸入除塵器,從而解決了開、堵鐵口時鐵口及主鐵溝二次煙塵污染的問題。
        ④將渣 、鐵分離器除塵罩和擺動溜槽除塵罩的容積加大,并增加了除塵風量,同時,將渣、鐵溝上的溝蓋加高、加寬,使整個渣、鐵溝形成了負壓區,有效的控制了出鐵過程中的煙塵污染。同時解決了鐵溝溝蓋被經常燒壞的問題。
        ⑤對 除塵管道的走向進行了調整,盡量減少管網阻力,同時,在管道易積灰的部位設置了沉降室和清灰孔。便于經常清除管道積灰,以保持除塵系統風量的平衡。
        6 治理效果 
        2號高爐出鐵場除塵改造工程于2001年10月開工,2002年5月與高爐同步投人運行,經首鋼環保處檢測站和首綱安全處檢測站測試,除塵器排放濃度和崗位粉塵濃度如下。
        (1) 大系統除塵器排放濃度:28mg/m3。
        (2) 小系統除塵器排放濃度:18mg/m3。
        (3) 經首綱安全處檢測站測試,出鐵場崗位粉塵濃度為3mg/m3。
        7 結語 
        (1) 結合首鋼2號高爐出鐵場煙塵治理的實踐,闡述了高爐出鐵場除塵技術的應用及成功經驗,可供同行參考。
        (2) 高爐出鐵場除塵技術在首鋼應用的實踐說明,出鐵場除塵完全可以通過加強一次煙塵控制,并強化塵源點密封措施,達到控制二次煙塵污染的效果。因減少了控制二次煙塵污染的投資,使出鐵場煙塵治理的投資降低50%左右,既達到了環保治理標準,又取得明顯的經濟效益。
        (3) 在主鐵溝上部安裝移動式水冷頂吸除塵罩是首鋼高爐控制出鐵口及主鐵溝二次煙塵污染的技術創新,即解決了開、堵鐵口時二次煙塵污染的問題,又不影響泥炮、開口機的正常操作和使用。
        (4) 將爐頂上料除塵與出鐵場除塵劃分為兩個除塵系統是合理的除塵工藝,解決了因出鐵場除塵風機調速,造成爐頂上料除塵管道磨漏或積灰而影響除塵效果的問題。
        (5) 出鐵場除塵風機采用電機變頻調速優于液力偶合器調速,即達到了設備運行穩定,故障率低,降耗的目標,又利于與生產設備同步運行。

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