倪晉權(quán)

(馬鋼股份公司第三煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243021)

馬鋼豎爐電除塵器改為布袋除塵器的實(shí)際應(yīng)用

倪晉權(quán)

(馬鋼股份公司第三煉鐵總廠 安徽馬鞍山 243021)

將電除塵器改為布袋除塵器。結(jié)果表明，改進(jìn)后的豎爐布袋除塵器，設(shè)備運(yùn)行基本穩(wěn)定，除塵效果良好，在豎爐爐頂使用布袋除塵器，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)豎爐生產(chǎn)使用布袋除塵器的先河。

電除塵器；布袋除塵器；重力除塵器

馬鋼三鐵總廠球團(tuán)區(qū)域有一座8 m2的豎爐，始建于1998年，已有十多年的歷史，其爐頂?shù)墓に嚦龎m器采用的是60 m2電除塵器，由于年久失修，該電除塵器內(nèi)部的陽(yáng)極板框架腐蝕變形、陽(yáng)極板腐爛嚴(yán)重，經(jīng)常會(huì)造成多個(gè)電場(chǎng)不工作，粉塵排放嚴(yán)重超標(biāo)。由于設(shè)計(jì)時(shí)將該除塵器擺放的位置距離豎爐本體較遠(yuǎn)(約60 m)，且輸送管道嚴(yán)重腐爛，漏氣點(diǎn)很多。若按照豎爐大修計(jì)劃，將該電除塵器徹底修復(fù)好，預(yù)測(cè)資金需要300多萬(wàn)元。因該電除塵器占地面積較大，球團(tuán)鏈窯生產(chǎn)線投產(chǎn)后，該區(qū)域嚴(yán)重阻礙了成品堆場(chǎng)的擴(kuò)建。綜合多方面考慮，決定廢除該電除塵器，采用布袋除塵器的方式來(lái)解決豎爐的工藝除塵問(wèn)題。

1 布袋除塵器的可行性研究與實(shí)施

1.1 豎爐煙氣性質(zhì)分析

根據(jù)馬鋼三鐵總廠豎爐相關(guān)的資料可知，豎爐的有關(guān)參數(shù)如下：

分析得出煙氣性質(zhì)如下：

煙氣的含水體積比：12.05%；2. 煙氣中SO2氣體體積比：0.09%；3. 豎爐排煙管溫度：100℃。

以上為理論計(jì)算值，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)也進(jìn)行了觀測(cè)和了解，主要有以下的情況：

(1)室外溫度約為30 ℃時(shí)，煙囪出口無(wú)白色煙氣，由此說(shuō)明在此工況條件下，煙氣至煙囪出口時(shí)并無(wú)結(jié)露現(xiàn)象。從豎爐到電除塵器出口管道60 m，加上電除塵器的漏風(fēng)，溫降約15 ℃。從而能夠反推出，煙氣的露點(diǎn)溫度小于85 ℃。

表1 豎爐煙氣參數(shù)

(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反映的另一情況，電除塵器排放的煙氣在冬季時(shí)會(huì)有白色水蒸汽排出，從而說(shuō)明，當(dāng)室外溫度低于10 ℃時(shí)，豎爐排煙管的煙氣到達(dá)煙囪排放口里，已經(jīng)在露點(diǎn)溫度以下。主要原因是混入的溫度低冷風(fēng)，管道溫降也較多，至煙囪出口溫度約為75 ℃，從而也能夠反推出，煙氣的露點(diǎn)溫度大于75 ℃。

(3)電除塵器使用了15年，內(nèi)部和排煙管道腐蝕并不十分嚴(yán)重，說(shuō)明正常工況下，煙氣中形成的液態(tài)硫酸、亞硫酸和水蒸汽是很少的，從而也能夠反推出正常情況下煙氣的溫度在露點(diǎn)溫度之上。

(4)在很多類(lèi)似工況的煙氣，采用的都是布袋除塵器，使用時(shí)間都為三年以上，使用效果很好，濾袋使用壽命兩年半以上。如果改造后，將豎爐煙氣采用布袋除塵器凈化處理，除塵器擺放的位置離豎爐排煙口很近，減少管道長(zhǎng)度。再對(duì)設(shè)備和管道進(jìn)行保溫處理，能夠確保除塵器的入口溫度高于85 ℃，從而能夠保證除塵器內(nèi)不出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，長(zhǎng)期正常運(yùn)行。

經(jīng)過(guò)以上一些實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的資料，說(shuō)明將現(xiàn)有的60 m2的電除塵器拆除，采用布袋除塵器的方法是可行的。

1.2 布袋除塵器方案的確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，將60 m2的電除塵器拆除后，可騰出來(lái)約1000 m2的面積存放成品球，可將布袋除塵器放在豎爐爐頂現(xiàn)有的四層平臺(tái)上，這樣既節(jié)省了占地面積，又減少了管道輸送長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)詳細(xì)研究，最終確定了布袋除塵器的相關(guān)參數(shù)如下：

表2 豎爐布袋除塵器參數(shù)

1.3 布袋除塵器方案的實(shí)施

方案確定后，委托除塵器廠家開(kāi)始制作，利用豎爐大修，將電除塵器的拆除和布袋除塵器的安裝同步進(jìn)行，安裝分為三個(gè)步驟：

⑴土建工程：將風(fēng)機(jī)安裝在豎爐的三層平臺(tái)，預(yù)埋好鋼構(gòu)框架基礎(chǔ)，用混凝土打好。將電機(jī)和風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)作為一個(gè)整體，便于風(fēng)機(jī)的的安裝；

⑵除塵器本體安裝：將兩臺(tái)除塵器分別安裝在豎爐四層平臺(tái)的南北兩側(cè)，除塵器的進(jìn)風(fēng)口與豎爐的煙罩出口在同一水平面上，然后將除塵器的出口與風(fēng)機(jī)的進(jìn)口連接好；最后將兩臺(tái)除塵器的放灰管集中到下部的一個(gè)集灰箱即可；

⑶輔助項(xiàng)目施工：包括控制、供電、測(cè)溫等項(xiàng)目與主項(xiàng)目同步進(jìn)行。

⑷調(diào)試：將相關(guān)數(shù)據(jù)引到中控室后，采用集中控制的方式操作。調(diào)試好各相關(guān)參數(shù)。

2 方案的改進(jìn)

2.1 存在的問(wèn)題分析

該布袋除塵器投入使用后，基本上能夠達(dá)到工藝要求，但仍有問(wèn)題存在，影響豎爐的生產(chǎn)，主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：

(1)豎爐到布袋除塵器的管路不足5 m。雖然爐頂煙罩溫度通過(guò)測(cè)量，都不超過(guò)130 ℃，但爐內(nèi)出現(xiàn)崩、塌料狀況或爐況失常時(shí)，高溫氣流夾雜著高溫粉塵立刻進(jìn)入除塵器，特別是高溫粉塵，一般溫度都在200 ℃以上，很容易燒壞布袋；

(2)在線使用的布袋不能滿足生產(chǎn)的需要，該布袋最高耐溫為190 ℃，且不耐酸，上線后又是不到一個(gè)月，大部分布袋即損壞，成本高，對(duì)環(huán)境影響很大；

(3)除塵風(fēng)機(jī)選型不合理，該風(fēng)機(jī)是采用鏈窯成品倉(cāng)電除塵器的風(fēng)機(jī)，風(fēng)量大，全壓低，不是布袋除塵器的配套風(fēng)機(jī)，需要改型。且風(fēng)機(jī)擺放的位置不合理，目前風(fēng)機(jī)是放在豎爐的三層平臺(tái)，因布袋損壞，大量的粉塵通過(guò)葉輪排除，造成葉輪磨損，產(chǎn)生震動(dòng)(高的時(shí)候垂直震動(dòng)達(dá)到50 mm/s)，無(wú)法開(kāi)啟風(fēng)機(jī)。

2.2 改進(jìn)措施

根據(jù)存在的問(wèn)題，需作如下的改進(jìn)：

(1)增設(shè)一臺(tái)重力除塵器：將爐頂煙罩的兩個(gè)支管切斷，自爐頂安裝一趟總管路，該總管沿著布料小車(chē)(東西走向)方向延長(zhǎng)到爐頂平臺(tái)(根據(jù)風(fēng)量的計(jì)算，設(shè)計(jì)總管直徑?1560 mm)，在四層平臺(tái)的北側(cè)，將現(xiàn)有的平臺(tái)擴(kuò)大約20 m2，增加一臺(tái)重力除塵器(尺寸為：6.8 m×2.5 m×4.5 m)，將煙罩的出風(fēng)總管(?1560 mm)與重力除塵器相連，然后通過(guò)支管(根據(jù)風(fēng)量的計(jì)算，支管直徑?1100 mm)再分別進(jìn)入南、北兩個(gè)布袋除塵器，同時(shí)將現(xiàn)有的兩個(gè)兌冷風(fēng)閥安裝在?1560 mm的主管道上。重力除塵器灰斗下方安裝一臺(tái)400×400的電動(dòng)插板閥，然后通過(guò)?325 mm無(wú)縫管落到地面約4.5 m處，安裝一臺(tái)電動(dòng)卸灰閥，除塵灰即可通過(guò)罐車(chē)運(yùn)出。具體方案見(jiàn)下圖(增設(shè)重力除塵器的平面和立面圖)：

(2)將布袋改型。目前使用的布袋，采用的材質(zhì)為PPS，最高耐溫為190 ℃，主要缺點(diǎn)是耐溫低、不耐酸。經(jīng)與專業(yè)廠家人士溝通，因此可采用PPS80%+PTFE20%耐酸耐高溫PTFE覆膜針刺氈，最大耐溫度為220 ℃，使用壽命可達(dá)18個(gè)月以上。

(3)對(duì)風(fēng)機(jī)重新選型。目前在線的風(fēng)機(jī)型號(hào)為：9-26 18D，電機(jī)為250 kW，全壓為2760 Pa，風(fēng)量為18×104m3/h。而實(shí)際在線的布袋除塵器需要的全壓在3700 Pa左右，風(fēng)量要求12×104m3/h-13×104m3/h，由于風(fēng)量、全壓與布袋除塵器不匹配，風(fēng)機(jī)的風(fēng)門(mén)開(kāi)度一般只能開(kāi)50%左右，因全壓低，很容易造成爐頂跑正壓。根據(jù)實(shí)際情況，必須將風(fēng)機(jī)改型為：Y4-73 14D，電機(jī)為：Y355M1-4220 kW，該風(fēng)機(jī)全壓為3760 Pa，風(fēng)量為13×104m3/h，滿足布袋除塵器的使用要求。

2.3 改進(jìn)的方案實(shí)施

重力除塵器可以事先制作，并在生產(chǎn)過(guò)程中即可安裝好。利用豎爐定修，將?1560 mm總管與煙罩接通，兩側(cè)?1100 mm的支管分別與南北兩個(gè)除塵器進(jìn)風(fēng)管接通，并將原來(lái)煙罩的兩個(gè)出口堵住，即可投入生產(chǎn)。

3 實(shí)施的效果

通過(guò)以上的改進(jìn)，實(shí)施后爐頂排出的煙氣首先經(jīng)過(guò)重力除塵器，因管道內(nèi)的煙氣流速為16 m/s，而重力除塵器內(nèi)煙氣的流速為3 m/s，這樣大顆粒的高溫粉塵即落入重力除塵器的灰箱，不會(huì)進(jìn)入布袋除塵器，有效地保護(hù)了布袋。2013年5月16日重力除塵器投入使用以后，豎爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行。通過(guò)5個(gè)月的生產(chǎn)，布袋除塵器運(yùn)行穩(wěn)定，基本上沒(méi)有出現(xiàn)布袋的燒損情況出現(xiàn)，大大延長(zhǎng)了豎爐的檢修周期，使用效果良好，改變了豎爐不能使用布袋除塵器的歷史，在國(guó)內(nèi)獨(dú)樹(shù)一幟，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)豎爐生產(chǎn)使用布袋除塵器的先河。

從投資方面來(lái)看，若對(duì)原電除塵器進(jìn)行大修，需投資約300多萬(wàn)元，而采用布袋除塵器，投資不足200萬(wàn)元，節(jié)省投資費(fèi)用約100多萬(wàn)元。

從環(huán)境治理效果來(lái)看，該布袋除塵器投入使用后，經(jīng)檢測(cè)，煙囪出口的粉塵濃度為50 ug/m3左右，比原先的電除塵器的排放濃度降低約15個(gè)百分點(diǎn)，大大改變了附近區(qū)域的環(huán)境。

從占地面積來(lái)看，原電除塵器占地面積約1000 m2，而改造后的布袋除塵器是放置在豎爐的爐頂，沒(méi)有增加占地面積，且結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低，收到了良好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

布袋除塵器在豎爐生產(chǎn)線的應(yīng)用，代替原先的電除塵器，較好地解決了豎爐粉塵及廢氣排放的問(wèn)題，促進(jìn)了爐頂溫度的有效控制，改善了豎爐的操作環(huán)境，降低了粉塵的排放濃度。通過(guò)集中操作，為減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度創(chuàng)造條件。這不僅對(duì)于同類(lèi)型的設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和適用具有借鑒意義，而且在豎爐的生產(chǎn)中也具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 胡偉鼎.通風(fēng)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011

[2] 張殿印,王純.除塵工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[3] 譚天佑,梁風(fēng)珍.工業(yè)通風(fēng)除塵技術(shù)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1984

Practical Application of Electric Precipitator intoBag House in Masteel Shaft Furnace

NI Jin-quan

To reform electrical precipitator into bag house. The results show that the improvement of shaft furnace bag house operates stablily, and dust removal turns out to be good. In shaft furnace roof with bag house set an unprecedented example in the domestic.

electrical precipitator; bag house; gravity duster

2013-11-04

倪晉權(quán)(1966-)，男，馬鋼股份公司第三煉鐵總廠，工程師。

TF805.3

B

1672-9994(2014)01-0008-03