白云燕

1 概述

太鋼加工廠渣場承擔(dān)著太鋼全部鋼渣的傾倒及處理工作，其中2006年10月建成投產(chǎn)的1號(hào)處理線和2007年12月建成投產(chǎn)的2號(hào)處理線主要處理碳鋼液態(tài)鋼渣。來自太鋼第一、二煉鋼廠的碳鋼液態(tài)渣，在此熱潑后，經(jīng)鏟車裝入燜渣池內(nèi)，加蓋噴水熱燜10 h以上再運(yùn)至處理線處理。處理線最初建設(shè)時(shí)為露天布置，也未設(shè)除塵設(shè)施。當(dāng)渣罐向熱潑場傾倒液態(tài)鋼渣時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量高溫?zé)焿m;鏟車將鋼渣倒入燜渣池時(shí)以及挖掘機(jī)將燜好的鋼渣裝到卡車上時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量伴有水蒸氣的煙塵，對(duì)周圍環(huán)境及居民區(qū)造成嚴(yán)重污染。

國內(nèi)鋼廠，如濟(jì)鋼、鞍鋼、首鋼曹妃甸新區(qū)等大型鋼廠的鋼渣處理車間由于緊挨煉鋼廠不需要熱潑，而是采用吊車直接將鋼渣倒入燜渣池中，因?yàn)殇撛鼫囟群芨?，故產(chǎn)生的煙塵量很少，所以這些鋼廠均沒有設(shè)除塵系統(tǒng)，只是對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了封閉。在國內(nèi)找不到借鑒的情況下，我們自行設(shè)計(jì)了熱潑場的半密閉除塵罩，而熱燜區(qū)域加蓋了廠房，并設(shè)計(jì)了屋頂罩以便收集該區(qū)域的煙塵。工程實(shí)踐證明，熱潑場采用半密閉除塵罩、熱燜區(qū)采用屋頂罩是可行的，徹底解決了碳鋼液態(tài)渣處理線的環(huán)境污染問題。

2 除塵系統(tǒng)的風(fēng)量計(jì)算

1號(hào)處理線共有4個(gè)熱潑場和6個(gè)燜渣池，2號(hào)處理線共有4個(gè)熱潑場和7個(gè)燜渣池，燜渣池及條篩區(qū)域建廠房封閉，廠房寬度為33 m，高度為24.6 m，廠房內(nèi)設(shè)有一臺(tái)25 t的天車用于起吊燜渣池的蓋子和維護(hù)條篩，廠房頂部設(shè)屋頂除塵罩;熱潑場煙塵捕集罩和屋頂罩均按高懸罩設(shè)計(jì)。一條線設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的除塵系統(tǒng)，均按一個(gè)熱潑場和一個(gè)屋頂罩同時(shí)工作考慮，熱潑場除塵罩計(jì)算風(fēng)量為200 000 m3/h，熱燜區(qū)屋頂罩計(jì)算風(fēng)量為150 000 m3/h，總計(jì)算風(fēng)量為350 000 m3/h，最高溫度t=150℃。

2.1 熱潑場除塵罩的設(shè)計(jì)

兩條碳鋼液態(tài)鋼渣處理線各有4個(gè)熱潑場(按一個(gè)工位計(jì)算風(fēng)量)，熱潑場煙塵捕集罩按高懸罩設(shè)計(jì)，熱源氣體溫度按300℃計(jì)算，除塵罩剖面圖見圖1。

熱潑場除塵罩采用厚度為6 mm的鋼板制作，鋼板材質(zhì)為Q235-B，除塵罩加強(qiáng)筋設(shè)置在除塵罩外側(cè)。除塵罩的東側(cè)在12 m～18.2 m之間留有開口以便倒罐車進(jìn)行熱潑，除塵罩的西側(cè)留有16 m×7 m的開口以便鏟車和炮錘等機(jī)械設(shè)備的操作。除塵罩內(nèi)襯140 mm厚的陶瓷纖維氈和80 mm厚的陶瓷纖維模塊，防止輻射熱對(duì)除塵罩結(jié)構(gòu)的影響。除塵罩利用現(xiàn)有熱潑場隔墻進(jìn)行支撐。

2.2 熱潑場除塵罩的風(fēng)量計(jì)算

熱潑場煙塵捕集罩按高懸罩設(shè)計(jì)，以高懸罩的計(jì)算公式為基礎(chǔ)，并進(jìn)行局部的修改和調(diào)整。排風(fēng)量計(jì)算以圖2中的鋼渣為熱源，并假想一個(gè)熱源點(diǎn)作為起始點(diǎn)，鋼渣計(jì)算直徑為4 m，鋼渣到除塵罩入口的距離8 m，熱源氣體溫度按300℃計(jì)算，周圍空氣溫度為30℃，則:假想點(diǎn)源到除塵罩罩口距離:H=h1+h2=8+2×4=16 m。

1)氣流直徑:

熱源面積:

2)罩口氣流速度:

3)除塵罩罩口直徑(取va=0.6 m/s):

除塵罩罩口面積:

氣流斷面積:

4)除塵罩實(shí)際排煙量:

5)罩口氣體平均流速:

6)熱氣流上升角度:

考慮到閥門漏風(fēng)率，熱潑場除塵罩的排風(fēng)量修正為200 000 m3/h。

廠房屋頂罩用同樣的方法計(jì)算，取風(fēng)量為150 000 m3/h，則每個(gè)除塵系統(tǒng)的風(fēng)量為350 000 m3/h。太鋼發(fā)電廠4號(hào)、5號(hào)鍋爐的電除塵器由于鍋爐改用高爐煤氣做燃料而閑置，為了節(jié)省工程費(fèi)用，本工程將其拆遷至渣場使用。

3 燜渣池排蒸汽管道的設(shè)計(jì)

由于燜渣池及條篩區(qū)域進(jìn)行了封閉，故將燜渣時(shí)產(chǎn)生的蒸汽全部引到室外排放十分關(guān)鍵，尤其是冬季，如果廠房內(nèi)彌漫著蒸汽會(huì)影響到工人的操作視線，而堿性蒸汽也會(huì)嚴(yán)重腐蝕廠房的鋼結(jié)構(gòu)。將每個(gè)燜渣池產(chǎn)生的蒸汽通過管道連接到φ=750的排汽煙囪上，埋地管道采用304不銹鋼，地溝內(nèi)的管道和煙囪采用普通鋼管，煙囪底部設(shè)304不銹鋼集液盤，可將殘余液體排至回水通廊。

4 治理效果

含塵氣體經(jīng)電除塵器凈化后由φ=3 200，H=33 m鋼煙囪排至大氣，除塵器收集下來的粉塵直接由罐車?yán)\(yùn)到豎爐作為煉鐵的原料。除塵器入口濃度2 g/nm3，凈化效率98%，經(jīng)治理后排放濃度為40 mg/nm3，符合GB 9078-1996工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。污染物排放總量將每年減少2 470 t。

本工程實(shí)施后大大改善了碳鋼液態(tài)渣處理線的現(xiàn)場環(huán)境，該區(qū)域面貌煥然一新，滿足了太鋼清潔、文明生產(chǎn)的要求，同時(shí)也為國內(nèi)相同工藝的碳鋼渣處理線的環(huán)境治理提供了新思路、新方法。

[1]中國冶金建設(shè)協(xié)會(huì).鋼鐵企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1996.

[2]王永忠，宋七棣.電爐煉鋼除塵[M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2003.

[3]朱佩璋.塑燒板除塵器在冶金軋制工序中的應(yīng)用實(shí)例[J］.山西建筑，2010，36(24):190-191.