金建棟，吳彬，曹炳發(fā)

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧 鞍山 114021）

冶金行業(yè)物料運(yùn)輸中的粉塵逸散對環(huán)境造成嚴(yán)重污染是長期以來難以徹底解決的問題。特別是近年來隨著干法熄焦技術(shù)的推廣應(yīng)用，由于干熄焦溫度較高，含水量低，自身包含大量細(xì)微顆粒，運(yùn)輸中受熱效應(yīng)、物料滑差、皮帶抖動(dòng)等因素影響，粉塵逸散現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，影響了生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境。為此，鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠（以下簡稱“煉鐵總廠”）在對原有除塵系統(tǒng)存在問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對原有除塵工藝進(jìn)行優(yōu)化，解決了焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)過程中揚(yáng)塵外溢、濾袋頻繁破損問題，改善了轉(zhuǎn)運(yùn)站現(xiàn)場環(huán)境，優(yōu)化后的除塵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，并減少了除塵器維護(hù)量。

1 原除塵系統(tǒng)問題分析

煉鐵總廠運(yùn)輸系統(tǒng)各轉(zhuǎn)運(yùn)站安裝兩條皮帶機(jī)（1、2），分別安裝在上層平臺（1）和下層平臺（2）上，各安裝一個(gè)吸塵點(diǎn)。由于長距離運(yùn)輸，集中除塵能耗高，各轉(zhuǎn)運(yùn)站旁均設(shè)置單獨(dú)除塵系統(tǒng)。原設(shè)計(jì)1皮帶機(jī)頭部吸塵點(diǎn)風(fēng)量為7 000 m/h，2皮帶機(jī)尾部吸塵點(diǎn)風(fēng)量為12 000 m/h。該運(yùn)輸系統(tǒng)原設(shè)計(jì)運(yùn)輸水熄焦，采用干熄焦工藝后，原除塵能力明顯不足。

1.1 除塵點(diǎn)問題分析

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，1皮帶機(jī)頭部卸料點(diǎn)揚(yáng)塵較小，所設(shè)風(fēng)量基本滿足生產(chǎn)需求；2皮帶機(jī)尾部受料點(diǎn)揚(yáng)塵較大，無法滿足生產(chǎn)需求。分析主要原因如下：

（1）風(fēng)量分配不合理，2皮帶機(jī)設(shè)計(jì)值偏小。

（2）2皮帶機(jī)尾部下料點(diǎn)前部只設(shè)一處吸塵點(diǎn)，下料點(diǎn)尾部無密封罩。

（3）2皮帶機(jī)原有密封罩前端出料口位置密封不好，存在較大漏風(fēng)；密封罩長度不足，容塵空間小。

1.2 除塵器問題分析

轉(zhuǎn)運(yùn)站在線除塵器設(shè)計(jì)存在較大缺陷。除塵器中箱體下部進(jìn)風(fēng)，但其內(nèi)部未設(shè)置擋風(fēng)板，導(dǎo)致含塵氣流直接沖刷濾袋。焦粉顆粒有很強(qiáng)的磨啄性，生產(chǎn)中濾袋經(jīng)常破損，日常更換量大，頻繁發(fā)生煙囪冒煙環(huán)保事故。

2 采取的措施

2.1 優(yōu)化除塵系統(tǒng)風(fēng)量

（1）提高1皮帶機(jī)機(jī)頭除塵風(fēng)量

考慮后期生產(chǎn)規(guī)模釋放的需求，1皮帶機(jī)機(jī)頭除塵增加約15%的富余風(fēng)量，即風(fēng)量設(shè)為8 000 m/h。

（2）優(yōu)化2皮帶機(jī)機(jī)尾除塵風(fēng)量

2皮帶機(jī)尾部除塵風(fēng)量的確定非常關(guān)鍵，計(jì)算如下：

式中，Q為物料誘導(dǎo)帶入的風(fēng)量，取值6 000 m/h；Q為密閉罩內(nèi)保持一定負(fù)壓而由不嚴(yán)密處吸入的風(fēng)量，m/h。

式中，β為考慮不到的縫隙面積而增加的安全系數(shù)，一般取1.05～1.1，本文取1.05；ΣF為密閉罩開孔處及不嚴(yán)密處縫隙總面積，1.2 m；υ'為通過縫隙或孔口的風(fēng)速，4 m/s。

為了盡量避免皮帶機(jī)尾輪側(cè)揚(yáng)塵，在溜槽兩側(cè)的密閉罩各設(shè)一個(gè)吸塵點(diǎn)，前點(diǎn)風(fēng)量為18 000 m/h，后點(diǎn)為6 000 m/h（物料輸送方向向左，則左側(cè)點(diǎn)為前點(diǎn)）。因此，轉(zhuǎn)運(yùn)站總設(shè)計(jì)風(fēng)量達(dá)32 000 m/h。

2.2 優(yōu)化密封罩

2.2.1 更換密封罩擋簾

首先更換密封罩兩側(cè)密封皮帶，調(diào)整其高度保證與皮帶機(jī)貼合緊密不漏風(fēng)。密封罩出料口擋簾是跑風(fēng)最大部位，生產(chǎn)中一般采用廢舊皮帶，現(xiàn)場制作安裝，廢舊皮帶耐磨性和柔軟度不夠，導(dǎo)致密封擋簾無法與料面貼合，大量空氣被抽入，降低密封罩內(nèi)部負(fù)壓。針對此問題設(shè)計(jì)了新型的端部密封皮簾，見圖1所示。該皮簾采用從里到外三層設(shè)計(jì)，最里層和最外層采用10 mm厚膠皮切成15 mm寬的胡須狀，中間一層采用2 mm厚的軟帆布，三層通過頂部的扁鋼夾緊成整體后，通過螺栓固定在密閉罩端部。優(yōu)化后的密封擋簾既柔軟又密封，極大地減小了粉塵的逸散量和漏風(fēng)面積。

圖1 新型的端部密封皮簾Fig.1 New Type Sealing Curtain at End

2.2.2 增大容塵空間

物料下降產(chǎn)生大量“爆炸式”揚(yáng)塵，因此延長受料點(diǎn)前部密封罩1.5 m，尾部增加密封罩，整體增加下料點(diǎn)的容塵空間。現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，增大容塵空間后有效減少70%的揚(yáng)塵外溢。

2.3 優(yōu)化除塵器

2.3.1 優(yōu)化除塵器參數(shù)

由于焦粉具有很強(qiáng)的磨啄性，為提高除塵器濾袋使用壽命，并滿足超低排放的需要，優(yōu)化了除塵器參數(shù)，見表1。

表1 優(yōu)化后的除塵器參數(shù)Table 1 Parameters for Dust Collector after Optimization

2.3.2 增加擋風(fēng)板

針對原除塵器濾袋頻繁破損原因，在除塵器進(jìn)風(fēng)口新增擋風(fēng)板，擋風(fēng)板安裝示意圖見圖2，避免了含塵氣流直接沖刷濾袋。

圖2 除塵器進(jìn)風(fēng)口擋風(fēng)板安裝示意圖Fig.2 Schematic Diagram for Setting Wind Deflectors at Inlet of Dust Collector

2.3.3 優(yōu)化除塵器中箱體箱板

傳統(tǒng)除塵器中箱體箱板一般采用直板，優(yōu)化設(shè)計(jì)成壓型鋼板，見圖3。

圖3 壓型鋼板結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Structural Sketch for Profiled Steel Sheet

壓型鋼板是經(jīng)過輥壓折彎成各種波型的鋼板，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）強(qiáng)度高，能延長除塵器使用壽命。由于除塵風(fēng)機(jī)抽風(fēng)下承受高負(fù)壓，除塵器箱板必須承受最大壓力5 000 Pa，而壓型鋼板最大耐壓7 000 Pa，強(qiáng)度提升顯著，能延長除塵器使用壽命2年以上。

（2）漏風(fēng)量少，除塵效率高。由于壓型鋼板焊接少，整體密封性好，因此除塵器漏風(fēng)量減少，測得漏風(fēng)率≤1%；除塵效率得到提高，能達(dá)到99%。而且經(jīng)過壓型后的鋼板成波浪形狀，焊縫量少，整體線條弧度整潔美觀。

（3）施工簡便、安裝快捷。壓型鋼板整體一次成型，無需焊接加強(qiáng)筋，制作快，安裝方便。

2.3.4 優(yōu)化除塵器風(fēng)道

傳統(tǒng)除塵器風(fēng)道一般采用直線形斜隔板，優(yōu)化后采用新型階梯形斜隔板，見圖4。

圖4 除塵器風(fēng)道階梯形斜隔板結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Structural Sketch for Step-type Inclined Wind Duct Strake Wall to Dust Collector

此設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）氣流分布合理。為避免管道粉塵沉降現(xiàn)象，滿足除塵器入口風(fēng)速15.96 m/s，濾袋過濾風(fēng)速低于35.4 m/s，采取階梯形斜隔板能很好地起到擋風(fēng)引流作用，使進(jìn)入各個(gè)灰斗和箱體的風(fēng)量保持一致，風(fēng)速相同，從而氣流分布更加均勻。

（2）行走方便，便于清理。階梯形斜隔板有水平和垂直鋼板，類似于樓梯平臺，行走起來非常方便，便于打掃垃圾、積灰等。

（3）強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好。階梯形斜隔板與立柱和箱板焊接在一起，并采用100 mm×8 mm扁鋼加強(qiáng)筋，強(qiáng)度比直線形斜隔板高，更加穩(wěn)定。

2.3.5 優(yōu)化除塵器噴吹裝置

傳統(tǒng)除塵器噴吹裝置氣包脈沖閥采用直線形布置，優(yōu)化后采用錯(cuò)位交叉式布置，見圖5。

圖5 錯(cuò)位交叉式布置示意圖Fig.5 Schematic Diagram for Arrangement by Offset Intersection Method

該布置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）節(jié)省空間，減小占地面積。傳統(tǒng)氣包脈沖閥布置間距為210 mm，采用錯(cuò)位交叉式布置后，脈沖閥間距縮短為190 mm，節(jié)省了占地空間。

（2）氣包合二為一，布置合理，更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保。原上箱體每個(gè)凈氣室需要布置一個(gè)氣包，脈沖閥單列布置在氣包內(nèi)。優(yōu)化后采取左右兩個(gè)凈氣室共同使用一個(gè)氣包，脈沖閥錯(cuò)位交叉布置在氣包內(nèi)，維修保養(yǎng)更加方便，節(jié)省人力、物力，降低維護(hù)成本。

3 運(yùn)行效果

優(yōu)化后的除塵系統(tǒng)在煉鐵總廠的6臺焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)站中使用。對除塵效果進(jìn)行了監(jiān)測，除塵監(jiān)測方案及結(jié)果見表2。由表2看出，優(yōu)化后粉塵指標(biāo)低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，一次性通過第三方環(huán)保綜合檢測。此外，統(tǒng)計(jì)得出除塵器系統(tǒng)粉塵捕集率≥95%，同時(shí)，減少了除塵器的維護(hù)量。

表2 除塵項(xiàng)目監(jiān)測方案及結(jié)果Table 2 Monitoring Program for Dust Collecting Project and Its Results

4 結(jié)語

針對鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)過程中揚(yáng)塵外溢、濾袋頻繁破損的現(xiàn)象，分析了原有除塵系統(tǒng)存在的問題，優(yōu)化了除塵系統(tǒng)風(fēng)量，更換了皮帶機(jī)密封擋簾，增加了容塵空間，優(yōu)化了除塵器參數(shù)，在除塵器進(jìn)風(fēng)口增加擋風(fēng)板，中箱體箱板采用壓型鋼板，除塵器風(fēng)道采用階梯形斜隔板，除塵器噴吹裝置采用錯(cuò)位交叉式布置。除塵系統(tǒng)優(yōu)化后，監(jiān)測粉塵及噪聲分別達(dá)到0.3～1.5 mg/m和65.9～75.7 dB，均低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除塵系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，而且減少了除塵器的維護(hù)量，在同行業(yè)具有推廣價(jià)值。