花偉?向迎春

摘 要：中天鋼鐵南通公司燒結(jié)廠330 m2燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)工況參數(shù)與設(shè)計(jì)工況參數(shù)相差較大，主抽在運(yùn)行期間，抽風(fēng)風(fēng)量達(dá)不到理論抽風(fēng)風(fēng)量，并且與脫硫脫硝增壓風(fēng)機(jī)配合運(yùn)行過程中，伴隨有脫硫煙道振動的問題。通過對現(xiàn)場制約燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)風(fēng)量以及引起脫硫煙道振動可能性條件進(jìn)行分析，提出有效解決措施及優(yōu)化方法，穩(wěn)定燒結(jié)生產(chǎn)過程，提高風(fēng)量，發(fā)揮出設(shè)備設(shè)計(jì)能力，減少脫硫煙道振動頻次。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)主抽；煙道振動；燒結(jié)機(jī)

PRODUCTION PRACTICE OF RAISING MAIN EXHAUST AIR VOLUME AND VIBRATION OF DESULFURIZATION FLUE FOR 330 m2 SINTERING AT ZHONGTIAN STEEL CO.， LTD

Hua Wei Xiang Yingchun

（Zhongtian Steel Group （Nantong）Co.，Ltd， Nantong 226100， China）

Abstract：There is a large difference between the working condition parameters and the design working condition parameters of the 330 m2 sintering main exhaust fan in the sintering plant of Zhongtian Iron and Steel Nantong Company. During the operation of the main exhaust fan， the exhaust air volume cannot reach the theoretical exhaust air volume， and in the process of cooperating with the desulfurization and denitration booster fan， there is a problem of desulfurization flue vibration. This paper analyzes the possible conditions that restrict the exhaust air volume of the main sintering exhaust fan and cause the vibration of the desulfurization flue on site， proposes effective solutions and optimization methods， stabilizes the sintering production process， improves the air volume， gives play to the equipment design ability， and reduces the vibration frequency of the desulfurization flue.

Key words：sintering main pumping; flue vibration; sintering machine

0 前 言

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)朝著大型化，集約化，智能化方向發(fā)展，并且對環(huán)境的保護(hù)要求進(jìn)一步提高。燒結(jié)作為目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)中重要環(huán)節(jié)，對廢氣的治理相當(dāng)嚴(yán)格，其大多數(shù)采用從主抽風(fēng)機(jī)將燒結(jié)煙氣引入脫硫脫硝煙道中，經(jīng)脫硫脫硝處理后，排入主煙囪中[1-3]。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)作為燒結(jié)的大心臟，主抽風(fēng)機(jī)的工況決定著燒結(jié)過程以及脫硫脫硝系統(tǒng)是否能穩(wěn)定進(jìn)行[4-6]。

中天鋼鐵330 m2燒結(jié)機(jī)共有21個(gè)風(fēng)箱，采用交叉式雙煙道雙主抽風(fēng)機(jī)并聯(lián)的方式進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，煙氣經(jīng)兩條煙道進(jìn)入主電除塵系統(tǒng)除去固體顆粒物后，再由兩臺主抽風(fēng)機(jī)匯入脫硫煙道中，進(jìn)入脫硫脫硝系統(tǒng)中。目前燒結(jié)單臺主抽風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)抽風(fēng)容量18 000 m3/min，在考慮單機(jī)有用功效率以及并聯(lián)效率均為80%，以及不考慮管損系數(shù)的情況下，兩臺主抽風(fēng)機(jī)的理論抽風(fēng)容量達(dá)138萬 m3/h。而目前燒結(jié)生產(chǎn)正常運(yùn)行情況下，主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量在50 ～ 60萬m3/h，并且受風(fēng)量限制，主抽風(fēng)機(jī)與脫硫脫硝增壓風(fēng)機(jī)配合運(yùn)行期間，伴隨有脫硫煙道振動的情況，極大的制約著燒結(jié)生產(chǎn)進(jìn)行，對燒結(jié)礦產(chǎn)量以及質(zhì)量均有極大的影響。

1 現(xiàn)場條件分析

經(jīng)過長時(shí)間的觀察發(fā)現(xiàn)，在風(fēng)機(jī)頻率逐步提高的過程，風(fēng)機(jī)入口負(fù)壓增大，風(fēng)量變化不明顯。推測在風(fēng)機(jī)頻率逐步提高的過程中，系統(tǒng)抽風(fēng)運(yùn)行阻力增大，導(dǎo)致負(fù)壓增大而風(fēng)量變化不明顯的結(jié)果，并且在風(fēng)機(jī)負(fù)壓逐步增大的過程中，風(fēng)量未達(dá)到主抽風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行工況，導(dǎo)致脫硫煙道產(chǎn)生振動。

1.1 系統(tǒng)運(yùn)行阻力分析

由于在主抽風(fēng)機(jī)赫茲數(shù)逐步增大的過程中，出現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行阻力增大的現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，對料層阻力和管道阻力進(jìn)行實(shí)際分析。

1.1.1 料層阻力

在風(fēng)機(jī)頻率逐步提高的過程中，負(fù)壓逐步增大，導(dǎo)致料層壓縮較為明顯，料層孔隙度降低，料層透氣性下降，料層阻力增大。影響料層透氣性主要有料層厚度，混合料粒度，偏析布料，終點(diǎn)位置以及料面點(diǎn)火強(qiáng)度。

料層厚度：通過長達(dá)數(shù)天的試驗(yàn)，將料層厚度從800 ～ 950 mm進(jìn)行調(diào)整，主要表現(xiàn)為料層降低，風(fēng)量有微小的上升。料層厚度對系統(tǒng)運(yùn)行阻力影響較小，甚至忽略不計(jì)。

混合料粒度：通過對混合料粒度的測定發(fā)現(xiàn)，混合料≥3 mm的平均占比40%以上，混合料制粒效果良好，并不是影響料層透氣性的主要原因。

偏析布料：目前由于九輥布料器漏料原因，無法對其進(jìn)行分析和試驗(yàn)。

終點(diǎn)位置：通過對終點(diǎn)位置不同的控制發(fā)現(xiàn)，終點(diǎn)在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱時(shí)，主抽風(fēng)機(jī)工況較為正常，并且風(fēng)量達(dá)到65萬m3/h左右，脫硫煙道未發(fā)生振動，終點(diǎn)控制在倒數(shù)第一個(gè)風(fēng)箱時(shí)，風(fēng)量下降到低于60萬m3/h左右的風(fēng)量，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長，進(jìn)一步下降至55萬m3/h左右的風(fēng)量，并伴隨脫硫煙道出現(xiàn)振動并逐漸加劇的情況。

燒結(jié)料面點(diǎn)火強(qiáng)度：為降低返礦率，燒結(jié)料面點(diǎn)火強(qiáng)度控制較正常水平稍高，導(dǎo)致料面部分地方出現(xiàn)過熔現(xiàn)象，使得料面透氣性下降，料層阻力增加。

綜上所述，影響料層阻力主要表現(xiàn)在料層壓縮，終點(diǎn)位置以及燒結(jié)料面點(diǎn)火強(qiáng)度。隨著主抽風(fēng)機(jī)赫茲提升，負(fù)壓增大，料層壓縮較為明顯，透氣性下降，系統(tǒng)運(yùn)行阻力增大。終點(diǎn)位置的控制對燒結(jié)機(jī)整體料層的透氣性影響較為明顯，終點(diǎn)位置在倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱為最佳。若控制在最后一個(gè)風(fēng)箱，則會出現(xiàn)主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量下降，導(dǎo)致脫硫煙道出現(xiàn)振動的問題。燒結(jié)料面點(diǎn)火強(qiáng)度控制較高，導(dǎo)致料面過熔，使得料面透氣性下降，料層阻力增大。

1.1.2 管道阻力

關(guān)于管道阻力共觀測了三個(gè)方面：風(fēng)箱阻力，煙道阻力以及主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度。

在調(diào)節(jié)主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度達(dá)到75%以后，再提升主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門，風(fēng)量變化并不明顯?，F(xiàn)場確定風(fēng)門開度基本對應(yīng)數(shù)值顯示，可以確定主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度并與風(fēng)量之間的關(guān)系并不明確，無法作為調(diào)整的對象。

煙道阻力和風(fēng)箱阻力主要是設(shè)計(jì)所決定的，必定存在的一種運(yùn)行阻力。通過對煙道溫度波動的觀測，目前煙道阻力并不是限制主抽風(fēng)機(jī)抽風(fēng)風(fēng)量的可能原因，煙道溫度波動正常。

通過查閱設(shè)計(jì)圖紙發(fā)現(xiàn)，風(fēng)箱的設(shè)計(jì)存在一定的缺陷性。風(fēng)箱間隔板與臺車底部之間的距離為20 mm，風(fēng)箱間隔板的寬度為650 mm，臺車長度為1.5 m，底部安裝3排篦條，導(dǎo)致臺車底部每排篦條寬度為340 mm。當(dāng)臺車在行進(jìn)過程中，會出現(xiàn)某一排篦條被間隔板完全遮擋的情況，使得生產(chǎn)過程中風(fēng)量變化較大，導(dǎo)致主抽風(fēng)機(jī)工況不穩(wěn)定。并且由于間隔板寬度過長，導(dǎo)致風(fēng)箱的通流面積受到限制，降低了實(shí)際有效抽風(fēng)面積。當(dāng)前風(fēng)箱采用交叉支管式雙煙道雙主抽風(fēng)機(jī)的方式進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，即相鄰的風(fēng)箱抽風(fēng)由不同的抽風(fēng)管道和主抽風(fēng)機(jī)完成。臺車底部與風(fēng)箱間隔板之間的距離較小，相鄰的風(fēng)箱之間并沒有直接關(guān)聯(lián)，也就使得兩臺主抽風(fēng)機(jī)工況并沒有直接聯(lián)系。主抽風(fēng)機(jī)克服管道阻力后直接對料層進(jìn)行作用，導(dǎo)致料層壓縮程度較為明顯，料層孔隙度下降，料層透氣性下降，系統(tǒng)運(yùn)行增大，負(fù)壓升高，風(fēng)量減小。

1.2 脫硫煙道振動分析

通過試驗(yàn)以及數(shù)據(jù)觀測，目前脫硫煙道振動分為兩種情況，均為正常生產(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的。第一是大風(fēng)量低負(fù)壓（圖3），但兩臺風(fēng)機(jī)的工況差距較大，風(fēng)量差距在20萬m3/h時(shí)，風(fēng)在進(jìn)入脫硫煙道時(shí)產(chǎn)生對撞，導(dǎo)致某一方“憋風(fēng)”，使脫硫煙道產(chǎn)生振動。第二為小風(fēng)量高負(fù)壓（圖4），通過主抽風(fēng)機(jī)的風(fēng)量滿足不了脫硫脫硝增壓風(fēng)機(jī)開度的要求，導(dǎo)致主抽風(fēng)機(jī)與脫硫增壓風(fēng)機(jī)配合出現(xiàn)偏差，使得脫硫煙道產(chǎn)生振動。

2 改進(jìn)方案

2.1 增加臺車與風(fēng)箱間距

由于當(dāng)前風(fēng)箱采用交叉支管式雙煙道雙主抽風(fēng)機(jī)的方式進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，即相鄰的風(fēng)箱抽風(fēng)由不同的抽風(fēng)管道和主抽風(fēng)機(jī)完成。查閱圖紙后發(fā)現(xiàn)，臺車底部與風(fēng)箱間隔板之間的距離較小，除21號風(fēng)箱外，相鄰的風(fēng)箱之間并沒有直接關(guān)聯(lián)，也就使得兩臺主抽風(fēng)機(jī)工況并沒有直接聯(lián)系。主抽風(fēng)機(jī)克服管道阻力后直接對料層進(jìn)行作用，導(dǎo)致料層壓縮程度較為明顯，料層孔隙度下降，料層透氣性下降，系統(tǒng)運(yùn)行增大，負(fù)壓升高，風(fēng)量減小。建議增加臺車與風(fēng)箱間隔板之間的距離到40 mm，使得相鄰風(fēng)箱間存在一定的氣體擾流，形成相鄰風(fēng)箱間的制約條件，穩(wěn)定兩臺主抽風(fēng)機(jī)的工況，使得兩臺主抽風(fēng)機(jī)工況相近，解決脫硫煙道因?yàn)橹鞒轱L(fēng)機(jī)工況不同導(dǎo)致的振動。并且由于相鄰煙道之間存在擾流，主抽風(fēng)機(jī)做功對料層壓縮的影響下降，保證了料層的透氣性，降低了運(yùn)行阻力，同步降低了負(fù)壓，增大風(fēng)量。同時(shí)，由于臺車與風(fēng)箱隔板的間距增加，使得因?yàn)轱L(fēng)箱間隔板導(dǎo)致的無效抽風(fēng)面積相對降低，同步增加了抽風(fēng)的通流面積。

2.2 減小風(fēng)箱頂部間隔板寬度

通過分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)箱頂部間隔板的寬度

650 mm，而臺車底部結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致篦條與篦條之間的抽風(fēng)寬度為340 mm。臺車在行進(jìn)過程中，風(fēng)箱間隔板會完全遮擋住一排篦條的抽風(fēng)面積，導(dǎo)致風(fēng)量波動較大，并且間隔板的寬度也直接減小了實(shí)際的有效抽風(fēng)面積。通過將間隔板的寬度由650 mm縮減到200 mm，一方面可以防止臺車在行進(jìn)過程，風(fēng)箱間隔板完全遮擋一排篦條的抽風(fēng)面積，穩(wěn)定生產(chǎn)過程中的主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量，便于穩(wěn)定主抽風(fēng)機(jī)工況，防止脫硫煙道發(fā)生抖動。另一方面直接縮減間隔板的寬度，增加了通流面積，預(yù)計(jì)通流面積提高20%左右，使得實(shí)際抽風(fēng)面積增加，風(fēng)量增大。

2.3 安裝打孔棒

由于目前為降低返礦率，提高了點(diǎn)火強(qiáng)度，保證料面得燒結(jié)強(qiáng)度，導(dǎo)致料面部分區(qū)域出現(xiàn)過熔現(xiàn)象，料面透氣性下降，使得主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量下降，不利于燒結(jié)生產(chǎn)的進(jìn)行，在點(diǎn)火爐前安裝料面打孔棒，一方面保證點(diǎn)火強(qiáng)度，降低料面返礦率，另一方面保證料面透氣性，提高主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量，穩(wěn)定燒結(jié)生產(chǎn)過程。

2.4 嚴(yán)格控制終點(diǎn)位置

由于終點(diǎn)位置對料層透氣性影響較大，對主抽風(fēng)機(jī)工況影響較大。嚴(yán)格控制燒結(jié)終點(diǎn)位置，使得料層阻力穩(wěn)定，保證料層透氣性穩(wěn)定，使得燒結(jié)主抽風(fēng)量穩(wěn)定，達(dá)到控制脫硫煙道振動的目的。

2.5 減少人為誤操作

盡可能減少因?yàn)閸徫蝗藛T對設(shè)備誤動造成的停臺事故，從而有效減少混合料水分波動，保證料層透氣性穩(wěn)定，從而穩(wěn)定料層阻力，穩(wěn)定主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量，以此控制脫硫煙道振動。

2.6 優(yōu)化混合料粒級組成

在一次混合機(jī)前進(jìn)行加水，提前消化生石灰，調(diào)整混合機(jī)加水參數(shù)設(shè)定，并在二次混合機(jī)后添加3 ～ 5 mm內(nèi)返礦，優(yōu)化混合料粒級組成，使混合料中大于3 mm占比增加，提高料層透氣性，穩(wěn)定主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量，進(jìn)一步提高燒結(jié)礦質(zhì)量。

3 改進(jìn)效果檢驗(yàn)

設(shè)備改進(jìn)后，并針對新的運(yùn)行條件，重新對工藝操作進(jìn)行了匹配。主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量較為穩(wěn)定，脫硫煙道振動明顯減少，并且工況風(fēng)量由50 ～?60萬m3/h，提高到70～80萬m3/h。工況風(fēng)量提升較為明顯?？傮w工況風(fēng)量提升了20%左右。

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