7 米焦?fàn)t裝煤除塵系統(tǒng)的改進(jìn)與優(yōu)化
周曉鋒 梁波 張?jiān)蕱| 張奇峰 高薇
本文介紹了鞍鋼煉焦總廠7m 焦?fàn)t配套的裝煤除塵技術(shù)，及裝煤除塵在生產(chǎn)運(yùn)行中存在的一些問題和缺陷。通過設(shè)備改造、參數(shù)調(diào)整以及其他技術(shù)改進(jìn)措施，對(duì)缺陷進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，大幅提升了焦?fàn)t裝煤除塵設(shè)施的除塵效果，減少了外排的含塵量。
1 概述
焦?fàn)t裝煤時(shí)，煤與炭化室赤熱的爐壁進(jìn)行接觸，會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，由于煙塵中含有多種污染物，主要是總懸浮顆粒物(TSP )、苯可溶物(BSO)和苯并芘(BaP)等。焦?fàn)t煙塵逸出后在大氣溫度和壓力下迅速冷凝并附著在懸浮微粒表面，隨著呼吸微粒進(jìn)入人體內(nèi)并沉積于肺部。研究表明，煉焦煙塵中BSO 和BaP 是強(qiáng)致癌物質(zhì)，長期持續(xù)地吸入含致癌物的微粒能引發(fā)腫瘤。某些研究報(bào)告指出，焦?fàn)t操作的工人患呼吸系統(tǒng)癌癥的危險(xiǎn)性比其他鋼鐵工人高,就焦化而言，煉焦工人肺癌的發(fā)病率極高。
2 炭化室裝煤煙塵的特點(diǎn)
裝煤過程中，焦煤從爐頂裝煤孔或機(jī)側(cè)爐門裝入炭化室，焦煤突遇高溫產(chǎn)生大量的荒煤氣和煙氣，炭化室內(nèi)壓力突增，噴出大量的煙塵，它們來自以下兩個(gè)方面：
1)進(jìn)入炭化室的焦煤置換出大量的空氣，被置換的空氣受到壓力變化影響會(huì)攜帶出大量的煤塵和煙塵，因裝煤開始時(shí)空氣中的氧氣和入爐的焦煤燃燒生成炭黑而形成黑煙。
2)濕焦煤和高溫爐墻接觸升溫產(chǎn)生大量的水汽和荒煤氣，它們同時(shí)揚(yáng)起細(xì)煤粉。炭化室裝煤時(shí)間都是短暫的，裝煤期間產(chǎn)塵特點(diǎn)是煙塵外逸強(qiáng)烈，污染物排放的持續(xù)時(shí)間僅為整個(gè)煉焦周期的0.8%左右，但排放的污染物占煉焦車間總量的35%左右。
3 焦?fàn)t裝煤除塵技術(shù)
裝煤除塵采用裝煤車螺旋給料、順序裝煤配合高壓氨水噴灑裝置以及采用低壓脈沖袋式除塵器的除塵地面站除塵，減少了裝煤孔逸出的煙塵，實(shí)現(xiàn)了無煙裝煤操作。裝煤除塵地面站采用干法除塵地面站工藝，除塵效率高，系統(tǒng)全部采用PLC 自動(dòng)化控制，操作簡單。電氣與自動(dòng)化系統(tǒng)完全滿足除塵系統(tǒng)的要求，使整個(gè)除塵系統(tǒng)在安全可靠和全部自動(dòng)化的條件下運(yùn)行。
3.1 裝煤除塵方式
采用高壓氨水無煙裝煤以及采用低壓脈沖袋式除塵器地面站除塵方式，此法能大幅提高灰塵捕集率,提高除塵效果。
3.2 裝煤除塵工藝
裝煤車行至待裝煤的炭化室定位后，開啟焦?fàn)t上升管高壓氨水系統(tǒng)，并將裝煤孔蓋打開，落下放煤孔和內(nèi)套筒，使車載排煙管道和煙氣轉(zhuǎn)換閥聯(lián)通。開始裝煤后，煤車將電訊號(hào)發(fā)送至裝煤除塵地面站，系統(tǒng)通過液力偶合器控制通風(fēng)機(jī)由低速向高速運(yùn)行。裝煤過程中通過外套筒吸收煙氣，經(jīng)煙氣轉(zhuǎn)換閥進(jìn)入裝煤除塵火花捕集器，進(jìn)行大顆粒粉塵捕集及滅火，然后經(jīng)過預(yù)噴涂的脈沖袋式除塵器凈化后，在排風(fēng)機(jī)的輔助下從煙囪排出。除塵系統(tǒng)收集粉塵并將其臨時(shí)貯存在粉料倉加濕，而后定期安排車輛向外運(yùn)輸。此工藝中，其低壓脈沖袋式除塵器作用尤其重要。
3.2.1 低壓脈沖袋式除塵器原理
袋式除塵器是利用多孔的袋狀過濾元件從含塵氣體中捕集粉塵的一種除塵設(shè)備，原理見圖1。主要由過濾裝置和清灰裝置兩大部分組成。前者的作用是捕集粉塵，后者則用以不斷清除濾袋上的積塵，保持除塵器的處理能力。通常還設(shè)有控制裝置，使除塵器按一定程序清灰。另外還有輸灰裝置等。含塵氣體通過濾料時(shí)，粉塵阻留在濾料上，形成“一次粉塵層”，或進(jìn)入針刺濾料孔隙內(nèi)部，當(dāng)濾料表面積附的粉塵層厚到一定程度時(shí)，便須以某種裝置對(duì)濾料進(jìn)行清灰，以保證濾袋持續(xù)工作所需的透氣性。袋式除塵器的工作正是在這種不斷濾塵而又不斷清灰的交替過程中進(jìn)行的。
3.2.2 清灰
除塵器上箱體內(nèi)，在每排濾袋的上方都裝有一根噴吹管，管上有噴嘴正對(duì)每條濾袋中心。各噴吹管經(jīng)由脈沖閥與氣包相連。當(dāng)控制儀開啟脈沖閥時(shí)，氣包內(nèi)的壓縮空氣便在0.1-0.2s 的瞬間由噴吹孔射向?yàn)V袋內(nèi)，同時(shí)誘導(dǎo)部分空氣一并進(jìn)入濾袋內(nèi)。在此氣流作用下濾袋受到急劇的沖擊而做加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生鼓脹變形，從而清除積于濾袋表面的灰塵。當(dāng)一排濾袋清灰后，間隔一定時(shí)間對(duì)下一排濾袋進(jìn)行清灰，依次逐排循環(huán)進(jìn)行。落入灰斗的灰塵由卸灰閥排出。PLC 控制儀對(duì)除塵器的清灰實(shí)行程序控制，采用定壓差或定時(shí)控制。
3.2.3 過濾
長袋低壓脈沖袋式除塵器主要由上箱體、中箱體、灰斗、噴吹裝置等部分組成。上箱體為凈氣室,噴吹裝置也安裝在上箱體中。中箱體為塵氣室，內(nèi)裝有濾袋，在上箱體和中箱體之間有花板分隔。濾袋下部封閉,上部開口，外濾式。為了防止濾袋在工作過程中收縮，在濾袋內(nèi)裝有袋籠。含塵氣體由中箱體下部進(jìn)入，先經(jīng)過緩沖區(qū)，然后由外向內(nèi)透過濾袋。粉塵被阻留在袋外，干凈氣體在濾袋內(nèi)向上流動(dòng)，并經(jīng)由袋口到達(dá)上箱體，再由排氣口排出。
4 裝煤除塵生產(chǎn)過程中存在的問題
1)裝煤除塵灰倉著火。
由于除塵器抽過來的介質(zhì)中含有超細(xì)煤粉、火星等,容易在除塵器灰倉內(nèi)燃燒，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞除塵器,造成停產(chǎn)。這就需要崗位人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)灰倉內(nèi)的溫度變化，防止達(dá)到煤粉的燃點(diǎn)，但是在設(shè)計(jì)上，除塵器灰倉內(nèi)沒有溫度監(jiān)測(cè)。
2)除塵器阻力過高或過低。這是由于清灰壓力不足;灰塵堵塞風(fēng)道進(jìn)出口；濾袋破損造成的。
3)除塵器外運(yùn)排灰時(shí)揚(yáng)塵大。這是操作方式不正確。
4)離線閥關(guān)不嚴(yán)。
5)裝煤過程中停電造成煙塵外溢。
5 焦?fàn)t裝煤除塵整改措施
5.1 加強(qiáng)裝煤除塵系統(tǒng)的防火性能
1)在每個(gè)灰倉最容易積灰處(格式閥上方)，增加溫度探測(cè)器,并接線至裝煤除塵控制室。
2)在控制室內(nèi)接溫度報(bào)警器，并將報(bào)警值設(shè)置為35℃。
3)當(dāng)報(bào)警時(shí)，崗位人員要及時(shí)查看原因。
4)調(diào)節(jié)裝煤除塵器的風(fēng)量，避免因吸力過大而吸入火星，導(dǎo)致著火。
5)把裝煤除塵反吹動(dòng)力改成氮?dú)?，防止空氣進(jìn)入布袋,造成燃燒的可能。
6)崗位人員每班進(jìn)行檢查，避免灰倉積灰。
7)裝煤除塵倉蓋上部安裝消防栓，便于特殊情況下使用。
5.2 加強(qiáng)除塵器預(yù)噴涂裝置操作
1)除塵系統(tǒng)的預(yù)噴涂裝置，用焦粉噴涂在除塵器布袋上，阻斷煙塵中焦油和布袋直接接觸，防止除塵器布袋因粘上焦油而影響除塵效果。
2)每爐裝煤時(shí)噴涂一次，保證各倉反吹壓力0.35-0.5MPa。
3)焦?fàn)t定修期間對(duì)預(yù)噴涂裝置的管道進(jìn)行檢查，避免管道堵塞。
5.3 加強(qiáng)布袋除塵器操作以及改造優(yōu)化
1)布袋除塵器側(cè)壁振動(dòng)器加裝固定裝置，避免日常振動(dòng)時(shí)出現(xiàn)掉下的情況。
2)除塵器刮板鑲磚,便于下灰通暢。
3)格式閥葉片增加緩沖裝置。
4)離線閥的砣桿連接由原來的硬連接，改為軟連接，避免關(guān)不嚴(yán)的情況出現(xiàn)。
5)離線閥的砣桿上安裝指示桿，避免出現(xiàn)砣掉了發(fā)現(xiàn)不了的情況。
5.4 加強(qiáng)布袋除塵器日常維護(hù)
1)除塵系統(tǒng)應(yīng)建立嚴(yán)格的檢查及檢修制度，每次換班時(shí)及值班過程中，應(yīng)經(jīng)常注意觀察各設(shè)備是否處于正常狀態(tài)。若風(fēng)機(jī)存在高、低速運(yùn)行,則應(yīng)特別注意關(guān)注風(fēng)機(jī)高速時(shí)的除塵器運(yùn)行阻力。
2)由于各設(shè)備及零部件受使用壽命的限制，應(yīng)經(jīng)常對(duì)各易損件進(jìn)行檢修或更換，除塵器濾袋一般1-3 年應(yīng)更換一次，電磁脈沖閥膜片6-12 個(gè)月應(yīng)更換一次。
3)安全規(guī)程：:風(fēng)機(jī)長時(shí)間停開時(shí)，打開系統(tǒng)管道上的混風(fēng)閥，確保煙氣及CO 等氣體的放散，即保證了生產(chǎn)正常進(jìn)行，又保證安全。除塵器卸灰必須按時(shí)進(jìn)行，不允許長期積灰以免板結(jié)，增加除塵器載荷。
5.5 裝煤過程中停電造成煙塵外溢的控制措施
通過對(duì)照7m 焦?fàn)t裝煤車液壓系統(tǒng)圖，發(fā)現(xiàn)可以在提導(dǎo)套液壓管路回路中接一個(gè)泄壓閥及相應(yīng)管路(見圖2)，遇到大停電時(shí)，將泄壓閥(4 個(gè))打開，總閥(2 個(gè))關(guān)閉，將液壓油導(dǎo)入到事先準(zhǔn)備好的儲(chǔ)油桶內(nèi)，4 個(gè)導(dǎo)套就會(huì)在配重的作用下自動(dòng)提起來。然后將假爐蓋推到裝煤孔上。此方法有以下優(yōu)點(diǎn)：操作環(huán)境好(操作時(shí),在液壓站內(nèi)即可完成)；過程完成歷時(shí)短(提導(dǎo)套、推假爐蓋,總共需要45s 即可，四個(gè)裝煤孔同步完成)。
5.6 減少裝煤煙塵的排放條件
必須保證集氣管的壓力，定期用炭化室底部壓力校正；上升管和橋管以及集氣管和吸氣管加強(qiáng)清掃，確保暢通;裝煤車除塵設(shè)備必須密封，裝煤時(shí)間盡量短。
6 結(jié)論
7m 焦?fàn)t的裝煤除塵地面站和高壓氨水噴射分別從焦側(cè)和機(jī)側(cè)抽吸煙塵，可大大增強(qiáng)裝煤除塵效果，減少進(jìn)入荒煤氣的煤塵。通過對(duì)焦?fàn)t裝煤除塵系統(tǒng)缺陷優(yōu)化和改造，提高了除塵站運(yùn)行效果，裝煤過程中焦?fàn)t爐頂逸出的粉塵量得到了有效控制，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境大幅改善；而且地面除塵站煙囪外排的煙塵含量也顯著減少，具有很好的環(huán)保效果。