干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)的應(yīng)用與優(yōu)化

摘 要：對干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)存在的問題、隱患進(jìn)行了分析，并對系統(tǒng)從設(shè)備、參數(shù)、控制界面、和電氣方面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)， 實(shí)踐表明，優(yōu)化后的系統(tǒng)能明顯提高除塵效果。

關(guān)鍵詞：干熄焦；除塵系統(tǒng)；參數(shù)優(yōu)化；節(jié)能環(huán)保

1 概述

干熄焦（Coke Dry Quenching，CDQ） [1]目前已成為我國焦化企業(yè)廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)節(jié)能與環(huán)保技術(shù)，其利用冷的惰性氣體在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐，產(chǎn)生蒸汽用于汽輪機(jī)發(fā)電，其經(jīng)濟(jì)和節(jié)能效益十分可觀。同時，它利用的工藝與環(huán)境除塵系統(tǒng)能大量的減少了外排氣體中的含塵量，減少了對環(huán)境的污染。重慶鋼鐵股份有限公司的干熄焦項(xiàng)目由3套干熄焦組成，它的干熄率達(dá)到了97%，在國內(nèi)同行業(yè)中屬于領(lǐng)先水平。

本文主要介紹干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)的原理和實(shí)際應(yīng)用中的缺陷，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，使之達(dá)到操作簡單、維護(hù)方便，更節(jié)能、更環(huán)保的目的。

2 環(huán)境除塵系統(tǒng)的工藝原理

干熄焦環(huán)境除塵系統(tǒng)[1，3]主要由管道系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)構(gòu)成，其工藝流程如圖1。由圖1可以看出裝焦、排焦、皮帶運(yùn)輸中產(chǎn)生的粉塵氣體，在功率為450KW高壓除塵風(fēng)機(jī)吸力作用下，經(jīng)過儲熱式冷卻器進(jìn)行第一級重力除塵，除塵產(chǎn)生的焦粉進(jìn)入冷卻器對應(yīng)的灰倉，而含粉塵氣體進(jìn)入布袋除塵器，進(jìn)行第二級布袋除塵；除塵后的粉塵進(jìn)入對應(yīng)的布袋系統(tǒng)灰倉，而除塵后的氣體要達(dá)到國家要求的排放氣體標(biāo)準(zhǔn)，才能排向大氣；之后，所有收集的焦粉經(jīng)加濕攪拌后，由汽車外運(yùn)。

3 存在的問題

系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行初期，由于設(shè)計(jì)、安裝、選型、制造、環(huán)境等方面存在的問題及操作、管理方面的不足，加重了整個環(huán)境除塵系統(tǒng)的負(fù)荷，致使整個環(huán)境除塵系統(tǒng)運(yùn)行的效果不理想，常常出現(xiàn)煙囪冒黑煙、現(xiàn)場污染嚴(yán)重，主要問題如下：

3.1 除塵管網(wǎng)的積灰嚴(yán)重：由于投產(chǎn)初期操作經(jīng)驗(yàn)的不足，造成大量含水汽的除塵氣體進(jìn)入管網(wǎng)中。從而使管網(wǎng)中有大量的濕灰累積，以及造成布袋粘接，嚴(yán)重影響除塵效果。

3.2 排焦除塵的管道口徑過小：由于排焦區(qū)域的除塵管道口徑過小，常常造成振動給料器底部積灰及除塵管道焦粉堵塞，影響除塵效果甚至損害設(shè)備，影響干熄焦的正常生產(chǎn)。

3.3 灰倉卸灰閥的啟停時間設(shè)置不合理：環(huán)境除塵系統(tǒng)總共有6個布袋儲灰倉，3組卸灰閥，每一次只啟動的一組卸灰閥進(jìn)行排灰。由于中間間隔時間過長，造成灰倉內(nèi)積灰，振打器振動效果不佳，造成灰倉堵灰嚴(yán)重，影響除塵效果。

3.4 儀表用氣管網(wǎng)的選材不合理：儀表用氣的管網(wǎng)在設(shè)計(jì)安裝時，大量使用膠皮軟管，不符合現(xiàn)場的工藝環(huán)境，在使用一段時間后，膠皮軟管出現(xiàn)了老化，管道出現(xiàn)穿洞漏氣的現(xiàn)象，從而使儀表動作壓力不足。造成提升閥無動作，裝焦及排焦區(qū)域的除塵效果差。

3.5 低壓電氣柜的設(shè)計(jì)不合理：低壓電氣柜的負(fù)荷開關(guān)設(shè)計(jì)的是理想化狀態(tài)，負(fù)荷開關(guān)只能同時滿足兩個卸灰閥同時動作，而未將幾個卸灰閥同時動作的情況考慮在內(nèi)，常常造成手動情況下系統(tǒng)跳閘，影響除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.6 高壓柜的控制設(shè)計(jì)不合理：在除塵系統(tǒng)由于正常或者故障而斷高壓后，啟動時常常出現(xiàn)高壓投不上，或者中控?zé)o高壓投上的顯示，往往要重復(fù)幾次后才能正常啟動，嚴(yán)重的影響了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

4 除塵系統(tǒng)的優(yōu)化

4.1 設(shè)備系統(tǒng)的優(yōu)化

（1）利用大修時間，將除塵管網(wǎng)的積灰進(jìn)行清理。并重新在除塵管網(wǎng)上設(shè)計(jì)了人孔，便于管網(wǎng)的清潔和維護(hù)。

（2）對各除塵點(diǎn)及沿途管道檢查與修復(fù)，視管道磨損情況部分更換，并在轉(zhuǎn)角等受焦粉沖刷嚴(yán)重的部位加裝保護(hù)外套。

（3）除塵系統(tǒng)各膨脹節(jié)因長時間運(yùn)行，對各個部位進(jìn)行定期檢查和補(bǔ)漏。

（4）將環(huán)境除塵系統(tǒng)的提升及脈沖控制柜裝放在頂層，改變了原有的兩人操作模式（一人在控制柜操作，一人在頂層觀看運(yùn)行情況），節(jié)約了人力成本。

（5）在振動給料器底部的除塵管道上由原來的一根DN100的管道再增加一根DN200的管道，避免了管道的堵塞。

（6）在儀表用管道上加裝Φ6的鋼管，直到每個提升閥的底部，然后用20mm長的軟管進(jìn)行連接。避免了軟管過長及老化而帶來的后續(xù)影響。在總管上加裝一個空氣過濾器（雙杯式油水分離杯），同時在每個支管上加裝一塊壓力表，解決了儀表用氣的含水量過高，可及時解決壓力的不足。在每個提升閥及附帶的電磁閥上加裝一個遮雨棚，防止雨水對提升閥的銹蝕和影響。

（7）因布袋除塵系統(tǒng)的內(nèi)部為負(fù)壓，原來的倉蓋直接放置在倉上，未做其它處理。當(dāng)下雨的時候，溝壑中的雨水因吸力作用進(jìn)入布袋除塵內(nèi)，致使布袋因雨水粘接，穿洞，影響除塵效果。因而在倉蓋的周邊加油氈或者膠皮進(jìn)行密封，可有效解決雨水的進(jìn)入和加強(qiáng)整個系統(tǒng)的密封性。

4.2 參數(shù)與界面優(yōu)化

4.2.1 電機(jī)參數(shù)的優(yōu)化

通過長時間的運(yùn)行和試驗(yàn)，將除塵風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，高速設(shè)置在750r/min，風(fēng)量大約為120000m3/h，低速設(shè)置為600r/min，風(fēng)量大約為85000m3/h.。實(shí)踐表明，尋優(yōu)后的參數(shù)具有更佳的除塵效果。

4.2.2 時間參數(shù)優(yōu)化

針對卸灰閥頻繁堵灰的情況，修改卸灰閥的運(yùn)行時間。將卸灰的間隔時間有原來的180s改為96s，這樣避免了因等待時間過長，造成灰倉內(nèi)的粉塵積壓而不下灰的問題。

4.2.3 控制界面優(yōu)化

在上位機(jī)的控制界面上增加入口風(fēng)量的顯示，便于觀察布袋的損毀情況，增加進(jìn)出口風(fēng)壓差的參數(shù)顯示窗口，便于觀察布袋除塵系統(tǒng)的除塵效果。

4.3 電氣的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.3.1 在低壓電氣室的控制箱內(nèi)，將原來同時控制幾個動作的接觸器和負(fù)荷開關(guān)分開安裝，解決了空開頻繁跳閘的現(xiàn)象。

4.3.2 針對除塵風(fēng)機(jī)啟動慢的問題，我們做了以下幾個方面的改進(jìn)：a、將除塵風(fēng)機(jī)的高壓柜與控制柜分開，避免高壓啟動的時，瞬間啟動沖擊電流對控制回路的干擾；b、對高壓柜的電纜進(jìn)行單獨(dú)放線，減少動力電纜對控制電纜的信號干擾；c、對PLC控制系統(tǒng)接地線采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式，減少外部信號的干擾。

5 結(jié)論

從表1可以看出，本文通過對CDQ環(huán)境除塵系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造和參數(shù)優(yōu)化，使其系統(tǒng)的環(huán)保效果發(fā)生了明顯的改變，排放到大氣中的粉塵含量得到了明顯降低，節(jié)能、經(jīng)濟(jì)效益大大提高，達(dá)到了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]潘立慧，魏松波.干熄焦技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[2]鄧?yán)?Control logix系統(tǒng)實(shí)用手冊[M].北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，2008.