除塵系統升級改造的設計及應用

任華金,田 峰,羅新生

(四川德勝集團釩鈦有限公司,四川樂山 614900)

除塵系統升級改造的設計及應用

任華金,田 峰,羅新生

(四川德勝集團釩鈦有限公司,四川樂山 614900)

針對四川德勝集團釩鈦有限公司煉鋼廠鐵水直兌區域和脫硫除塵系統的改造升級進行論述,在鋼鐵企業嚴格的環保壓力下,投巨資進行改造升級,體現了我公司對環保的重視程度。通過改造,不僅改善了我公司煉鋼鐵水區域內的生產作業環境,而且在新環保法實施后實現了環保達標排放,凈化了空氣,實現了清潔生產及節能減排。

除塵;改造升級;優化;環境

1 引言

四川德勝集團釩鈦有限公司煉鋼廠現有轉爐3座、脫硫站2處、扒渣站4處等多臺套生產設備及相關的輔助設施。1#、2#轉爐共用一套二次除塵系統,3#轉爐及轉爐上料配一套二次除塵系統,原混鐵爐和1#脫硫站配有一套除塵系統,2#脫硫站配有一套除塵系統。由于煉鋼廠原混鐵爐、脫硫站除塵效果很差,2#脫硫站除塵經改造后不太理想,直兌鐵水沒有除塵,因此,生產過程中產生的煙氣在車間內彌漫,特別是脫硫區域環境更差,以至于最后冒出房頂,對生產人員和周邊環境造成污染。

2 公司解決思路

根據公司規劃,優化煉鋼廠生產工藝,取消混鐵爐,采用“高爐鐵水—直兌—預處理脫硫—吊罐—提釩爐半鋼冶煉”的生產工藝。其鐵水直兌點、吊罐/座罐點設置及相關參數如下:

(1)加料跨鐵水直兌點設置3處(1#脫硫站上河側,2#脫硫站下河側及降壓站附近),按兩個直兌點同時工作考慮除塵風量;吊罐/座罐點設置3處(1#脫硫站下河側, 1#、2#脫硫站中間位置,2#脫硫站上河側);以上直兌點、吊罐/座罐點均各有兩處可使用。

(2)每包直兌鐵水量65 t(新包80 t),兌鐵水時間1～2 min。

(3)鐵水脫硫:噴吹氮氣,壓力0.5～0.7 MPa,流量180～300 m3/h;噴石灰100 kg/min;脫硫時間10～12 min。

3 改造方案

3.1 存在問題

(1)1#脫硫站除塵和混鐵爐共用一套除塵系統,除塵效果差。

(2)2#脫硫站已經進行了局部改造,從改造后運行情況看,效果比改造前有所改善,但仍有大量煙氣從捕集罩逃逸。

(3)鐵水直兌處沒有除塵設施,兌鐵水時大量黃色煙氣向上擴散,冒出房頂。

(4)2#脫硫站除塵罩安裝位置不當,脫硫產生的煙氣大部分不在除塵罩的有效收集范圍,煙氣四處擴散,收集的煙氣少,效果差。

(5)鐵水直兌工位不足,需要新增加3處。

3.2 現有除塵參數

3.2.1 混鐵爐和1#脫硫站的除塵系統參數見表1。

表1 混鐵爐和1#脫硫站的除塵參數

3.2.2 2#脫硫站除塵系統參數見表2。

表2 2#脫硫站除塵系統參數

3.3 設計思路

(1)遵循技術成熟、先進、經濟、實用、運行可靠的原則,設計出優良的除塵系統,滿足新環保要求。

(2)充分考慮利用現有除塵設備。

(3)根據廠房結構和現場條件,除塵管網設計盡可能減少彎頭,以降低管網阻力。

(4)合理設計管道風速和過濾風速,提高布袋使用壽命和煙塵排放達標。

(5)結合生產工藝和現場條件,合理布置除塵設施,盡量不影響正常的冶煉工藝操作。

(6)選用的設備檢修維護簡單、便利。

(7)合理選擇風機、電機,在滿足處理煙氣量的前提下,實現節能要求。

3.4 設計指標

(1)煙塵捕集率不小于95%,達到廠房屋頂不見黃煙。

(2)車間內崗位粉塵濃度小于10 mg/m3。

(3)煙囪出口排放濃度小于25 mg/m3

3.5 除塵改造要求

經公司環保部門、專業技術人員和環保設計單位共同研究,除塵改造需考慮以下因素:(1)新增3處直兌鐵水的除塵,按2處同時生產考慮;(2)按1#、2#脫硫站同時生產考慮。

根據生產情況及現有除塵系統配置,充分考慮利用現有除塵設備來考慮除塵改造,具體方案:

(a)利舊改造擴大原有混鐵爐除塵系統作為3處直兌除塵使用。

現有的除塵系統風量為40萬m3/h,將風機系統更換為系統風量70萬m3/h,風機系統壓頭保持在4200～4300 Pa;現有除塵系統的除塵器面積為5128 m2,在現有除塵器出風口一端增加除塵器的過濾室數量(增加除塵器過濾面積),使除塵系統在增加風量的同時,增加過濾面積以達到合理的過濾風速?，F有的排氣筒位置保持不變,系統改造利舊使用現有的排氣筒。

(b)利舊改造擴大2#脫硫站除塵系統,作為1#、2#脫硫站及4處扒渣站使用。

現有的除塵系統風量為15萬m3/h,將現有混鐵爐和1#脫硫站共用的除塵系統的風電機系統(40萬m3/h,4500 Pa)拆下后供其改造除塵系統使用。在現有除塵器遠離鐵路的一側增加除塵器的過濾室數(增加除塵器過濾面積),使除塵系統在增加風量的同時,增加過濾面積以達到合理的過濾風速。拆除現有除塵系統的排氣筒,讓位給除塵器。新建排氣筒供改造除塵系統使用。直兌除塵、脫硫除塵管道,需布置在爐子跨靠E列柱,以便鐵包吊運(在加料跨即EF跨2～3線,E列與傾翻車軌道間要放置空鐵包)。

(c)改造1#、2#脫硫站及4處扒渣站除塵捕集罩。(d)改造混鐵爐、脫硫站除塵系統管道。(e)新增3個直兌鐵水煙氣上側吸捕集罩。

(f)利舊現有除塵控制系統,對損壞或缺少的部分進行修復或更換。

(g)利用原有混鐵爐除塵風機系統和變頻器,作為1#和2#脫硫除塵器的風機系統;新采購直兌除塵系統風機、電機和變頻器。

3.6 改造后除塵系統技術特點

3.6.1 工藝技術

采用低阻、中溫、大流量工藝。

3.6.2 煙氣捕集

(1)直兌鐵水—采用上側吸罩。(2)脫硫站—采用側吸罩。

3.7 除塵工藝

3.7.1 直兌鐵水除塵系統

新增直兌鐵水除塵系統,負責處理3處直兌鐵水產生的煙氣,工藝流程如下:

3.7.2 脫硫站除塵系統

改造混鐵爐除塵系統和2#脫硫站除塵系統,負責處理1#、2#脫硫站脫硫和扒渣產生的煙氣,工藝流程如下:

3.8 風量選取

根據現場觀察到的煙氣產生狀況,依據環保要求,并結合治理經驗,各煙氣捕集點配置的捕集風量見表3。

表3 煙氣捕集點的風量配置

3.9 改造除塵系統主要工藝參數

3.9.1 直兌鐵水除塵系統參數(見表4)

表4 直兌鐵水除塵系統參數

3.9.2 脫硫站除塵系統參數(見表5)

表5 脫硫站除塵系統參數

3.10 電氣設施與壓縮空氣及供水

3.1 0.1 配電系統

(1)供電、供氣、供水要求

供電系統由一路電源供電,在煉鋼配電所10 k V高壓電源和風機房配電室380 V電源各設置一路接口點;供氣從煉鋼進口降壓站氮氣儲氣罐提供0.3～0.45 MPa氣源一路至除塵系統儲氣罐,流量不小于15 m3/ min;冷卻水源從煉鋼廠轉爐水處理站提供一路至除塵主風機電機,供水量不小于25 m3/ h,水溫不高于35℃,供水壓力不小于0.2～2.5 MPa。

(2)除塵系統用電負荷量

除塵系統在原有基礎上新增裝機容量:高壓負荷895 k W,低壓負荷40 k W。

3.1 0.2 操作方式及控制室

(1)根據工藝控制要求,除塵系統采用集中和就地兩種操作方式進行控制。

(2)電氣室操作包括低壓控制操作室和高壓控制操作室。

3.1 0.3 機旁操作箱

根據工藝控制的要求,現場設機旁操作箱,機旁箱設有就地遠控轉換開關,以便對設備進行機旁控制和檢修操作。

3.1 0.4 風機電機

除塵風機采用變頻器降速啟動、調速,當變頻設備出故障時能滿足工頻啟動。

3.11 自動化儀表及控制系統

3.1 1.1 除塵主控制系統

新增除塵器過濾室由脈沖控制儀控制,并對原除塵器控制柜進行改造,將相關參數信號接入風機房主控室微機系統。除塵系統控制能實現工藝參數的實時顯示,重要工藝參數可在線修改。

3.1 1.2 檢測、控制及報警

(1)除塵風機進出風口壓差檢測、顯示2套,風機軸承溫度檢測、顯示2套(4個),風機電機定子溫度檢測、顯示2套(6個),風機電機軸承溫度檢測、顯示2套(4個),風機軸承震動檢測、顯示2套(4個),風機轉速顯示2個,風機電機電流顯示2個,系統總管煙氣溫度檢測、顯示2套(2個),并與系統混風閥連鎖,設上限報警。

(2)除塵器進出口煙氣壓差檢測、顯示2套。

(3)分別在遠程控制室和現場設置系統電控參數顯示柜,能實現遠程和就地控制。

3.1 1.3 除塵主控制柜的檢測、控制功能

(1)布袋除塵器清灰流程控制,同時設置機旁手動控制。

當任何袋室壓差信號大于1500 Pa時(整定時間已到時),程序自動開啟,控制脈沖清灰操作,可將每個袋室逐個清灰,也可控制單個袋室清灰。清灰過程實現全自動控制,也可手動進行清灰控制。脈沖閥動作指示燈顯示。

(2)除塵灰倉設置上下料位報警顯示。

(3)系統閥門控制管道閥門開閉并通過控制屏顯示狀態;系統總閥開、關與顯示,并設置遠程與就地控制。

(4)除塵器及配電控制室照明系統控制。

4 改造效果

經過近10個月對2套除塵系統改造施工,系統于2013年1月份完成投用。經過環保部門檢測,達到設計要求。從運行2年多來看,滿足了環保要求,為生產創造了好的條件。

(1)除塵系統漏風率小于5%,煙塵捕集率大于95%,除塵器排氣口含塵濃度低于25 mg/Nm3。

(2)全部吸塵點數及風量的配置符合設計方案要求,除塵系統(吸風罩、管網、支架等)位置符合安全要求。

(3)灰倉卸灰口處設置了二次揚塵捕集口,防止二次揚塵。

(4)在排氣筒上預留了環保監測孔。

(5)所有電氣設備均設置了可靠的接地(小于4歐姆)及保護裝置;煙囪及除塵器設置了防雷裝置,接地電阻小于10歐姆。

(6)除塵器頂部設備、系統減速機部位,設置了彩瓦雨棚防水。

(7)除塵器提升閥汽缸與氣源采用了金屬軟管連接;提升閥啟閉閥板,確保其結構牢固、可靠,采取了在使用過程中發生變形、卡阻等影響除塵效果的防范措施。

(8)增加了斗提機箱體穩定性,對其結構進行加固,防止其擺動造成減速機損壞。

5 結論

通過鐵水直兌區域和脫硫站除塵系統的改造升級,不僅改善了煉鋼鐵水區域內的生產作業環境,而且在新環保法實施后實現了外排氣體的達標排放,凈化了空氣,實現了清潔生產及節能減排。

Design and Application to Technical Transformation of the Dust Removal System

REN Hua-jin,TIAN Feng,LUO Xin-sheng
(Productive Department Of Sichuan Desheng Group
Vanadiumand Titanium CO.,Leshan 614900,Sichuan,China)

Based on Sichuan Desheng Group Steel Vanadium and Titanium Co.,Ltd molten iron into the straight against the factory area and the desulfurization dust removal system upgrade is discussed in detail,Strict environmental pressures in the iron and steel enterprises,Spend large sum of money to upgrade,Reflects the degree of my company's emphasis on environmental protection.Through transforming,not only improved my company producing steel in molten iron area work environment,and after the new environmental law implementation implements the environmental protection standards,to purify the air,has realized the clean production and energy conservation and emissions reduction.

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TF09

A

任華金,主任工程師,主要從事煉鋼設備技術及管理方面的工作。

1001-5108(2016)06-0046-04