酒鋼不銹鋼混鐵爐電爐除塵系統改造

劉 偉

（酒鋼宏興股份公司不銹鋼分公司，甘肅 嘉峪關 735100）

1 概述

本研究是酒鋼環境治理設施改造工程，新增2套除塵系統，改造1 套除塵系統，有效提高煙氣捕集率和除塵效果，降低污染物排放量。

2 除塵系統改造前狀況

酒鋼宏興不銹鋼分公司電爐煉鋼廠安裝有110 t電爐,原電爐除塵系統包含電爐第4 孔排煙除塵、狗屋密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵、電爐上料除塵，除塵風機采用離心式風機。設計風量為145.2×104m3/h。用于捕集電爐兌鐵、冶煉、出鋼、修爐等過程產生的煙氣，同時兼做電爐加料設施除塵。但實際使用過程中發現此設施在電爐兌鐵、冶煉時的煙氣捕集效果差，大量煙塵從屋頂罩和密閉罩溢出。實測除塵器入口風量僅為107×104m3/h。

3 主要環境問題

3.1 電爐除塵系統

電爐除塵系統目前除塵效果不理想，電爐兌鐵、冶煉時的煙氣捕集效果差，大量煙塵從密閉罩和屋頂罩溢出，污染廠房內外環境。

3.2 混鐵爐車間熱翻包位、混鐵爐出鐵位

混鐵爐車間熱翻包位、混鐵爐出鐵位和未設置除塵設施，煙塵自由擴散，污染廠房內工作環境。

4 除塵系統的改造方案、實施特點

4.1 混鐵爐系統改造的主要內容

（1）在混鐵爐出鐵工位設置吸塵罩和管道，風量匯入現有的鐵水預處理除塵系統。吸塵罩為固定式頂吸結構，除塵管道和吸塵罩為可拆卸式，在混鐵爐大修期間可拆除吸塵罩和管道。另一方案為頂吸＋側吸結構，捕集效果相對較好，但對天車操作影響大。

（2）在混鐵爐間翻包位設置吸塵罩和管道，風量匯入現有的鐵水預處理除塵系統。吸塵罩為固定式頂吸結構。混鐵爐出鐵、兌鐵和熱翻包3 個除塵點不同時工作，除塵風量通過閥門切換使用，閥門的操作由混鐵爐生產崗位人員負責。

（3）封閉混鐵爐間廠房屋頂的天窗，并改造為屋頂罩。屋頂罩設置3 個除塵吸口，分別位于混鐵爐間北側（1＃ 吸口）、混鐵爐上方（2＃ 吸口）和翻包位上方（3＃ 吸口），2＃ 吸口和3＃ 吸口的風量分配大于1＃吸口。

屋頂罩的風量由新建除塵器提供，新建除塵器的除塵管道與舊系統獨立，避免互相影響。

由于在廠房頂增加了屋頂罩和除塵管道，導致廠房鋼結構荷載增加，需要對混鐵爐間廠房鋼結構做強度校核和加固。

（4）在現有鐵水預處理除塵器風機進風室內增加混凝土隔墻，減小2 臺風機的相互干擾，提高風機運行效率。1＃AOD 轉爐除塵器和電爐除塵器風機進風室一并增加混凝土隔墻。

（5）新建1 臺布袋除塵器，設計風量1 400 000 m3/h，其中600 000 m3/h 風量用于混鐵爐間屋頂罩除塵，800 000 m3/h 風量用于電爐除塵。

新除塵器位置在現有電爐除塵器西側，需占用部分抱罐場地。混鐵爐北門外的綠化帶需取消，道路需重修。

研究報告中，新建除塵器為單風機系統，風機風量為1 400 000 m3/h，變頻調速。但為提高風機運行的可靠性，同時便于設備維護，應采用雙風機系統。

4.2 電爐除塵系統改造的主要內容

電爐作業場所經改造后的抽風量增大為187.25×104m3/h，其中107.25×104m3/h 風量由現有的電爐除塵系統承擔（設備區利舊、水冷煙道和機力風冷器利舊），80 萬m3/h 風量由新建的混鐵爐除塵系統承擔（新除塵器總設計風量為120×104m3/h，剩余40×104m3/h 風量供混鐵爐屋頂除塵用）。

電爐除塵系統除塵點包含電爐第4 孔排煙除塵、狗窩密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵和電爐上料除塵。含塵煙氣由煙氣捕集罩捕集后，通過除塵管網進入除塵器凈化處理，由排氣筒排入大氣，高度為30 m，排氣筒內徑5.5 m，排放濃度≤20 mg/Nm3。

電爐除塵系統采用負壓式除塵系統，凈化設備采用脈沖布袋除塵器，動力設備采用除塵風機，各除塵系統均露天布置在室外。

布袋除塵器收集的粉塵經輸灰設施送入灰倉貯存，每6～12 h 定期外運一次。

電爐除塵系統的運行模式遵循原設計，即加料期間由屋頂罩負責排煙，冶煉期間由四孔和狗屋負責排煙，出鋼期間由狗屋負責排煙。各除塵點風量設置見表1。

表1 電爐除塵系統風量分配表

4.3 環保技術指標要求

（1）廢氣。本系統建成后主要大氣污染物塵有組織排放總量為46.84 t/a，排放濃度為7 mg/m3；塵無組織排放量為1.17 t/a。

（2）廢水。本系統生產用水為除塵系統風機間接冷卻用水，排水量為48 m3/h，排入不銹鋼分公司凈環水管網進凈環水處理系統處理后送凈環水供水管網統一回用。本系統無外排廢水，因此，水污染物不設總量指標[1]。

（3）固體廢物。本系統工業固體廢物產生總量為9321.76 t/a，綜合利用量9321.16 t/a，處理處置量0.6 t/a。除塵灰產生量為9321.16 t/a，按現有處理處置措施電爐除塵灰由大友公司加工成除塵灰球，再返回不銹鋼煉鋼使用。廢潤滑油產生量為0.6 t/a，集中收集后由有資質單位處理處置。

4.4 主要設備的選擇

4.4.1 新建除塵器的除塵點包含混鐵爐間屋頂除塵、電爐屋頂除塵和電爐狗屋除塵

除塵器采用脈沖布袋除塵器，風機變頻調速，含塵煙氣由捕集罩捕集后，通過除塵管網進入除塵器凈化處理，由煙囪排入大氣，煙囪高度為30 m，排放濃度≤20 mg/Nm3。

除塵器收集到的粉塵經輸灰設施送入灰倉貯存，通過卡車定期外運。除塵風機出口設有消聲器，風機外殼包敷隔聲材料，系統噪聲滿足現行國家規范要求。

除塵電氣室設在除塵器下方，除塵操作并入現有1＃ 煉鋼除塵操作室；現場除塵管道閥門的操作分別并入現有混鐵爐操作室和電爐操作室。高壓風機用電接引自現有不銹鋼10 kV 開關站備用回路，低壓用電接引自現有1＃ 煉鋼除塵低壓電氣室配電柜（需新增回路）。

除塵器所需氮氣從現有1＃ 煉鋼除塵氮氣管網接引，冷卻水從現有1＃ 煉鋼除塵冷卻水管路接引，如果水量不足，泵站需做必要的改造。

4.4.2 技術參數

（1）除塵風機

數量：1 臺

風量：1 400 000 m3/h

風壓：5 500 Pa

轉速：740 r/min

類型：戶外型

調節方式：變頻調速+入口調節門

軸承：滑動軸承+稀油潤滑

（2）電動機

數量：1 套

功率：3 150 kW

電壓：10 kV

類型：戶外型

轉速：740 r/min

絕緣等級：F 級

防護等級：IP54

（3）脈沖布袋除塵器

數量：1 套

處理風量：1 400 000 m3/h

過濾面積：23 400 m2

除塵效率：≥99.5%

濾料：覆膜滌綸針刺氈

布重：≥500 g/m2

濾袋規格：Φ160 mm×6 100 mm

過濾風速/氣布比：1.0 m/min

最高工作溫度：120 ℃

本體阻力：≤1 500 Pa

清灰方式：離線清灰

（4）除塵器配套輸、儲灰設備

出灰刮板輸送機：2 臺

集合刮板輸送機：1 臺

儲灰倉裝置：1 套

灰倉有效容積：60 m3

灰倉三面封閉并設置卸料除塵點，防止二次揚塵；布袋平均2 年更換一次，除塵器頂部蓋板用旋鈕螺栓啟閉，方便操作。

（5）控制閥門（具體以詳細設計為準，見表2）

表2 控制閥門

對現有混鐵爐、電爐除塵管道閥門，全部進行更換。

閥門材質：碳鋼閥體和蝶板、錳鋼閥座、不銹鋼閥軸。閥門控制方式：現場手動、遠程手動和自動。

（6）消聲器

風量：1 400 000 m3/h

數量：1 臺

消聲值：32 dB（A）

（7）除塵管道

除塵管道采用碳鋼鋼板焊接，外側采用扁鋼作為加強筋，材質Q235B。

各除塵器入口管道上設置風量測定孔。在排放煙囪上設粉塵測定孔和螺旋爬梯，煙囪的設計參照《大氣污染物綜合排放標準》執行[1]。

根據需要設置安全護欄及人孔，閥門、測孔及人孔旁設置檢修平臺和斜爬梯，檢修平臺上配有供監督性監測時用的220 V 電源。

4.5 其他

本研究是對不銹鋼煉鋼廠部分除塵系統及相關配套設施的改造，在設計改造時還全面考慮了系統配套的公輔設施的完善。

5 實施除塵系統改造后的效果

經改造后，電爐作業場所的抽風量增大為187.25×104m3/h，其中107×104m3/h 風量由現有的電爐除塵系統承擔，80 萬風量由新建的混鐵爐除塵系統承擔（新除塵器總設計風量為120×104m3/h，剩余40×104m3/h 風量供混鐵爐屋頂除塵用）。改造后除塵點包含電爐第4 孔排煙除塵、狗屋密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵和電爐上料除塵。

增大電爐第4 孔的抽風量，由原設計11×104Nm3/h增大為13×104Nm3/h,并適當調整水冷滑套間距。對機力風冷器與混風器之間管道進行加粗，對混風器進行局部改造。

增大電爐狗屋的抽風量，狗窩由2 處抽風改造為4 處抽風，確保狗屋煙氣不外溢。

改造電爐屋頂罩，增大電爐屋頂罩的抽風量，由原來的1 處抽風改造為2 處抽風，分別匯入現有的電爐除塵系統和新建的混鐵爐除塵系統。根據生產工藝特點，電爐屋頂罩所增加的80×104m3/h 風量和狗屋增加的80×104m3/h 風量不同時發生，通過電動閥門進行切換使用。

為匹配現有除塵系統設備區、廠房及管道布置，依舊的電爐除塵器最大工況風量按107.25×104m3/h考慮，風機為變頻調速，非冶煉工況下風機轉速可降到80%以節約電耗。

6 結論

本系統為煙氣治理項目，符合國家產業政策及當地發展規劃[2]，通過對酒鋼不銹鋼電爐除塵系統改造，有效提高煙氣捕集率和除塵效果，降低污染物排放量，“三廢”污染物實現達標排放且滿足總量控制指標要求，項目建成后對周邊環境的影響較小，達到環保要求。同時改善了勞動環境，減輕了工人的勞動強度，為電爐生產的順行奠定了良好的基礎。