360 m2燒結機機頭電除塵器系統升級改造

吳昱顥

（唐鋼國際工程技術有限公司，河北 唐山 063000）

引言

近年來隨著我國環保要求的不斷提升，各地區加緊了對霧霾天氣的治理。各級地方政府相應出臺了符合城市發展要求的環保響應應急要求預案。冶金企業作為污染排放重工業企業也盡最大努力再不斷升級優化各工藝單元，其中煉鐵單元中燒結生產是污染的重點，伴隨國家《工業爐窯大氣排放標準》（GB 9078—1996）二級標準的頒布與實施，燒結生產中的粉塵濃度排放，氮氧化物排放必須按照《鋼鐵燒結、球團工藝大氣污染物排放標準》，《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》嚴格執行，符合國家超低排放標準，燒結機和球團焙燒設備的排放質量濃度不超過10 mg/m3，氮氧化物排放質量濃度控制在50 mg/m3以下，這對鋼鐵企業而言，既是要求也是挑戰。但在實際生產運行過程中，燒結機機頭煙塵電阻較大，極容易出現反電暈現象，致使除塵器運行效率下降，排放不達標。為了改善生產運行中出現的實際問題，對整個燒結機除塵工藝展開數據調研及系統優化。受目前鋼鐵行業產能運行要求影響各工序之間相互制約，燒結機停運不能滿足高爐生產，而電除塵器改造又必須在燒結機停運狀態下進行，因此本次所研究改造項目均在短時間燒結機停運狀態下完成，并且將除塵器最終煙塵排放濃度滿足超低排放標準[1-2]。

1 360 m2燒結機頭電除塵改造前的狀況

360 m2燒結機其機頭配置了雙室四電場電除塵器，但該設備在實際生產運行中由于工藝位置區域狹窄所以致使在操作上電除塵器的進出口風管程不對稱設計，這一布置并不合理，這種F型的電除塵器管道布置，在燒結機機頭分支煙氣管道上氣流受到的阻力減少，造成大量煙氣伴隨壓力下降而涌入，而遠離燒結機機頭的另一側除塵管道在運行中由于氣流影響造成壓力上升，運行中吸入煙氣量達不到運行標準的一半，從而影響了整個電除塵器運行效率致使電除塵后的燒結機粉塵排放質量濃度始終圍繞在50 mg/m3，為了有效改善360 m2燒結機機頭的電除塵器的運行效果，減低最終排放的粉塵濃度，特意對生產中的改造前燒結機機頭的排放情況進行了現場數據跟蹤及調研相關數據匯總，如表1所示。

表1 改造前燒結機機頭相關參數

燒結機頭電除塵器主要設計參數見表2。

表2 燒結機頭電除塵器主要設計參數

燒結機頭電除塵器改造前電場運行電壓、電流參數檢測數據見表3。

表3 燒結機頭電除塵器改造前電場運行參數

2 燒結機頭電除塵改造前運行中出現的主要問題

1）燒結機電除塵器進出口管道所設計的分流板嚴重影響了煙塵氣流的流通，并且伴隨壓力的波動造成在生產運行過程中進入燒接機的粉塵氣流分布不均勻，出現了一側大一側小的現象。

2）該燒結機電除塵器本體運行多年，致使內部除塵器極板，各線路均有一定的變形和損壞，這也是整體運行效果不良的主要原因之一。

3）電除塵器在使用過程中由于沒有定時進行清灰處理，造成內部極板間機會嚴重，灰斗也出現了板結現象，嚴重影響了電極板的運行效果[3-4]。

3 360 m2燒結機機頭的電除塵改造措施

針對當前360 m2燒結機電除塵器存在的問題，結合現場生產數據通過綜合分析認證，為了讓燒結除塵后排放的粉塵濃度滿足超低排放標準，必須對電除塵器進風口管道氣流分布不均勻現象進行徹底改造，消除目前氣流差異問題，達到均勻分配運行效果。特制定兩種改造方案，以供實踐認定

1）對燒結機第四電場進行改造，采用了旋轉電極板的方式，同時對第一至第三電場的極板和線路進行一次全面徹底的檢修維護，保證四個電場均能正常工作使用。

2）對第一至第四電場的極板進行調整，保證極板間的極線垂直度，清除電除塵器的積灰，在電除塵器中增設聲波輔助清灰裝置，可以有效的改善電除塵器清灰效果，改變原有的第四電場直流供電為高壓脈沖式供電。

通過現場討論，如果采用第一種改造方案，工程量較大，需要在燒結機停運30 d以上的檢修過程中才能實現，如果燒結機停運如此之久，會耽誤高爐生產，所以經過反復現場認證，決定采用第二種改造方案，這一改造方案投資小見效快，同時不致使高爐長時間停運，改造效果良好，各運行參數應能滿足當前環保達標要求[5]。

4 電除塵器主要改造項目

4.1 電除塵器電源部分的改造

采用韓國浦項制鐵集團公司的為燒結電除塵器配套的高壓脈沖供電及控制系統，更換原360 m2燒結機電除塵器第三、第四電場的電源機構部分，變直流供電為高壓脈沖供電，原電除塵器第一、第二電場電源部分保持原有狀態不變，根據后期運轉效果在進行下一步調整。

4.2 電除塵器本體及管道改造項目

4.2.1 電除塵器本體的改造

1）對電除塵器原有頂部的輔助振打系統進行調整，加重了原有的打錘錘頭重量以提升除塵時的振打效果，讓電除塵器清灰過程中能夠提高振打能力，保證每次系統清灰效果。

2）在電除塵器內部增設了聲波清灰器，其中電除塵器頂部安裝16臺，側部安裝12臺，灰斗部安裝16臺，共計44臺，并且在安裝過程中相鄰電場間都留有一定間隙，以滿足在清灰過程中的清灰效果[6]。

3）調整極線的直線度，對破損的線路進行維修更換，保證極板的通電運行效果。

4）調整陽極板平面度，對目前極板上的附著粉塵及時清理。

5）調整極板間的運行距離。

6）在第一電場進口端大框架上增設了預荷電裝置從而大幅提升了電除塵器的粉塵預先荷電。

4.2.2 電除塵管道改造項目

拆除目前生產中電除塵器進出口風口管道，在管道的進出風口設置分流風箱，使得電除塵器進氣流能夠做到均勻分配。

5 改造后的電場供電情況及除塵效果

5.1 改造后的電場供電情況

1）360 m2燒結機機頭電除塵系統改造升級后，第一電場和第二電場輸出功率呈明顯增大趨勢，供電情況也較以往運行時更為優化[7-8]。

2）第三、第四電場更換為高壓脈沖電源后雖然輸出功率減小，但在實際運行過程中除成功率得到了大幅度提升，針對這次改造現場工作人員對投運后的三個月生產運行數據進行了具體監測記錄相關數據如表4所示。3）通過電除塵器運行實踐數據對比，第三，第四電場采用了高壓脈沖供電模式，較以往采用直流供高壓供電模式每小時可以節約用電150 kWh，耗電量明顯降低，節電率可達60%。

表4 360 m2燒結機機頭改造后除塵器供電生產運行數據

5.2 除塵改造后的數據記錄（見表5）

表5 除塵改造后的數據追蹤記錄

5.3 改造后的生產實踐數據記錄

在生產實踐運行過程中，為了進一步對燒結機機頭電除塵器各電場所起的作用進行跟蹤記錄，在正常生產運行過程中，對360 m2燒結機頭電除塵器，分別采用了運行四個電場和運行三個電場的模式進行生產實踐數據對比，所記錄的煙氣濃度監測數據，如表6所示。

表6 煙氣質量濃度監測數據mg/m3

通過對大量的生產實踐數據進行跟蹤記錄不難發現，在保證原有電除塵器其他運行方式的前提，通過對電除塵器的第三，第四電場從原有直流供電變更為高壓脈沖供電，得到如下結論：

1）燒結機機頭電除塵器第三，第四電場的除塵效果明顯優于第一和第二電場的出現效果，說明對于電除塵器而言高壓脈沖供電為首選供電模式。

2）電除塵器第四電場雖然煙氣流量不高，但在停運后煙氣排放濃度會出現超標現象，所以在對第四電場進行停運實驗時，只記錄了短暫的生產數據。

6 結語

360 m2燒結機頭電除塵器經過6 d的停機改造后，伴隨所有改造同時進行了一次全面徹底的檢修維護，最終煙塵排放質量濃度由原來的62.18 mg/m3下降到9.42 mg/m3，每小時可節約用電150 kWh，年節約電費可達近60萬元。在滿足燒接機運行環保要求的情況下，取得了良好的經濟效益和社會效益，本次燒結機機頭電除塵器改造對冶金企業其他同類型燒結除塵改造具有指導示范作用，也是冶金企業燒結工藝除塵的一次突破性實驗。