193汉钢1高炉矿焦槽及转运站除尘改造

汉钢1#高炉矿焦槽及转运站除尘改造刘起1王勇纲1蔡屹1白云东2师月兴21.中冶南方工程技术有限公司，武汉，430223；2.陕钢集团汉中钢铁有限责任公司，汉中，724207摘要：分析了矿焦槽及转运站除尘系统存在的问题，制定了技术改造方案，从矿焦槽槽上卸料小车除尘改造、矿焦槽槽下及转运站内部除尘改造以及除尘管网的改造三部分对工程进行论述，提出了多种解决风量分配、管道磨损的措施。关键词：矿焦槽转运站除尘改造•OptimizationTransformationofDedustonOreandCokeTankandTransferStationforHanzhongSteelNo.1BlastFurnaceLiuQi1WangYonggang1CaiYi1BaiYundong2ShiYuexing2WISDRI,Wuhan,430074；ShaanxiHanzhongIronandSteel(Group)Co.,Ltd,Hanzhong,724207Abstract:Analyzestheproblemsofdedustinoreandcoketankandtransferstationofironmakingplant.Andmakesthetechnicalsolutionsfortheproblems.Discussestheprojectfromthreeparts：themodificationofdedustingofdischargetrolley,themodificationofthededustingunderoreandcoketankandthemodificationofdedustingpipingsystem.Putsforwardsomesuggestionaboutairflowdistributionandpipelineabrasion.Keywords:OreandCokeTank;TransferStation;OptimizationTransformationofDedust0引言近期，雾霾天气的频繁出现引起了国家对环境保护工作的重视，而民众也将矛头指向了钢铁、水泥等高能耗、高排放的行业，在十二五的工作规划中，国家把环境治理也放在了十分重要的位置，各地钢铁企业都在为建设环境友好型厂区做着努力。1工程概况汉钢位于汉中盆地西部，勉县境内。汉钢1#高炉原有矿焦槽除尘系统于2011年11月投入使用，由于原除尘系统存在诸多问题，导致效果较差，尤其是矿槽槽上、K2转运站扬灰严重，环境恶劣，能见度低，影响了正常工作，对现场操作工人的身体造成很大威胁，且2#高炉新建的几个转运站未设除尘系统，故需要对矿、焦槽及转运站进行整体改造，重新制定除尘方案。本次改造主要涉及矿槽、焦槽、返矿仓、FK1转运站、K2转运站、FK2转运站、K4转运站等。2原有除尘系统存在的问题2.1矿、焦槽及转运站内存在的问题矿、焦槽均分为槽上和槽下两部分，槽下产生扬尘的工艺设备通常为：振动筛、振动给料器、胶带运输机、称量斗、翻板机以及料坑（仅在斜桥上料方式中配置）等；槽上产生扬尘的工艺设备为：胶带运输机、移动卸料小车、矿槽及焦槽落料口等[1]。槽下抽尘点明显存在不合理的现象，主要表现在：抽尘点数量不足以及位置不合适等。比如：有些落料点仅在前部设置抽尘点，而落料点后部区域未作处理，还有些抽尘点位置与落料点相距较远，难以在落料点附近形成负压区，造成粉尘外溢等。1#高炉矿槽槽上有2套移动卸料小车，焦槽有1套移动卸料小车，原槽上除尘采用卸料小车背负的背负式除尘器，由于除尘效果不佳，后期停止了除尘器的使用。矿、焦槽槽上皮带运输机机尾除尘点及槽下各抽尘点经除尘支管汇合后并入主管，进入原有除尘系统。由于管道存在部分管路阻力偏大以及弯头及三通磨损严重等问题，使得机尾除尘效果难以保证。原系统转运站除尘效果也较差，物料在转运站转运过程中，由于落差和物料特性，在下落过程中产生了大量的二次扬尘，加上转运站处于系统末端，管道长，阻力较大[2]。2.2管路系统存在的问题管路系统存在诸多问题亟待解决：（1）原有除尘系统中，部分扬灰严重的部位设置抽尘点较少、风量不足，反而对于焦槽等扬灰较小的地方设置了较多的抽尘点，从而使得风量的分配与灰尘的分布不一致，整体设计不合理；（2）由于粉尘堵塞或磨损，使得部分阀门失灵，且管网没有其他阻力平衡装置，造成管网阻力不平衡，实际风量与设计严重偏离，达不到设计效果。（3）管道磨损严重，造成漏风也是除尘效果差的一个重要原因。对于矿槽、焦槽等处，由于矿粉在较高流速下对管道冲刷严重，尤其是小管径（DN≤800）弯头、三通等部位，现象更加明显，例如：K4转运站由于处于管路系统的近端，阀门失灵，气流流速较大，且转运站主要运输矿粉，故在管道转角处的弯头被磨损的薄如纸片，有些部位甚至完全磨透。（4）部分水平管道由于长时间运行，加之管理问题未及时清理造成大量积灰，对除尘效果也造成了一定影响。3除尘系统改造方案3.1矿、焦槽及转运站内系统改造矿、焦槽槽上由于停用了原有背负式除尘器，使槽上系统仅有机尾抽尘点，而槽上灰尘的主要来源是卸料小车下料口造成的二次扬尘，且落料口处没有相应的密封措施，二次扬尘就直接进入了车间，加之移动卸料小车作业时间较长，产尘点不固定，当移动卸料小车工作时产生大量粉尘，工作环境极其恶劣，成为主要污染源之一[3]。充分考虑生产工艺后，决定采用移动抽风装置来实现灰尘的捕集，移动抽风装置费用低、结构简单[4-6]。对此，首先拆除了移动卸料小车原有的背负式除尘器，然后将抽风装置焊接在小车上，小车下料口两侧设有吸风口，二次扬尘由吸风口进入移动抽风槽。移动抽风槽上部用W=900mm，L=50m皮带柔性密封，移动卸料小车上设密封皮带衬胶托辊及压辊，在密封皮带上形成门形拱起，既可以保证卸料小车往复移动，又可以保证移动抽风槽的密闭性，使之处于负压状态。矿、焦槽移动抽风装置示意如图1、图2：图1矿槽槽上卸料小车移动抽风装置图2焦槽槽上卸料小车移动抽风装置对于矿、焦槽槽下以及转运站内除尘系统，首先根据图纸对现有各个抽尘点风量进行核算，虽然原有除尘系统设计风量64万m3/h可以满足各个抽尘点同时使用的需要，但对于某一落料点而言，其抽风量是不足的，所以，对于仅在一侧设置抽尘点的落料点，采取在其另一侧合适位置增设一处抽尘点的措施，保证空间允许的范围内每个皮带受料点前、后及皮带尾部能形成两侧抽风。另外，将距落料点距离较远的抽尘罩移至落料点附近，使落料点附近形成足够的负压。3.2除尘管路的改造3.2.1除尘系统风量的平衡原有除尘系统主要负责矿、焦槽槽下部分除尘，管路复杂，加之工艺条件限制，除尘效果的好坏主要在于能否实现风量的合理分配，即管网系统的平衡[7]，对于管路的平衡问题首先在设计阶段进行准确的水力计算，保证系统两支管的不平衡率不大于10%[8]。而原系统除尘设施及除尘总管已定，采取加大风量的方法已不可取，只能对不平衡支路的管径进行调整或在管道上设耐磨尘气蝶阀。通过后期运行期间除尘点风速的测试，达到风量分配均衡的要求。新增除尘系统由于连接多个转运站，且转运站相隔距离较远，系统平衡除做好水力计算外，管路的走向及除尘器布置则是更加需要考虑的问题。经过现场的勘察以及论证，将新增除尘系统的除尘器布置在风量需求较大的矿、焦槽附近，从而减小了矿焦槽槽上除尘支管的阻力。另外，考虑矿、焦槽支管路与其余管路的平衡，通过计算在矿槽槽上及焦槽槽上管道上各设一台阻力平衡器，这样既保证了矿焦槽除尘风量，也避免了管网远端因阻力不平衡而造成风量不足，同时，阻力平衡器也可以避免电动阀门的磨损，故障率高的问题。3.2.2除尘管道耐磨处理对改造前管路系统分析发现，管道磨损严重是造成除尘效果差的原因之一。故在本次改造过程中，对于管道的磨损问题更加重视，也采取了多种措施解决这一问题。（1）在设计过程中，新增系统管内流速的取值合理是减小管道磨损的重要措施。为减小管道磨损要求气流流速低，而流速低则容易造成灰尘沉降，积聚，堵塞管道。根据工程经验，对于矿焦槽系统取18m/s～20m/s为宜。（2）原有系统中支管并入主管的合流三通采用的搭接板连接改为斜插连接，支管与主管的夹角不大于45°。采用搭接板连接，由于支管气流在汇合处转角较大，容易形成涡流，一方面造成能量的损失，另一方面气流带起的灰尘加大了对管道的冲刷，造成合流三通处磨损严重。（3）考虑除尘系统中受磨损比较严重的多为小管径管件，故本次改造中所有小于Φ800的支管与主管连接的三通以及小于Φ800的弯头均采用耐磨弯头。该弯头采用内衬陶瓷材料的耐磨技术处理，耐磨强度远远大于普通钢板。同时，对于小管径（≤Φ450）弯头的制作要求其率半径R取1.5D（D为管件外径），可以更好地缓解管道磨损，延长管道的使用寿命。4改造效果除尘系统投入运行后，新增系统除尘设备等运行稳定，原系统也正常运行，效果明显：（1）经调试，除尘系统各抽尘点风量基本达到设计值，各抽尘点控尘效果明显。经检测均已满足岗位浓度要求岗位粉尘浓度≤8mg/m³（标况），岗位粉尘捕集率大于90%的要求。尤其是K2转运站、K4转运站以及矿槽槽上，工人工作环境得到很大的改善。（2）矿、焦槽槽上在没有影响生产的同时迅速完成了除尘设施的改造，解决了原系统除尘设施废弃的局面，移动抽风装置与移动卸料小车配合良好。（3）除尘系统运行以来，对各管件检查，未发现磨穿现象。参考文献[1]迟志勇.炼铁厂高炉原料矿槽槽上除尘分析及应用[J].环境工程.2006,24(4):74-75.[2]吕化军.济钢1750m³高炉供料转运站除尘方式探讨[J].山东冶金.2009,31(6):36-37.[3]殷宝琴，于荣滨，李克文，等.300m3高炉矿槽槽上除尘新技术[J].河南冶金.1999(30):23-24.[4]吴忠群.移动通风槽除尘设备在马钢南山矿的应用[J].现代矿业.2012(516):144-145.[5]顾惠娟.南钢炼铁厂4_高炉矿槽除尘系统的改造[J].工业安全与环保.2006,32(4):36-37.[6]唐涌，裴家炜，卢国炜.移动通风槽技术在攀钢炼铁高炉矿槽除尘系统的应用[J].工业安全与环保.2012,38(8):23-24.[7]张杰，梁广.南钢2500m3高炉工程矿焦槽除尘系统的反思[J].钢铁技术.2007(3):45-47.[8]孙一坚.工业通风[M].第三版.北京:中国建筑工业出版社,1994:153.作者：刘起，男，1985.6.5日生，山东济宁人，硕士研究生、注册公用设备工程师地址：湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号邮编：430223（027）81997530E-mail：[e-mail]