萊鋼105 m2燒結(jié)機(jī)頭電除塵器提效改造

趙紅光，盧靜

（萊蕪鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠，山東萊蕪271104）

萊鋼105 m2燒結(jié)機(jī)頭電除塵器提效改造

趙紅光，盧靜

（萊蕪鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠，山東萊蕪271104）

燒結(jié)煙氣的特性是溫度波動(dòng)大、濕度大，所含粉塵的比電阻值變化大，含Na、K的氧化物和氯化物多等，收塵難度大。原有的電除塵器能力不足，極板、極線腐蝕、變形，電場(chǎng)振打強(qiáng)度低等，導(dǎo)致除塵器運(yùn)行效率低，煙塵排放濃度高。通過對(duì)原有機(jī)頭除塵器合并改造，并綜合利用特氟龍高性能涂料芒刺、聲波清灰等技術(shù)，改造后粉塵排放濃度由300～800 g/m3降至100 mg/m3以下，達(dá)到了控制粉塵排放濃度和減少粉塵排放總量的目的。

燒結(jié)機(jī)；煙塵；電除塵器；提效改造

1 前言

在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量含塵和含有SO2、NOx、PCDD/FS（二惡英）等有害氣體的煙氣。為保護(hù)環(huán)境、減少主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子磨損，含塵煙氣在排入大氣前必須經(jīng)機(jī)頭除塵設(shè)施凈化。隨著國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排工作的強(qiáng)化，對(duì)粉塵的排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高。由于除塵能力小等原因，萊鋼燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)頭的粉塵排放濃度高達(dá)300～800 mg/m3，為此進(jìn)行了系統(tǒng)改造。

2 電除塵器存在問題及分析

2.1 除塵器概況

萊鋼燒結(jié)廠目前擁有3臺(tái)105 m2燒結(jié)機(jī)，3臺(tái)265 m2燒結(jié)機(jī)，機(jī)頭除塵設(shè)施共9套，除塵模式分別為：105 m2燒結(jié)機(jī)頭采用重力沉降室+電除塵器，265 m2燒結(jié)機(jī)頭采用電除塵器。其中1#、2#105 m2燒結(jié)機(jī)配套125 m2臥式單室三電場(chǎng)電除塵器，分別于1993年6月份和1995年5月投入使用。后來燒結(jié)機(jī)經(jīng)過擴(kuò)容改造面積為132 m2，而除塵器及主抽風(fēng)機(jī)均未做相應(yīng)改造，多種原因?qū)е路蹓m排放嚴(yán)重超標(biāo)。除塵器存在的問題主要有：

1）排放的廢氣中粉塵嚴(yán)重超標(biāo)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，粉塵排放濃度300～800 mg/m3。2）電除塵器電場(chǎng)工作效率低。電場(chǎng)電壓在20～40 kV（額定72 kV），電流在100～300 mA（額定1 200 mA），有時(shí)在100 mA以下，甚至為0，除塵器效率不足20%。3）電除塵器內(nèi)部極板掛灰較厚，電場(chǎng)頂部掛灰最為嚴(yán)重；極板嚴(yán)重變形；芒刺線尖端結(jié)球，陰極框架部分變形。4）灰倉(cāng)倉(cāng)壁粘灰、結(jié)塊、棚灰，堵塞下灰口，排灰不暢。5）極板、極線均有不同程度的腐蝕現(xiàn)象，特別是下部。

2.2 燒結(jié)煙氣特性分析

機(jī)頭除塵器屬于工藝除塵，其性能及除塵效果在很大程度上受燒結(jié)生產(chǎn)煙氣成分的波動(dòng)影響。燒結(jié)煙氣的特性主要有以下幾點(diǎn)：1）煙氣溫度波動(dòng)幅度大（80～150℃）。2）粉塵的比電阻值變化較大（煙氣溫度90～150℃，比電阻為0.6×107～7.0× 1010Ω·cm，屬于中高比電阻值范圍）。3）煙氣濕度大（平均含水量10.05%）［1］。4）煙塵中含Na、K等堿金屬的氧化物及氯化物較多，煙塵細(xì)而輕飄，灰塵呈絮狀，收塵難度大。當(dāng)煙氣流速＞0.8～1 m/s時(shí)，粉塵易被氣流裹帶至大氣中。5）煉鋼除塵灰、污泥、煉鐵除塵灰等多種固體廢物棄均返回到燒結(jié)配料，造成煙氣中粉塵的物化性質(zhì)發(fā)生變化，其中的堿性物質(zhì)提高粉塵的比電阻，不利于靜電收塵。

2.3 影響除塵器除塵性能的原因分析

1）除塵器能力不足，單位電除塵器面積（指電除塵器面積與燒結(jié)機(jī)面積之比值）僅為0.95，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于目前國(guó)內(nèi)機(jī)頭除塵器的主流配置。2）2臺(tái)125 m2電除塵器服役期達(dá)15 a，設(shè)備嚴(yán)重老化，雖先后采取人孔門、灰斗等漏風(fēng)點(diǎn)焊補(bǔ)等措施，減少了漏風(fēng)、結(jié)露，但漏風(fēng)率仍很難保證設(shè)計(jì)值（＜3%）。多處漏風(fēng)導(dǎo)致除塵器內(nèi)部氣流湍流，除塵性能下降。3）極板、極線腐蝕率、變形率達(dá)到40%以上，由于漏風(fēng)，當(dāng)煙氣溫度低于露點(diǎn)時(shí)，煙氣中所含的二氧化硫與冷凝水結(jié)合，形成亞硫酸，導(dǎo)致極板、極線下部嚴(yán)重腐蝕，強(qiáng)度降低、變形，極間距無法保證在450 mm，導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均勻，陽(yáng)極板的利用率下降，除塵器除塵效率下降。4）3個(gè)電場(chǎng)全部為單側(cè)側(cè)旋轉(zhuǎn)錘振打，振打系統(tǒng)剛度不夠，振打力不足，電場(chǎng)頂部掛灰嚴(yán)重，導(dǎo)致電流降低，二次電壓降低，除塵效率急劇下降。

3 電除塵提效改造及新技術(shù)綜合應(yīng)用

改造原則為最大程度地保留原有設(shè)備，縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期，使機(jī)頭除塵器性能實(shí)現(xiàn)最為合理、有效的提升。

新建249 m2電除塵器，單獨(dú)負(fù)責(zé)2#105 m2燒結(jié)機(jī)頭煙氣的凈化。將原有1#、2#125 m2除塵器合并，負(fù)責(zé)1#105 m2燒結(jié)機(jī)頭煙氣的凈化。原125 m2電除塵器設(shè)計(jì)煙氣量57萬m3/h，電場(chǎng)風(fēng)速1.27 m/s，除塵系統(tǒng)擴(kuò)容改造后，2臺(tái)除塵器煙氣量為72萬m3/h，單臺(tái)煙氣量36萬m3/h，電場(chǎng)風(fēng)速為0.8 m/s，延長(zhǎng)了煙氣停留時(shí)間，從工藝參數(shù)上滿足了機(jī)頭除塵器的除塵要求。原進(jìn)氣煙道經(jīng)沉降室（長(zhǎng)×寬=12 m×7 m）后進(jìn)入除塵器，改造后，吸風(fēng)管經(jīng)30°彎頭進(jìn)入聯(lián)接異徑三通管，分別進(jìn)入原125 m2電除塵器沉降室，在沉降室進(jìn)氣端加電動(dòng)閥門，調(diào)節(jié)閥門開度和增加導(dǎo)流板、阻流板等措施，保證2臺(tái)125 m2電除塵器煙氣量的均勻性和壓力損失的平衡。所有管道采用耐磨襯增加強(qiáng)度，新沉降室內(nèi)部涂抹高溫耐磨襯，外部加保溫。

改造前后的設(shè)備布置及工藝流程對(duì)比見圖1。

圖1 改造前后除塵器布置及工藝流程

同時(shí)針對(duì)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭粉塵的特點(diǎn)，為保證收塵效率，新建249 m2除塵器還采取6項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)措施：

1）改進(jìn)芒刺線的構(gòu)造及材質(zhì)。原125 m2電除塵器極板、極線匹配型式為C型480 mm極板配備RS芒刺線，新建249 m2除塵器改為C型480 mm極板配備BS管狀芒刺線。陰極線采用BS管狀芒刺線的優(yōu)點(diǎn)是：起暈電壓低，電暈電流大，電流密度均勻，可有效消除電暈盲區(qū)，電風(fēng)強(qiáng)，剛度大，使用壽命長(zhǎng)，使粉塵充分荷電吸附在陽(yáng)極板上，提高收塵效率。一、二電場(chǎng)的芒刺線使用不銹鋼材料，提高了極線的耐腐蝕性和耐磨性，可保證電除塵器長(zhǎng)期、高效運(yùn)行。

2）芒刺表面涂覆特氟龍材料。特氟龍高性能特種涂料是以聚四氟乙烯為基體樹脂的氟涂料，典型特征是不粘性以及耐高溫和耐化學(xué)品腐蝕的特性，三電場(chǎng)除塵灰主要特點(diǎn)是輕質(zhì)絮狀粉塵氯化鉀及堿金屬再結(jié)晶物，比重特別輕，黏性大，浸潤(rùn)性差，吸濕性強(qiáng)，受潮后易粘附在極線上不易清除。將第三電場(chǎng)芒刺線表面涂覆特氟龍材料后，大大降低了粉塵與極線之間的粘附力，有助于極板、極線的清灰，保證除塵設(shè)施的高效運(yùn)行。

3）陰極振打傳動(dòng)采用新型防積灰技術(shù)。原125 m2電除塵器的陰極振打傳動(dòng)密封防積灰方式為方形箱體結(jié)構(gòu)加防塵板設(shè)計(jì)型式，箱體內(nèi)易積灰、受潮，致使振打磁軸表面產(chǎn)生爬電，造成電場(chǎng)短路。此次提效改造將磁軸箱體下平面改為斜面，無防塵板并定期進(jìn)行自動(dòng)或手工吹掃，保證磁軸箱體內(nèi)粉塵沿斜面流入電場(chǎng)，防止箱體內(nèi)積灰及磁軸爬電現(xiàn)象，保證長(zhǎng)期高效供電。磁軸箱體放于立柱外側(cè)，立柱內(nèi)側(cè)按箱體下平面斜度作密封處理，進(jìn)一步提高除塵效率。

4）二、三電場(chǎng)除塵灰回收利用。萊鋼多種固體廢棄物均返回到燒結(jié)配料中回收利用。燒結(jié)機(jī)頭二、三電場(chǎng)收集的粉塵質(zhì)輕、品位低，含鐵量分別為14.87%和9.85%，可利用價(jià)值不高。此次改造將每個(gè)電場(chǎng)的除塵灰各用一套輸灰系統(tǒng)分別收集，一電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機(jī)回收利用，二、三電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機(jī)排至集合灰倉(cāng)，加濕后外排。

5）采用聲波清灰器技術(shù)。在原1#、2#125 m2、新建249 m2除塵器的頂部、雙側(cè)部及各灰斗分別安裝了聲波清灰器（共計(jì)66臺(tái)），保證電除塵器極板、極線的清灰效果及電場(chǎng)對(duì)粉塵的捕集效率，解決了灰斗內(nèi)積灰、架橋、板結(jié)等問題［2］。

6）采用多種措施，加強(qiáng)傳動(dòng)部位的密封。為降低漏風(fēng)率，對(duì)灰斗、進(jìn)出口法蘭連接處采用特殊密封材料密封；人孔門采用雙層結(jié)構(gòu)，硅橡膠材料密封；對(duì)陰陽(yáng)極振打穿軸處采用密封填料壓蓋裝置；陽(yáng)極振打傳動(dòng)裝置與殼體的連接處設(shè)有密封填料盒，并采用四氟板材料進(jìn)行密封，從而減少轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域可能造成的漏風(fēng)；進(jìn)出口膨脹節(jié)連接處采用四氟帶進(jìn)行密封，進(jìn)一步降低設(shè)備本體的漏風(fēng)率。

4 改造效果

通過對(duì)1#、2#105 m2燒結(jié)機(jī)頭除塵器提效改造，電除塵各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)明顯改善，特別是二次電流升高較大，有效功率提高到75%以上（運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見表1），提升了電除塵的除塵性能，降低了粉塵排放濃度、排放總量大幅度削減。改造前后排放煙氣粉塵監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比見表2。

表1 改造前后運(yùn)行參數(shù)對(duì)比

由表2可知，粉塵排放濃度仍然較高，據(jù)了解，國(guó)內(nèi)燒結(jié)行業(yè)機(jī)頭電除塵器大多存在這個(gè)問題，此次改造僅僅在這方面作了一些探索，如何進(jìn)一步提高燒結(jié)機(jī)頭除塵器效率還有待于繼續(xù)改進(jìn)。

表2 改造前后燒結(jié)機(jī)頭粉塵檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

2006.

［2］陳茂梅.聲波清灰技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.馬鋼技術(shù)，2001（Z）：61-64.

［1］唐國(guó)山.工業(yè)電除塵器應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，

Reform for Efficiency-increasing of the Electrostatic Precipitators at the Head of 105 m2Sintering Machine in Laiwu Steel

ZHAO Hong-guang,LU Jing
（The Sintering Plant of Laiwu Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

The sintering flue gas has the characteristics of big temperature fluctuation and high humidity,great specific resistance variation of the smoke dust and many oxides of Na and K and chloride in which,so it is difficult to collect.The operation efficiency of quondam electrostatic precipitator was low because of insufficient ability,the corrosion and distortion of the polar plate and polar line and low electric field shaking intensity,and then resulted in high emission concentration of smoke dust. Therefore,quondam electrostatic precipitators were united and reconstructed and some new technologies such as coating high performance Teflon on the prickle surface and sonic wave dust cleaner etc were adopted.After improvement,the emission concentration of smoke dust was decreased to 100 mg/m3below from 300～800 mg/m3,reaching the aims of controlling smoke dust emission and reducing the total emission of the smoke dust.

sintering machine;smoke dust;electrostatic precipitator;reform for efficiency-increasing

TF066.3+8

B

1004-4620（2010）01-0014-02

2009-08-12

趙紅光，男，1959年生，1981年畢業(yè)于東北大學(xué)煉鐵專業(yè)。現(xiàn)為萊鋼燒結(jié)廠廠長(zhǎng)，高級(jí)工程師，從事燒結(jié)生產(chǎn)工藝技術(shù)及管理工作。