轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)升級(jí)改造的選擇與運(yùn)行實(shí)踐

劉希文

【摘 要】 唐鋼長材部在轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)改造中，摒棄了通常采用的增加過濾面積，降低過濾風(fēng)速的改造方法，將核心的濾料更換為高效低阻力的覆膜濾料，從而大大降低了改造成本，改造后的粉塵的排放量控制在了很低的水平，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)能耗也大大降低。

【關(guān)鍵詞】 轉(zhuǎn)爐 二次除塵 深層過濾 表面過濾

1 引言

隨著京津冀及周邊霧霾天氣的頻繁發(fā)生，國家及地方政府對(duì)環(huán)保提出了更高的要求，為了達(dá)到《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》特別排放限值，唐鋼擬對(duì)線材部55噸轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)進(jìn)行除塵改造，而如何改造是面臨的重要課題。為了達(dá)到盡量投資少，對(duì)生產(chǎn)影響小，改造效果好的目的，我公司對(duì)轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)改造方案進(jìn)行了深入調(diào)查研究，選擇了一種切實(shí)可行的改造方案。

2 改造方案的選擇

目前《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》特別排放限值：粉塵排放濃度為15mg/m3，而現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐二次除塵系統(tǒng)布袋除塵后的粉塵排放濃度只能達(dá)到30mg/m3左右；要達(dá)到粉塵排放濃度15mg/m3，常用的改造方法主要有兩種，一是對(duì)布袋除塵器進(jìn)行擴(kuò)容改造，增加布袋除塵器的過濾面積，降低過濾風(fēng)速；二是布袋除塵器的過濾面積不變，將濾料更換為透氣性能好、除塵效率高的高性能濾料。經(jīng)過深入研究分析，最終在綜合了兩個(gè)方案優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選擇采用更換為高效的過濾材料的改造方案。改造方案的選擇主要考慮了以下幾方面的因素：

（1）增加過濾面積需要增加布袋除塵器的過濾室。如果在原有除塵器上增加過濾面積，必須安排較長的停爐施工時(shí)間，對(duì)轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)影響較大；而且現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，施工難度大，甚至無增加過濾室的有效空間；增加過濾室和過濾面積的一次性投資較大。

（2）增加布袋除塵器的過濾面積雖然可以降低過濾風(fēng)速，減少粉塵穿過濾袋的幾率，提高除塵器的除塵效率，但是過濾風(fēng)速選擇多大合適，沒有成功的借鑒經(jīng)驗(yàn)；如果過濾風(fēng)速選擇偏大，仍有達(dá)不到特別排放限值的可能；仍然需要尋找一種高效的布袋除塵器濾料。

（3）如果能夠找到一種在現(xiàn)有的布袋除塵器過濾面積不變的情況下，在過濾風(fēng)速較高的情況下能夠長期穩(wěn)定達(dá)到特別排放限值要求的過濾材料，就可以做到改造時(shí)間短，不需要增加占地面積，對(duì)生產(chǎn)無影響的問題。因此，尋找高性能布袋除塵器濾料就成了本次改造能否成功的關(guān)鍵。

3 除塵器濾料選擇

在確定了改造方案后，選擇何種濾袋就成了決定改造成敗關(guān)鍵的一步。目前市場(chǎng)上常用的濾料有普通非覆膜濾料和覆膜濾料兩種。普通非覆膜濾料由于其纖維間的孔隙較大，其自身很難起到很好的粉塵過濾效果。其過濾過程通常是最初接觸濾料的粉塵一部分穿透濾料，還有一部分滯留在濾料的表層，滯留在濾料表層的粉塵逐漸形成一層初始粉塵層，使得濾料的孔隙減少而提高過濾效率，這就是所謂的“深層過濾”。而每次清灰則又破壞了這層用于過濾的初始粉塵層，造成每次清灰后排放的粉塵濃度有明顯波動(dòng)。（如圖1）隨著過濾的進(jìn)行，粉塵會(huì)順氣流壓力不斷滲入濾料，一部分滯留在濾料內(nèi)，另一部分灰穿透濾料，尤其是對(duì)于粒徑較小的細(xì)微粉塵穿透率非常大，所以采用普通濾料，在較高過濾風(fēng)速下，很難達(dá)到《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 28664-2012）特別排放限值要求。而覆膜濾料是指在普通濾料的基礎(chǔ)上壓覆上一層膨體聚四氟乙烯（ePTFE）薄膜，如下圖2。ePTFE是一種高分子聚合物，具有不粘灰、憎水和化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。ePTFE薄膜的纖維組織極為細(xì)密，粉塵能被阻擋在這層薄膜之外，使含塵氣體經(jīng)過濾料后的粉塵排放量接近于零，能有效過濾PM2.5等細(xì)粉塵。這種過濾通常被稱之為“表面過濾”。

由于膨體聚四氟乙烯（ePTFE）薄膜本身具有不粘灰、憎水和化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，使薄膜濾料具有了極佳的清灰性能，可降低清灰強(qiáng)度，減輕濾料的磨損，使濾袋的使用壽命大大延長，而且能保證過濾阻力始終保持在很低的水平。由于濾料阻力較低，確幾乎恒定不變，使得除塵系統(tǒng)處理氣流量始終保持在較高的水平。通過對(duì)國內(nèi)成功應(yīng)用薄膜濾料的相關(guān)案例進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察，分析研究，最終決定選用美國戈?duì)柟旧a(chǎn)的Gore覆膜濾料。

4 改造后的運(yùn)行效果

我們首先對(duì)3#轉(zhuǎn)爐二次除塵進(jìn)行了改造，并跟蹤監(jiān)測(cè)其除塵效果。在對(duì)除塵器進(jìn)行了一些簡單的整改后，不影響轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的情況下，將脈沖布袋除塵濾袋更換為戈?duì)柛材V袋。2013年9月改造完成后開始投入運(yùn)行后，到現(xiàn)在已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了半年多的時(shí)間。目前除塵系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，實(shí)測(cè)的粉塵排放濃度7.0～9.8 mg/m3，遠(yuǎn)低于特別排放限值要求的15mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)。

按照3#轉(zhuǎn)爐二次除塵風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行風(fēng)量55萬m3/h，壓差降低600Pa，低速運(yùn)行30萬m3/h，壓差降低300Pa，高速和低速運(yùn)行時(shí)間1：2，每年運(yùn)行時(shí)間 按8000小時(shí)計(jì)算，通過上述公式（工況溫度下空氣密度系數(shù)取為1kg/m3），可以計(jì)算出3#轉(zhuǎn)爐二次除塵改造后，每年風(fēng)機(jī)節(jié)電達(dá)到47.22萬度，按照每度電0.62元計(jì)算，年節(jié)電費(fèi)用29.3萬元。此外，清灰壓力降低，清灰周期延長，不但節(jié)約了壓縮氮?dú)獾哪芎模€減少了清灰時(shí)對(duì)濾袋的損傷，延長了濾袋的使用壽命。改造前后運(yùn)行效果情況對(duì)比見表1。

5 結(jié)語

通過長材部轉(zhuǎn)爐二次除塵升級(jí)改造的成功實(shí)踐，摸索出了對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)無影響，一次性投資較小的既節(jié)能又能達(dá)到很好除塵效果的除塵升級(jí)改造方法，為鋼鐵企業(yè)除塵升級(jí)改造起到一定的指導(dǎo)作用，具有推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉小峰.PM2.5及其工業(yè)源頭控制技術(shù).《環(huán)保產(chǎn)業(yè)》，2011.9.