邯鋼西區(qū)高爐爐前除塵系統(tǒng)的優(yōu)化

汪文琳

（河鋼邯鋼自動化部，河北 邯鄲 056000）

在國家日益嚴(yán)格的環(huán)保下，如何對現(xiàn)有的除塵系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，減少污染排放已成為各鋼鐵企業(yè)技術(shù)攻關(guān)的重點。邯鋼公司做為國家大型鋼鐵企業(yè)集團(tuán)，擔(dān)負(fù)著重要的社會責(zé)任，始終堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，致力于企業(yè)的節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)。

為改善高爐爐前生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，進(jìn)一步降低污染物及煙氣粉塵的排放指標(biāo)，以及提高系統(tǒng)除塵運行的穩(wěn)定性，邯鋼公司對西區(qū)爐前除塵系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)改造。通過對系統(tǒng)改造后的數(shù)據(jù)監(jiān)測，各項環(huán)保指標(biāo)均符合工藝要求，取得了較為理想的效果。

1 高爐爐前除塵工藝流程

邯鋼西區(qū)高爐有效設(shè)計容積為3200m3，設(shè)計年產(chǎn)量170萬噸。高爐設(shè)有兩個出鐵場，為矩形對稱布置，采用三口出鐵制，由于不來渣有時會出現(xiàn)同場多個出鐵口重疊出鐵的情況。高爐前除塵系統(tǒng)的作用主要是吸捕鐵口出鐵過程中產(chǎn)生的煙塵顆粒物，避免其逸散到大氣環(huán)境中，從而降低高爐出鐵的煙塵顆粒物排放。

系統(tǒng)共設(shè)有2臺除塵風(fēng)機(jī)和2臺除塵器，主風(fēng)機(jī)采用國產(chǎn)雙吸式節(jié)能風(fēng)機(jī)，設(shè)計出風(fēng)量60萬m2/h，配套主電機(jī)設(shè)計運行參數(shù)為1120kw，730r/min；除塵系統(tǒng)采用長袋低壓離線脈沖除塵器。除塵風(fēng)機(jī)與除塵布袋為并聯(lián)運行，由除塵總管分7個支管捕集粉塵，7個除塵點包括：出鐵口、鐵溝、主溝、主溝撇渣器、渣溝、殘鐵溝、擺動流嘴。各分支都有手動閥門控制，對粉塵捕集后經(jīng)刮板輸送機(jī)、斗式提升機(jī)送至灰倉。

2 對除塵系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計要求

一是提高除塵系統(tǒng)煙塵捕集率，要求煙氣捕集率達(dá)到95%以上，出鐵場崗位現(xiàn)場粉塵濃度≤10mg/m3，除塵系統(tǒng)煙囪粉塵排放濃度≤30mg/m3；二是減少灰倉卸灰時的二次揚(yáng)塵污染；三是實現(xiàn)除塵系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控和自動化、集中化控制，實時掌握高爐出鐵情況和排放指標(biāo)，以調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)節(jié)省能源和保證風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運行；四是優(yōu)化改造充分考慮設(shè)備利舊，以節(jié)省費用。

3 爐前除塵系統(tǒng)的優(yōu)化

3.1 鐵口區(qū)除塵的改進(jìn)

邯鋼西區(qū)高爐爐前渣鐵溝均為封閉結(jié)構(gòu)，煙塵主要發(fā)生區(qū)域為出鐵口，雖然在出鐵口位置分配風(fēng)量最大，但實際的除塵效果并不理想，尤其是在兩個鐵口同時出鐵時，除塵系統(tǒng)來不及抽取煙氣，很容易導(dǎo)致鐵口區(qū)域煙塵彌漫；有時外界氣流的擾動也會導(dǎo)致煙塵脫離除塵范圍，逸散至大氣環(huán)境中造成污染。

根據(jù)以上情況，除塵系統(tǒng)進(jìn)行了以下改進(jìn)：首先改善系統(tǒng)抽風(fēng)效果，根據(jù)高爐風(fēng)口平臺設(shè)計特點，在泥炮機(jī)、開口機(jī)的對側(cè)設(shè)置了側(cè)吸煙罩，并在風(fēng)口平臺端部鐵口上方設(shè)置了頂吸罩，采用側(cè)吸與頂吸相結(jié)合的方式優(yōu)化了吸塵效果。二是對出鐵場屋頂天窗的優(yōu)化設(shè)計，將其改為電動開啟式天窗，當(dāng)鐵口除塵設(shè)施出現(xiàn)故障時，即可快速關(guān)閉天窗，防止出鐵場內(nèi)煙塵向外逸散。

3.2 擺動流嘴的優(yōu)化

流嘴部也是出鐵口區(qū)的主要產(chǎn)塵點，其煙塵主要來自于鐵水對流嘴的沖刷。系統(tǒng)原設(shè)計采用單一吸風(fēng)口，吸塵效果較差，吸力有效范圍小，排渣較多時，易出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象。針對這種情況，對出鐵口流嘴部進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，將擺動流嘴采取兩側(cè)對角抽吸的方式，兩股風(fēng)流對角錯位流動，達(dá)到了強(qiáng)化吸風(fēng)的效果。

3.3 系統(tǒng)運行與控制

出鐵場除塵系統(tǒng)控制方式包括集控室畫面操作和現(xiàn)場機(jī)旁操作，由于現(xiàn)場除塵環(huán)境復(fù)雜，因此一般采用集控室手動操作。改種控制方式雖然較為可靠，但系統(tǒng)運行效率并不高，能耗較大。因此在集控室控制環(huán)節(jié)增加了PLC電腦操作系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化了操作界面，實現(xiàn)對除塵系統(tǒng)的自動化控制運行，促進(jìn)了系統(tǒng)的高效可靠運行。

通過增加PLC控制系統(tǒng)，主要實現(xiàn)了以下功能，包括對現(xiàn)場參數(shù)、數(shù)據(jù)的動態(tài)實時顯示和采集；對除塵系統(tǒng)工藝的監(jiān)視、報警；對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的存儲、查詢及打印生成報表。

另一方面，還在除塵值班室內(nèi)安裝了監(jiān)視器，實現(xiàn)了對出鐵過程的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，從而能夠及時調(diào)節(jié)除塵系統(tǒng)運行負(fù)荷，減少能源浪費。

3.4 對風(fēng)量控制的優(yōu)化

在鐵溝檢修時，由于產(chǎn)生的煙塵量不大，此時如果還按照正常出鐵時的除塵風(fēng)量，顯然會造成能源的不必要浪費。在一些控制風(fēng)量的關(guān)鍵部位安裝調(diào)節(jié)閥，通過開度控制實現(xiàn)了對不同除塵點間風(fēng)量的精細(xì)化調(diào)節(jié)。

一是在除塵干管上安裝調(diào)節(jié)閥，根據(jù)各鐵口出鐵或是檢修的情況調(diào)節(jié)開度，確保對鐵口間風(fēng)量的合理分配；

二是在鐵口區(qū)除塵點支管上安裝電動調(diào)節(jié)閥，根據(jù)鐵口開閉情況合理控制鐵口頂吸風(fēng)量；

三是在撇渣器支管上安裝調(diào)節(jié)閥，在撇渣器渣鐵流量較大時通過調(diào)節(jié)閥增大風(fēng)量，而在渣鐵流量和產(chǎn)塵量較小時適當(dāng)減小風(fēng)量，繼而實現(xiàn)對撇渣器風(fēng)量的精確調(diào)節(jié)。

4 爐前除塵系統(tǒng)優(yōu)化后的效果分析

經(jīng)過對高爐爐前除塵系統(tǒng)的優(yōu)化改造，提高了風(fēng)能的使用效率，節(jié)省了能耗，同時改善了系統(tǒng)的除塵效果。改造后粉塵出口濃度降低至≤21mg/m3，全年累計減少粉塵排放2000余噸，實現(xiàn)了節(jié)能減排目標(biāo)。

此外，也為企業(yè)降低了排污成本，增加了經(jīng)濟(jì)收益，按照每削減1t粉塵可減少150元排污費計算，可為企業(yè)節(jié)支40余萬元，回收的除塵會也為企業(yè)增加了額外的經(jīng)濟(jì)收入。