某鋼鐵廠煉軋車間三次除塵工程初步設計

李佳霖

摘 要：隨著國家環保督察不斷升級的壓力之下，鋼鐵企業的環保工作刻不容緩。本文針對煉軋車間環境污染情況，新建三次除塵系統，以解決廠房煙塵問題。

關鍵詞：排放達標;三次除塵;除塵罩

中圖分類號：TF769 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0007-02

1 生產綱領

1.1 工程概況

某鋼鐵廠煉軋車間現有150t級轉爐n座，150t級LF爐n座，150t級VD爐n座。在現有轉爐一次除塵及二次除塵正常運轉的情況下，轉爐加廢鋼及兌鐵水時，仍有部分煙塵外溢至廠房頂，排入室外嚴重污染環境;有時爐內噴濺或氧槍口泄漏也會造成煙塵外溢至廠房頂污染環境。此外，如混鐵爐兌鐵時、精煉爐冶煉時、鋼包烘烤時等情況，也有煙塵飄至廠房屋頂。在國家環保督察不斷升級的壓力之下，此問題日益突出，煉軋車間急需實施三次除塵系統，以解決廠房屋頂冒煙問題。

1.2 項目現狀及存在的問題

煉軋車間轉爐煉鋼的工藝流程為：鐵水→鐵水罐（或倒罐或鐵水預處理）→轉爐冶煉→吹氬→或精煉→連鑄→精整→出廠或至軋鋼。

目前煉軋車間的轉爐除塵現狀：

（1）鐵水在加料跨轉運產生的煙塵沒有捕集裝置，造成房頂冒煙。（2）在轉爐兌鐵水或加廢鋼時，特別是冶煉時爐內大噴，會有大量煙塵外逸，從加料跨和轉爐跨氣樓排出，造成廠房房頂冒煙較頻繁。（3）在冶煉的過程中也有部分煙塵從轉爐跨氧槍通道溢出至廠房房頂。（4）混鐵爐兌鐵由于鐵水罐操作原因，罩子偏小，不能直接接受垂直上升的熱煙氣，從罩子上方溢出至廠房房頂。轉爐氬站在吹氬過程中，亦有大量煙溢出至廠房房頂。（5）加料跨北側3個烘烤器區域工作時無煙氣捕集設施，煙氣外溢至廠房房頂。（6）加料跨脫硫站區域由于兌鐵后的鐵水罐回到鐵水接受處，行程過程中煙氣持續外溢至廠房房頂。（7）VD真空爐區域工作時無煙氣捕集設施，煙氣外溢至廠房房頂。（8）1～3#LF爐只有爐內排煙，冶煉時煙氣外溢至廠房房頂。（9）3套鋼包熱修及中包傾翻區域由于吸塵罩設置不合理及風量不足原因，除塵效果不佳。

隨著產能的提升和生產工藝的變化，煉軋車間廠房房頂冒煙現象越來越頻繁，嚴重污染環境，必須在煉軋車間相應產塵區域屋頂實施三次除塵改造。

1.3 設計原則

（1）在節能、綜合利用、安全生產、工業衛生及消防等方面，全面執行國家及行業的法律法規及標準。最終達到“環保、經濟、實用”的三優設計。（2）在確保現有廠房結構安全可靠的前提下，設計屋頂罩及配置管網。（3）除塵設備為生產服務，以不影響生產操作和設備檢修為首要原則。（4）按照“成熟、可靠、先進、實用”的原則，選用成熟可靠的技術和產品;采用的技術必須是經得住實踐考驗，且能長期穩定、安全可靠運行。（5）滿足國家和企業對轉爐煉鋼車間煙塵達標排放的要求。（6）除塵設施劃分及系統配置合理，工藝流程順暢，采用節能降耗技術，減少生產運行成本，節約能源，降低工人勞動強度，改善工作條件及環境。（7）性價比優良，運行費用低，投資省、效果好為根本原則。

1.4 設計指標

（1）煙囪顆粒物排放濃度≤10mg/Nm3。（2）崗位顆粒物無組織濃度≤5mg/Nm3（去除環境本底值）。

2 技術方案

2.1 建設內容

轉爐三次及屋面除塵新建3套風量120萬m3/h的除塵系統;鋼包熱修新建1套風量25萬m3/h的除塵系統;中間包傾翻新建1套微霧抑塵系統。

2.1.1 新建轉爐三次及屋面除塵系統

轉爐三次及屋面除塵系統新建3套風量120萬m3/h的除塵系統。

通過現場實地勘察，擬新上三次除塵的除塵點位有加料跨屋頂及轉爐跨屋頂。屋面除塵點位有脫硫站之間屋頂、混鐵爐屋頂、烘烤器屋頂、VD爐屋頂、1#LF爐屋頂、2#LF爐屋頂、3#LF爐屋頂。

加料跨三次除塵采用廠房密封，并在吊車及屋面上部中間設置捕集罩的排氣工藝。即將加料跨爐前區域廠房現有的氣樓全部密封，在正對著爐體上方的加料跨廠房房頂內部用4mm厚的鋼板設置屋頂罩排氣，將轉爐跨與加料跨用輕鋼圍護結構（面板采用波紋型2-3mm厚鋼板）沿柱線隔開，從行車梁頂部封至廠房屋面，且與氣樓換氣相結合的方式解決轉爐加料時產生的廠房外溢煙氣。

轉爐跨三次除塵采用氧槍氣樓屋頂罩煙氣捕集換氣工藝。用輕鋼圍護結構（面板采用彩色壓型鋼板）從皮帶散料倉頂部封至廠房屋面，避免橫向氣流對煙氣的干擾，并將轉爐跨氣樓改造成屋頂罩（用4mm厚的鋼板）進行煙氣捕集與換氣。

考慮到鐵水罐兌完鐵水后移動時的煙塵外溢，在脫硫站之間增設捕集罩的排氣工藝。即將氣樓封閉，上部設置屋頂罩及導流板（用4mm厚的鋼板）進行煙氣捕集與換氣。

混鐵爐屋頂、烘烤器屋頂、VD爐屋頂、1#LF爐屋頂、2#LF爐屋頂、3#LF爐屋頂區域將上部氣樓封閉，上部設置屋頂罩及導流板（用4mm厚的鋼板）進行煙氣捕集與換氣。需要對轉爐跨和加料跨間用輕鋼圍護結構封至廠房屋面，避免橫向氣流對煙氣的干擾。

綜合現場除塵器占地、投資、統一備品備件等因素，擬新建三套風量120萬m3/h除塵系統。

2.1.2 鋼包熱修除塵系統

目前，鋼包熱修及中包傾翻共用一套13萬m3/h除塵設施。因除塵器風量不足，除塵效果較差，故3座鋼包熱修新建1套除塵設施，除塵風量25萬m3/h。同時對鋼包熱修除塵罩進行修改，提高捕集效果。中間包傾翻利用現有13萬除塵系統，除塵罩恢復為可移動頂吸罩。

2.1.3 除塵罩設計

（1）屋頂頂吸除塵罩。爐前每臺轉爐設計一個煙罩，煙罩四周設置導流板，煙罩內部角度布置合理，煙氣上升順暢，無聚集煙氣的死角。煙罩南側氧槍立柱側要求向下采用壓型彩涂鋼板封堵，封堵到氧槍緩沖器上邊，內做骨架保證封堵強度與封堵平整度。上部與煙罩南沿連接，以利于煙氣導流。原有的通風豎井要求將原有的彩鋼板拆除，使用鋼板重新封閉，保證除塵管道的氣密性;豎井頂部進行可靠封閉。

其余除塵點屋面上方亦設置導流板，攏煙除塵罩根據實際結構改造天窗或豎井而成。

（2）鋼包熱修除塵罩。由于煙罩及部分管道布置為躲避現有的加沙平臺，設置側吸罩，除塵效果幾乎沒有，由于加沙移動平臺的載重量、驅動電機減速機部分不滿足上部設置除塵罩的重量，故需要新建加沙車及上部除塵罩，設置立柱及上部軌道避開檢修小車，設置頂吸罩，在某新區有實際案例，保證除塵效果良好。

2.1.4 中間包傾翻BEC微霧抑塵

車間配備有兩套中間包傾翻臺，分別為1#傾翻臺和2#傾翻臺，兩套傾翻臺相鄰，為節省投資，考慮共用一套BEC微霧抑塵主機系統，兩套中間包傾翻臺不同時作業。

根據作業過程中的揚塵情況及現場布置，在每臺中間包傾翻平臺四周設置噴霧裝置，兩側各設11個大噴槍，對翻包過程產生的粉塵進行一次噴霧抑制，在靠車間廠房柱列一側設置噴嘴支架，在翻包架約5米高處設置8個大噴槍對粉塵的二次抑制。

考慮到中間包翻卸作業的陣發性揚塵，噴霧裝置具體布置如下：在翻包機轉軸內側兩端分別設4個大噴槍，第一層設2個，安裝高度距平臺約300mm;第二層2個，安裝高度距平臺約1000mm（噴射距離5～8米）。外側分別設7個大噴槍，第一層設3個，安裝高度距平臺約300mm;第二層4個，安裝高度距平臺約1000mm。其支架就近利用現有走道欄桿設置，共22支大噴槍。在車間柱列側支架上再設置8個大噴槍，對煙塵進行二次抑制。

在翻包產生揚塵開始至陣發性揚塵散發出來，整個噴霧抑塵時間約需4min。

工人清掃及鏟裝時，開啟固定橫梁上的8個噴槍抑制崗位粉塵，內側2側各1支，外側2側各4支。共18支。該操作約需作業30min。

在翻包操作平臺上布置BEC主機一臺，噴霧調節裝置及分配器也布置在該平臺上。

由于噴霧粉塵抑制技術的特點，始終有部分粉塵不會被抑制。為了盡可能改善操作人員的工作環境，降低操作臺附件的粉塵濃度，操作區域與翻包臺工作區域之間，設置4個小噴嘴形成霧簾，防止溢出部分的粉塵進入操作臺。在現有中間包傾翻平臺四周設置噴霧裝置，對翻包過程產生的粉塵進行一次噴霧抑制。26套噴霧裝置共用一套BEC主機設備，以節省投資。

運行成本分析：運行成本中主要是藥劑費用。翻包時，噴嘴耗液30.8L/min，一次翻包噴霧4分鐘耗液123.2升，按藥液比1：600，消耗藥劑205.3ml，藥劑單價100元/升計，則中間包翻包全過程抑制劑費用20.53元。其它水、氣、電耗費用戶自理。

因系統設備基本免維護，故所需運行成本相比常規的袋式除塵或噴水，使用成本極低。

2.2 設計范圍

除塵罩、除塵管道、閥門、補償器、支架、除塵器本體、除塵風機、消音器、煙囪等環境除塵設施，BEC微霧抑塵設施，以及配套的土建、給排水、供配電、消防、電信、計量、儀表檢測及自動化控制等。

2.3 綜合能耗指標

布袋除塵能耗如表1和表2所示。

參考文獻

[1] 張殿印，王純.除塵工程設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2003.