武鋼有限一燒435m2燒結(jié)機(jī)脫硫塔改造實(shí)踐

甘子橋，李 淵

（1.武漢鋼鐵有限公司，湖北 武漢 430000；2.深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司丹霞冶煉廠，廣東 韶關(guān) 512300）

燒結(jié)脫硫是“國控污染源”，其運(yùn)行必須與燒結(jié)機(jī)同步，即脫硫停機(jī)，燒結(jié)機(jī)必須停機(jī)，所以脫硫的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

一燒煙氣脫硫于2014年3月份開工建設(shè)，采用丹麥NIRO公司的SDA(旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法)工藝，由武鋼工程技術(shù)集團(tuán)武漢華德環(huán)保工程技術(shù)有限公司總包（主體工藝由鞍鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)，并提供技術(shù)支持），2014年12月底調(diào)試，2015年2月投運(yùn)。其脫硫塔為空塔結(jié)構(gòu)，直徑φ20.3m，配有組合式煙氣分配器，分為中心煙氣分配器和頂部煙氣分配器。設(shè)計(jì)要求60%的煙氣由頂部煙氣分配器進(jìn)入脫硫塔，40%的煙氣由中心煙氣分配器進(jìn)入脫硫塔，均勻地與霧化器形成的細(xì)小霧滴接觸。

1 存在問題及前期處理

存在的主要問題就是積料，脫硫塔內(nèi)及塔出口煙道積料尤其嚴(yán)重[1]。大量積料致使脫硫塔清料工作繁復(fù)，如一燒每10天需停機(jī)清料一次，不僅增加了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本，頻繁的清料工作還給脫硫安全管理和燒結(jié)機(jī)正常生產(chǎn)帶來很大隱患。因此如何通過調(diào)整工藝操作參數(shù)和改善脫硫塔氣流分布形式，改善積料狀況，減少脫硫系統(tǒng)清料工作，對(duì)燒結(jié)的正常生產(chǎn)工作很重要[2]。

一燒脫硫投運(yùn)后，多次檢查發(fā)現(xiàn)脫硫塔積料。2015年5月，脫硫塔底放灰時(shí)發(fā)現(xiàn)了一節(jié)鋼管，懷疑是塔內(nèi)支撐管斷裂。5月18日，第一次開脫硫塔人孔門檢查，發(fā)現(xiàn)支撐管斷裂一根，脫硫塔及出口煙道積料較多。2015年7月3日，又對(duì)脫硫塔進(jìn)行了檢查、清理，脫硫塔內(nèi)積料估計(jì)超過150噸，較5月份脫硫塔及出口煙道積料增加各超過50-80噸。此次還對(duì)相關(guān)安裝尺寸進(jìn)行了檢查和測(cè)量：霧化器安裝底盤水平偏差10-12mm；支撐管變形；期間中心煙道與霧化器中心偏差加大，塔鋼結(jié)構(gòu)立柱支座焊縫撕裂變形，塔體部分焊縫開裂。

為確保一燒煙氣脫硫塔安全運(yùn)行，原燒結(jié)廠于2015年8月25日經(jīng)武漢市環(huán)保局行政許可批準(zhǔn)同意，脫硫停運(yùn)28天對(duì)積料進(jìn)行清理（7、8月份積料增長迅速，且未停機(jī)清料，此次清理積料近2000噸），并由華德環(huán)保公司對(duì)脫硫塔中心分配器進(jìn)行了對(duì)中扶正（施工時(shí)中心煙道對(duì)接錯(cuò)位明顯），并對(duì)塔鋼結(jié)構(gòu)立柱支座進(jìn)行加固（按鞍鋼院圖紙施工），同步增加中心煙道彎頭導(dǎo)流板、進(jìn)氣煙道擋板、除塵器入口煙道導(dǎo)流板（鞍鋼院出圖），重新安裝支撐管，加裝上煙道流量檢測(cè)。2015年9月22日，一燒脫硫檢修完成，投入運(yùn)行，上煙道煙氣量比例為65%，但積料問題并未明顯改善，上煙道煙氣量比例隨著運(yùn)行時(shí)間延長而逐漸增加。

從2015年9月23日起，華德環(huán)保公司對(duì)脫硫塔偏心情況進(jìn)行連續(xù)跟蹤多次檢測(cè)。測(cè)定了全部8個(gè)脫硫塔鋼柱偏移尺寸，選取了3個(gè)點(diǎn)測(cè)定塔體偏移度，具體偏差值見表1、表2（只選取了其中2次檢測(cè)數(shù)據(jù)）。

表1 2016年9月23日檢測(cè)值

表2 2017年1月7日檢測(cè)值

為了再次調(diào)整上煙道流量，2015年底至2016年初在進(jìn)口煙道口多次加裝擋板，第二次在第一次1700mm寬右側(cè)擋板的基礎(chǔ)上加500mm，第三次在左側(cè)加1000mm，第四次在下部加500mm擋板。且使用循環(huán)灰，提高漿液濃度。出口溫度由80-90℃提高到90-100-110℃。密切跟蹤脫硫塔積料情況并及時(shí)清理中心分配器積料（清料周期約10-15天，否則上煙道煙氣量比例達(dá)到90%）。2016年起對(duì)脫硫效率不做要求，保證達(dá)標(biāo)排放即可。增壓風(fēng)機(jī)頻率由運(yùn)行之初的43-45Hz上升到48Hz左右，電流上升到近300A。塔底出灰基本要靠人工捅料。但積料問題仍然嚴(yán)重，塔壁和塔底都有積灰，而且粘料是潮的（附圖1）。下分配器中心先開始積料，一周時(shí)間由中心向周邊積料占下分配器2/3面積。

圖1 塔內(nèi)積料照片

2 積料原因分析

經(jīng)過近半年運(yùn)行，脫硫塔內(nèi)積料惡化，原燒結(jié)廠被迫于2016年4月18日-23日停機(jī)進(jìn)行積料清理。脫硫塔積料非常嚴(yán)重，特別是同下分配器高度一致的塔壁位置，積料厚度目測(cè)有4米左右，出口煙道也有幾米厚的積料。根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析，初步確定積料原因?yàn)椋孩倜摿蛩行姆峙淦骷斑M(jìn)氣煙道存在明顯偏心，偏差度達(dá)600mm(設(shè)計(jì)要求為45mm),該分配器偏心問題是導(dǎo)致脫硫塔積料的主要原因。②一燒脫硫因場(chǎng)地狹小，脫硫塔中心分配器入口煙道為90度直角轉(zhuǎn)彎，不利于煙氣的導(dǎo)入，導(dǎo)致脫硫塔上下煙氣分配比例不均（設(shè)計(jì)分配比為6:4），對(duì)積料的產(chǎn)生有促進(jìn)作用。

3 中心分配器的校正

因環(huán)保要求越來越高，一燒脫硫的停機(jī)整改安排到了2017年3月4日至24日的一燒年修期間。主要施工內(nèi)容為：清理積料500噸（中心分配器高度上方塔壁積料顯著減少，積料主要在塔的靠下部位）。重新設(shè)計(jì)安裝脫硫塔入口煙道（如圖2）；將塔內(nèi)中心煙道利舊移位、校正。

圖2 進(jìn)口煙道改向示意圖

塔內(nèi)中心分配器扶正作業(yè)難度、安全風(fēng)險(xiǎn)均較大，我們組織設(shè)計(jì)方、施工方多次優(yōu)化施工方案，保證了施工安全、質(zhì)量和工期。

（1）脫硫塔壁新煙道連接處開孔，如圖3。

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

圖8

（2）塔內(nèi)離地面13.5m高處搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)，如圖4。

（3）為固定中心煙道及分配器，從塔頂H型鋼梁懸掛鋼繩，分別懸掛兩臺(tái)10t倒鏈，倒鏈分布于煙氣分配器兩側(cè)，煙氣分配器外壁設(shè)置吊耳，兩臺(tái)倒鏈得力吊住煙氣分配器。塔頂10t電葫蘆從霧化器底部中心孔處懸掛鋼繩，延伸至煙氣分配器垂直管道內(nèi)部，垂直管道內(nèi)均勻設(shè)置四個(gè)吊耳，10t電葫蘆得力保證煙氣分配器不發(fā)生傾倒，如圖5。

（4）中心分配器管道底部舊三角支撐拆除：在靠近出口處管道底部加H型鋼作為管托，起到支撐作用，防止底部三角支撐拆除時(shí)，管道發(fā)生瞬時(shí)下墜；如圖6。

（5）中心分配器轉(zhuǎn)向，4名架工聽指揮操作兩臺(tái)5噸倒鏈，同時(shí)2臺(tái)10噸倒鏈，1臺(tái)10噸電葫蘆密切配合。

（6）新三角支撐安裝。

（7）開展原煙道補(bǔ)洞和新煙道焊接加固作業(yè)，同時(shí)煙氣分配器對(duì)接錯(cuò)位的扶正作業(yè)開始進(jìn)行：原10t電葫蘆懸掛位置上移至煙氣分配器頂部錯(cuò)位管道內(nèi)壁（即需扶正的導(dǎo)流板即其下部約900mm管道）；如圖7。

（8）煙氣分配器扶正完畢，恢復(fù)3根水平支撐，如圖8。

4 施工整改后的測(cè)量結(jié)果

通過塔頂霧化器錐體下端口找到中心，搭設(shè)支架后，從中心處吊線測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)及簡要示意圖如下。

（1）分配器頂部中心與霧化器底部端口中心高差4810mm，中心分配器扶正前原始尺寸經(jīng)測(cè)量為4820mm。

圖9

圖10

如圖9，設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)注尺寸為中心分配器頂部與霧化器底部霧化輪端面的高差為4500±30，霧化輪高度標(biāo)注為240，按照上述測(cè)量方法，分配器頂部中心與霧化器底部端口中心高差標(biāo)準(zhǔn)尺寸偏差應(yīng)為4740±30，因此目前中心分配器頂部與霧化器底部霧化輪端面的高差尺寸誤差為+70.

（2）如圖10，以新煙道進(jìn)口中心為正北方，則扶正轉(zhuǎn)向后，分配器頂部中心與霧化器底部端口中心偏差為：南北方向向南偏差-27mm，東西方向向東偏差+36mm。

5 整改后的效果

2017年3月24日年修復(fù)產(chǎn)后，仍按以往的操作參數(shù)運(yùn)行了10天（脫硫劑消耗每天2-3噸，未用循環(huán)灰，出口溫度100℃左右），塔底出料順暢且量較少，布袋壓差600-700多Pa，增壓風(fēng)機(jī)頻率46-47Hz，風(fēng)門80-90%，風(fēng)機(jī)電流200-230A，出口粉塵小于15mg/m3，上煙道煙氣量比例55%。待4月6日返修時(shí)檢查，脫硫塔及出口煙道未有積料。4月12日起使用循環(huán)灰1.5噸/小時(shí)，至4月17日短時(shí)停機(jī)檢查，上煙道煙氣量比例60%，中心分配器中間稍有些許料，但屬正常，整改后的改善效果比較明顯。

6 結(jié)語

年初制定的三個(gè)目標(biāo)：一、完善SDA煙氣脫硫操作標(biāo)準(zhǔn)；二、一燒脫硫每月清料≤1次；三、出口二氧化硫優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)，月平均值≤150mg/m3（見表4），都已完成。

表43 2017年一燒出口二氧化硫排放月均值

在已經(jīng)安裝完的臺(tái)車空車體上，安裝隔熱件、蓖條、側(cè)板等。臺(tái)車使用的效果與壽命問題，不僅要從改進(jìn)其材質(zhì)入手，還要注意解決臺(tái)車車體、隔熱件、蓖條的熱膨脹問題，而保證這些膨脹間隙是靠每個(gè)部件的尺寸嚴(yán)格控制在規(guī)定的公差范圍內(nèi)。