加濕攪拌機抑塵抽風裝置的設計與應用

劉 偉，韋 俊，李 勇

（柳州鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，廣西柳州 545002）

0 引言

廣西柳州柳鋼集團有限公司是我國華南、西南乃至泛北部灣經濟圈的特大型鋼鐵聯合企業，2000—2010年，柳鋼開啟了跨越式發展階段，至2010年12月29日，柳鋼年產量首次突破1000萬噸大關，正式邁入了千萬噸級鋼企行列。在柳鋼跨越式發展的10年期間，產能大幅度提升的同時，也加大了環保設施的投入。大量廢水、廢氣、廢渣處理設施的投用，使柳鋼生產區域環境得到了顯著提升，在環保設備、設施投入生產、運行后，日常操作、維護過程中，針對系統、現場存在的缺陷和不足開展針對性的創新改造，以保障環保設施的安全、高效運行和現場環境的穩定達標。

1 系統現狀

柳鋼煉鐵廠環水車間負責高爐配套凈環軟水系統、渣處理系統及環境除塵系統的生產運行管理。其中，環境除塵系統包括各高爐配套爐前除塵、礦槽除塵、轉運站除塵等設備設施，各種除塵設備共計36臺套。環境除塵系統均使用低壓脈沖袋式除塵器，配套低壓離心風機，高爐爐前、礦槽、鑄鐵機除塵器風量32～142萬m3/h，轉運站、供料集中除塵風量2.7～18.5萬m3/h。除塵濾袋使用550 g/m2普通滌綸針刺氈，布袋規格125 mm×6000 mm。

低壓脈沖袋式除塵系統主要工藝流程如圖1所示。低壓離心風機高速旋轉時，在除塵管路及除塵器內產生負壓，現場含塵煙氣在負壓作用下被抽吸干凈，經除塵總管送至除塵器進行塵、氣分離。在過濾分離過程中，通過滌綸針刺氈過濾，粉塵被攔截在濾袋外部，過濾后達標、干凈的空氣經過除塵風機，通過煙囪排放到大氣中；滌綸針刺氈外部隔離的粉塵達到一定量后，通過定時、定壓差反吹，灰塵落入除塵器箱體下部的灰斗，放灰操作人員根據灰量定期通過星型卸灰閥放灰，經下方的埋刮板機，輸送至大灰倉集中存放。當大灰倉內除塵的灰量足夠多時，經加濕攪拌機加濕卸灰后，通過汽車外運。

圖1 低壓脈沖袋式除塵系統工藝流程

2019年，生態環境部等五部委下發了《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》（環大氣2019 35號）[1]，在無組織排放方面，要求所有物料儲存、輸送和生產工藝過程采取密閉、封閉等有效措施，產塵點及車間廠房外不得有可見煙粉塵外溢。

在生態環境部等五部委提出超低排放要求前，雖然一直使用普通敞開式貨車運輸環境除塵粉塵，但也要求盡最大努力減少各區域、環境的粉塵外溢。因此在卸灰過程中，必須通過加濕攪拌機對灰塵進行加濕后再落到汽車車廂內，以減少放灰過程中的二次揚塵。由于36臺套除塵系統每天都要放灰，加濕攪拌機的工作環境惡劣，磨損、腐蝕嚴重，內部結灰嚴重，需要定期對加濕攪拌機內的積灰進行清理，加上放灰過程中要實時觀察下灰、加濕情況，因此加濕攪拌機蓋板無法完全密封，也未配備二次除塵設施。在放灰過程中，干灰從下料口落入加濕攪拌機時，較大的高差導致有輕微的二次揚塵現象，在加濕攪拌操作過程中，由于操作工人工作量大、技術不熟練、操作失誤、打水不足等原因也會產生揚塵現象，導致現場環境惡劣，達不到環保標準，還影響操作工人的身體健康。

2 加濕攪拌機抑塵抽風裝置的設計

2.1 降塵方案的選定

針對現場放灰過程中加濕攪拌機區域經常發生二次揚塵現象，車間組織技術人員進行攻關改進。通過對現場揚塵情況進行觀察、統計、分析，發現導致放灰二次揚塵的原因主要有：①放灰操作人員的技術水平差。放灰操作人員剛上崗或人員變動時，經常出現放灰操作時閥門、加濕機、水閥開關步驟、時機、開度不合適，導致灰量、水量不匹配，二次揚塵嚴重；②操作人員工作責任心不強。放灰過程中，需要仔細觀察灰量、加濕效果進行實時調控，操作人員未及時調控，將導致揚塵現象；③加濕攪拌機、卸灰閥等設備老化、磨損。由于設備維護、檢修不及時，卸灰閥、加濕機磨損后未及時更換，導致卸灰量難控制，加濕攪拌效果差，水、灰混合不均勻，導致二次揚塵；④現場環境自然風的影響。各放灰現場均處于室外，大部分放灰點只有兩邊有擋墻，前后通透，放灰過程中，特別是放灰初期，由于除塵灰落差大，有自然風吹過時，會帶起大量灰塵。

針對排查發現的揚塵主要原因進行針對性改進，首先由維保單位全體管理人員對放灰操作人員進行專門的技術培訓，對放灰步驟、現場觀察的位置與方法、閥門開度及調控要求等技術要求進行手把手的現場操作培訓，直至全部掌握為止；其次，對現場揚塵、灑落情況加強檢查和考核，通過嚴格管理，督促操作人員提高責任心，精心操作、避免失誤；再次對現場刮板機、卸灰閥等磨損嚴重的設備進行更新改造，對噴淋水裝置進行優化，增加灰倉聲波振動器，提高卸灰設備設施的穩定運行率；最后，對放灰點現場環境進行優化改進，在放灰點前后增加擋簾，減少自然風造成放灰過程中的二次揚塵現象。

在上述措施落實后，現場二次揚塵現象雖然得到了有效控制，但未得到根治，隨著新設備的使用、磨損，有些問題可能會重復出現，因此，通過組織車間、維保單位技術人員研討，車間計劃利用現場環境的優勢，增加加濕攪拌機抑塵抽風裝置，及時將加濕攪拌機區域散逸的粉塵回收，從根本上減少二次揚塵情況的出現。

2.2 加濕攪拌機抑塵抽風裝置方案設計

由于廠內各環境除塵系統均使用低壓脈沖袋式除塵器，整個除塵管路及除塵器區域均為負壓狀態，各加濕攪拌機距離除塵器進口總管較近，因此，將加濕攪拌機視為一個新的揚塵點，增加配套的除塵設施，即抑塵抽風裝置。計劃從除塵器進口總管側面開一個DN350的抽風管接口，從接口處開始敷設DN350抽風管至加濕攪拌機處，與加濕攪拌機蓋板連接，抽風管上安裝DN350電動控制閥，加濕攪拌機蓋板起除塵罩的作用。方案設計如圖2所示。

圖2 加濕攪拌機抑塵抽風裝置組成

2.3 加濕攪拌機抑塵抽風裝置工作原理

正常生產過程中，抑塵抽風管上的電動蝶閥關閉，避免造成除塵系統風量浪費。在卸灰操作時，先打開抽風抑塵管上的電動蝶閥，啟動加濕攪拌機，然后打開大灰倉下部的卸灰閥，最后打開加濕機水管閥門，開始加濕卸灰，大灰倉內的除塵灰經大灰倉底部的卸灰閥均勻、連續地落入加濕攪拌機內，均勻加水后，經過雙軸加濕機攪拌，除塵灰與水均勻混合后以濕潤的大顆粒或小塊狀從加濕攪拌機出口落入下方的汽車車廂。

除塵灰從大灰倉落入加濕攪拌機、水流沖擊除塵灰、攪拌機攪拌過程中均會產生少量二次揚塵。在除塵風機的抽力下，除塵總管及抽風管內均保持負壓，打開抑塵抽風管上的電動蝶閥后，抽風管產生抽力，及時將加濕攪拌機區域的二次揚塵抽走，進入除塵器過濾后達標排放。當抽風管與加濕機蓋板密封較好時，還能在加濕機內形成負壓，只要很小的風量，就能達到很好的抑塵效果。

3 加濕攪拌機抑塵抽風裝置應用效果

抑塵抽風裝置方案確定后，車間安排維保單位開始安裝施工，結合現場環境和環保要求，在各高爐爐前除塵、礦槽除塵等灰量較大的大型除塵系統安裝抑塵抽風管17套。出于降低成本考慮，抑塵抽風管上未訂貨、采購安裝電動蝶閥，而是利舊安裝水系統檢修更換下來的手動蝶閥，將舊蝶閥清洗、保養后重復利用，除操作困難些外，閥門的切斷效果達到了現場需求。

管路及閥門安裝完成后現場進行了效果測試，沒有抑塵抽風裝置時，卸灰操作過程中經常會有輕微揚塵，操作不當時還會出現比較嚴重的二次揚塵現象。但打開抑塵抽風管蝶閥后，加濕機區域的粉塵迅速被抽吸干凈，現場無肉眼可見粉塵，現場環境明顯改善。

施工抑塵抽風管時同步考慮“一管兩用”。安裝施工過程中，保持抑塵抽風管盡量順直，減少彎頭數量，在檢修期間，抑塵抽風管還能作為除塵總管積灰清理的卸灰管。由于除塵總管管徑大，管道長，有少部分粉塵在除塵總管水平段沉積下來，日積月累后重量超過支架的設計能力，將會影響除塵管道的安全運行，因此需要定期對除塵總管內的積灰進行清理。停機檢修期間，施工人員進入除塵總管清理總管內的積灰時，打開抑塵抽風管電動蝶閥，可以直接將積灰倒入抑塵抽風管，積灰順著抑塵抽風管進入加濕攪拌機，經加濕后裝車外運[2]，降低了清灰人員的勞動強度，也避免了清理、轉運粉塵過程中產生的二次揚塵污染環境現場。

4 結語

加濕機抑塵抽風裝置設計、安裝、應用后，達到了預期的效果，并據此申報了實用新型專利成果。

雖然加濕機抑塵抽風裝置應用的點很少，解決的問題也不大，但創新的巧妙思維，加上技術也不復雜，可以推廣應用的面還是比較廣的。在目前環保工作的高要求下，環保無小事，在日常生產操作、管理維護過程中，肯定會遇到各種各樣的問題，但只要發揮集體的智慧，共同思考、商討，一定可以想到很好的解決辦法，只有這樣，企業的環保管理工作才能持續進步。