塑燒板除塵器在冶金軋制工序中的應(yīng)用實(shí)例

朱佩璋

某熱軋廠20世紀(jì)90年代建成投產(chǎn)時(shí),未設(shè)置除塵設(shè)施。2001年改造增加了機(jī)組不銹鋼鋼種軋制能力,生產(chǎn)能力也得到提高,機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的煙氣量和濃度也隨之提高了很多。為改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),提高職業(yè)衛(wèi)生水平,故需增設(shè)軋機(jī)煙塵凈化設(shè)施。

1 現(xiàn)場調(diào)研情況

為了有針對性地處理含塵煙氣,對現(xiàn)場進(jìn)行了充分的調(diào)研,同時(shí)委托專業(yè)部門對煙氣進(jìn)行了多次取樣測試。測試結(jié)果表明,軋機(jī)在軋制過程中,尤其是軋制不銹鋼鋼板時(shí)的煙氣,其成分主要為鐵的氧化物(FeO,Fe2O3);粒徑超細(xì),具體為:5 μ m 以下的65%,2 μ m 以下的 5%;含塵濃度較高,為 0.5 g/(N?m3)～6 g/(N?m3)左右;同時(shí)含油含水,含油率3%～4%(重量百分比),含水率 3%～8%(重量百分比);煙氣溫度:80℃。另外,由于軋機(jī)設(shè)備改造前不需設(shè)置除塵系統(tǒng),廠房內(nèi)場地相對狹窄,新增設(shè)除塵設(shè)備不得妨礙生產(chǎn)操作的要求。

2 除塵系統(tǒng)工藝

2.1 工藝流程

除塵系統(tǒng)工藝流程為:含塵氣體通過吸塵罩、流量調(diào)節(jié)閥、除塵管道后進(jìn)入除塵器,凈化空氣從進(jìn)入風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排出廠房外的大氣中,除塵器收集的粉塵進(jìn)入灰斗,卸至密閉小車內(nèi)運(yùn)出。

2.2 系統(tǒng)布置

根據(jù)現(xiàn)場機(jī)組布置與操作運(yùn)行情況,將整個(gè)除塵系統(tǒng)均布置于廠房內(nèi)主軋線軋機(jī)的傳動(dòng)側(cè)南面,以利于工藝流程順暢。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備煙塵排放地點(diǎn),在軋機(jī)前、后設(shè)置除塵罩。由于是對已有生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造,故除塵罩的設(shè)置不僅要保證軋制不銹帶鋼時(shí)產(chǎn)生的煙氣全部捕捉不外逸,而且必須基于已有設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)置,滿足生產(chǎn)運(yùn)行和操作檢修要求。經(jīng)過多方結(jié)合討論,軋機(jī)前除塵罩設(shè)計(jì)為將軋機(jī)立輥前部用四扇大門封閉并設(shè)抽風(fēng)口,中間雙扇可折疊以便于換輥檢修;后部吸塵罩則用可拆卸的活動(dòng)鋼板封閉在軋機(jī)上方并留檢修門,以便于主軸、電機(jī)的更換;除塵罩頂部標(biāo)高不超過10.5 m,便于天車正常運(yùn)行以及除塵罩的日常維修和保養(yǎng)。經(jīng)過計(jì)算,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)總風(fēng)量為160 000 m3/h。

3 除塵器的選擇

目前,除塵系統(tǒng)中使用最普遍的布袋除塵器由于濾袋在處理此溫度(80℃)含油、含水煙氣時(shí)會(huì)受潮板結(jié)堵塞不能使用;干式靜電除塵器則由于煙氣中含油、含水造成粉塵粘附性增大,捕集效果急劇下降;濕式靜電除塵對粉塵適應(yīng)性較差,本工程煙氣隨著鋼種的變化,含塵量、粒徑、比電阻均會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化,因此,濕式靜電除塵捕集效率也會(huì)發(fā)生變化,造成排放濃度不易保證持續(xù)穩(wěn)定,同時(shí)現(xiàn)場沒有污水處理場地,限制了濕式電除塵器的應(yīng)用;旋風(fēng)、迷宮等機(jī)械除塵設(shè)備由于除塵效果差、體積較大等因素,本次工程無法選用。經(jīng)過反復(fù)比選,最終選用了塑燒板除塵器。

塑燒板除塵器使用塑燒板代替過濾部件的除塵器,適合規(guī)模不大、氣體中含有一定水分、油分的揚(yáng)塵場合。其工作原理與普通袋式除塵器基本相同,但屬于表面過濾,主要是篩分效應(yīng)。具體優(yōu)點(diǎn)如下:1)除塵效率高。因其本身特有的結(jié)構(gòu)和表面過濾方式的特點(diǎn),除塵效率極高,處理后的排放濃度通常小于10 mg/m3,特別適合于本工程煙氣中超細(xì)粉塵的處理。試驗(yàn)表明,對2 μ m以下超細(xì)粉塵的捕集具有很高的除塵效率,能夠滿足本工程中要求的煙塵排放濃度——小于20 mg/(N?m3)。而且還降低了過濾板的表面阻力,減小了除塵器本體的設(shè)備阻力。2)強(qiáng)耐濕、耐油性能。由于塑燒板制成過濾片的材料特性及表面和孔隙經(jīng)過氟化樹脂處理,具有完全的疏水性,最適宜處理高含水量或含油量的粉塵。對除塵器的內(nèi)壁采用了高強(qiáng)度樹脂涂層,不但表面光滑不容易板結(jié)而且增加了使用壽命。3)清灰效果好。由于塑燒板固有特性及其光滑處理的表面,此種氧化鐵粉塵不會(huì)與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和附著現(xiàn)象;濾片的剛性結(jié)構(gòu)也使得脈沖反吹時(shí)濾片無變形,濾片表層的粉塵極易被清除。另外,干式出灰有利于收集下來粉塵的回收利用。4)壓力損失穩(wěn)定。因塑燒板除塵機(jī)理為表面過濾,粉塵不深入塑燒板內(nèi)部,因此在使用初期,壓力損失增長較快,但很快就趨于穩(wěn)定,阻力波動(dòng)范圍比普通布袋除塵器小得多。5)結(jié)構(gòu)緊湊,占地小。占地面積小,特別適合狹窄場地使用。經(jīng)過實(shí)地測量,本工程中使用的設(shè)備可以在廠房內(nèi)機(jī)旁狹窄場地布置。6)使用壽命長、維護(hù)檢修方便。塑燒濾片的剛性結(jié)構(gòu),大大延長了其使用壽命;濾片無變形,不需要經(jīng)常維護(hù)、檢修。需清洗時(shí),僅需拆下濾板進(jìn)行清洗處理,且更換便利。

4 主要設(shè)備選型及控制

1)塑燒板除塵器選型及控制。根據(jù)所需處理風(fēng)量、場地情況,選擇兩臺(tái)塑燒板除塵器并聯(lián)安裝運(yùn)行,除塵器選擇脈沖在線清灰,無需停機(jī),當(dāng)除塵器處于運(yùn)行工況時(shí),其清灰控制選擇按時(shí)間、壓差混合方式工作,控制由PLC系統(tǒng)自動(dòng)完成,保證了除塵系統(tǒng)始終在良好的運(yùn)行狀態(tài);除塵器出灰時(shí),采用上下料位的綜合控制方式,在集灰斗上設(shè)有高料位器,當(dāng)灰斗內(nèi)粉塵達(dá)到高料位時(shí)在控制柜有報(bào)警顯示。PLC自動(dòng)化主控設(shè)備采用西門子產(chǎn)品,除塵器的工作情況(正常過濾或反吹清灰狀態(tài))可通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并遠(yuǎn)傳。以上控制均可手動(dòng)完成。

主要技術(shù)參數(shù):除塵器處理風(fēng)量:2×(78 000～83 730)m3/h。總過濾面積:3 024 m2。過濾風(fēng)速:0.87 m/min～0.92 m/min。入口含塵濃度:≤10 g/(N?m3)。排放濃度:≤20 mg/(N?m3)。除塵器阻力:≤1 800 Pa。

2)離心引風(fēng)機(jī)。由于輸送含氧化鐵皮的空氣,因此風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、葉輪及蝸殼應(yīng)有較好的抗磨性能,葉輪制作完畢后要進(jìn)行動(dòng)、靜平衡試驗(yàn),要求運(yùn)行平穩(wěn);殼體外表面設(shè)隔聲設(shè)施,噪聲的測量應(yīng)遵守《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定;風(fēng)機(jī)配置有足夠的檢測控制功能以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)(電機(jī))運(yùn)行、停機(jī)、故障、溫度、振動(dòng)值等控制和顯示。上述所有檢測及報(bào)警信號(hào)應(yīng)具備遠(yuǎn)傳至中心控制室的功能,風(fēng)機(jī)和除塵器可實(shí)現(xiàn)連鎖控制。

流量:160 000 m3/h。全壓:4 500 Pa～5 000 Pa。配套電機(jī)功率:N=315 kW/10 kV。

5 實(shí)施后的成果

項(xiàng)目實(shí)施后經(jīng)過四年運(yùn)行,顯示除塵系統(tǒng)效果良好,軋制不銹帶鋼時(shí)產(chǎn)生的煙氣全部捕捉,無煙塵外逸,完全達(dá)到了預(yù)期的目的以及甲方要求。經(jīng)環(huán)保部門多次測試,處理后煙氣粉塵排放濃度均小于13 mg/(N?m3),崗位粉塵小于8 mg/(N?m3),真正達(dá)到了環(huán)保的高標(biāo)準(zhǔn)要求。運(yùn)行四年來,始終保持穩(wěn)定的高效率,無部件損壞更換。經(jīng)計(jì)算,此除塵系統(tǒng)減少粉塵年排放量約600 t,凈化粉塵回收后年創(chuàng)造價(jià)值約為42萬元。

6 結(jié)語

本工程中運(yùn)用塑燒板除塵器凈化熱連軋粗軋機(jī)煙塵是在生產(chǎn)設(shè)備改造后為適應(yīng)我國大力提倡環(huán)保、日益重視安全生產(chǎn)、職業(yè)衛(wèi)生的社會(huì)形勢的要求下增設(shè)的,在粗軋機(jī)除塵中應(yīng)用尚屬首次,經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行顯示,本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型是完全成功的,取得了良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 張殿印,張學(xué)義.除塵技術(shù)手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2002.