高爐干法除塵輸灰存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

孫旭，張威威，張慶，劉文杰

（鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司，遼寧 朝陽(yáng) 122000）

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司2580 m3高爐配套的高爐煤氣布袋凈化系統(tǒng)處理能力為43萬(wàn)m3/h，主要是由14個(gè)除塵箱體、2個(gè)大灰倉(cāng)和2條輸灰管線組成，于2010年11月13日隨高爐投產(chǎn)同步投入使用。正常生產(chǎn)運(yùn)行12個(gè)除塵箱體及1個(gè)灰倉(cāng)，可通過(guò)2條輸灰管線直接將除塵箱體內(nèi)瓦斯灰輸往大灰倉(cāng)，一天輸灰2次，在輸灰過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)大灰倉(cāng)箱體“跑灰”現(xiàn)象。1#、2#灰倉(cāng)從2010年11月13日投產(chǎn)至2012年4月因?yàn)椴即撀湓斐陕┗?，整體更換龍骨、布袋共計(jì)6次，部分更換達(dá)20余次。此外，輸灰管線經(jīng)常出現(xiàn)除塵箱體陶瓷球閥球體損壞、三通及彎頭磨穿等現(xiàn)象。

該干法除塵系統(tǒng)投產(chǎn)之前，崗位人員到本部新4#、新5#高爐配套干法及TRT系統(tǒng)進(jìn)行頂崗學(xué)習(xí)，由于本部干法除塵系統(tǒng)輸灰作業(yè)采用箱體在線輸灰方式，所以鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司干法除塵系統(tǒng)也采用同樣的操作方式，即卸灰過(guò)程不退出箱體，但在實(shí)際操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)這種在線輸灰方式存在大量高爐煤氣對(duì)空放散、污染環(huán)境、崗位員工勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備故障頻繁、維修難度大、費(fèi)用高等缺點(diǎn)。通過(guò)多次實(shí)踐與論證，鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司將輸灰方式由在線輸灰改為離線輸灰，即在卸灰過(guò)程中，退出運(yùn)行箱體，作業(yè)之后再投運(yùn)該箱體，徹底解決了上述問(wèn)題，這種操作方式保證了干法除塵系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 氮?dú)廨敾蚁到y(tǒng)在線輸灰工藝流程

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司干法除塵主要是利用套裝在龍骨之上的布袋過(guò)濾，將荒煤氣中的灰塵收集后，再進(jìn)行氮?dú)饷}沖打灰，灰塵落入灰斗，由氮?dú)廨敾蚁到y(tǒng)將除塵箱體灰斗內(nèi)的瓦斯灰送入大灰倉(cāng)外運(yùn)。

氮?dú)廨敾蚁到y(tǒng)采用在線輸灰方式。氮?dú)廨敾蚁到y(tǒng)主要包括氮?dú)鈨?chǔ)罐、調(diào)壓閥組、氮?dú)廨斔凸艿馈⑾潴w卸料閥組、輸灰管線、大灰倉(cāng)。氣力輸灰系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，首先打開(kāi)輸灰管線氮?dú)饪傞y，用氮?dú)鈱?duì)整條輸灰管線掃線，清除管線內(nèi)的積灰，然后分別打開(kāi)箱體下端的陶瓷球閥和圓頂閥，箱體內(nèi)的積灰進(jìn)入輸灰管線，以氮?dú)鉃閯?dòng)力推動(dòng)物料進(jìn)入大灰倉(cāng)。每個(gè)箱體必須獨(dú)立卸灰，以免同時(shí)卸灰造成輸灰管線堵塞。輸灰管線壓力控制在30～50 kPa，當(dāng)箱體內(nèi)壓力沒(méi)有大的波動(dòng)，并逐漸減小至約20 kPa時(shí)，依次關(guān)閉圓頂閥、陶瓷球閥；當(dāng)所有箱體都單獨(dú)完成卸灰作業(yè)后，再用氮?dú)鈱?duì)整條輸灰管線掃線，輸灰氮?dú)庥纱蠡覀}(cāng)頂部放散排空，然后關(guān)閉氮?dú)廨敾议y，本次輸灰流程結(jié)束，輸灰時(shí)間約70 min。鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司干法在線除塵輸灰工藝見(jiàn)圖1所示。

2 在線輸灰存在的問(wèn)題及分析

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司干法除塵系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)，因箱體出現(xiàn)“跑灰”現(xiàn)象，共計(jì)檢修20余次，檢修的主要原因是由于布袋脫落造成“跑灰”。此外，輸灰管線經(jīng)常出現(xiàn)除塵箱體陶瓷球閥球體損壞、三通及彎頭磨穿等現(xiàn)象，影響輸灰系統(tǒng)正常運(yùn)行。針對(duì)氮?dú)廨敾蚁到y(tǒng)存在的問(wèn)題，鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司系統(tǒng)分析了故障產(chǎn)生的原因。

（1）輸灰過(guò)程中，由于不退出運(yùn)行箱體，除塵箱體內(nèi)大量高爐煤氣會(huì)被帶入輸灰管線進(jìn)入大灰倉(cāng)，使大灰倉(cāng)內(nèi)差壓過(guò)高（約30 kPa），從而擠壓龍骨，導(dǎo)致龍骨變形、布袋脫落，除塵灰被排放。

（2）箱體內(nèi)高爐煤氣在卸灰過(guò)程中，攜帶除塵灰在彎頭內(nèi)高速通過(guò)，沖刷陶瓷球閥、三通、彎頭，加劇了輸灰系統(tǒng)的磨損。

（3）崗位人員依靠輸灰系統(tǒng)的壓力判斷卸灰程度，由于大量的高爐煤氣進(jìn)入輸灰管線，給判斷增加了難度，延長(zhǎng)了卸灰作業(yè)時(shí)間，造成了輸灰氮?dú)獾睦速M(fèi)。

（4）進(jìn)入大灰倉(cāng)的氮?dú)?、高爐煤氣由大灰倉(cāng)頂部的DN150放散管對(duì)空排放，若帶入的高爐煤氣流量過(guò)多，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染，同時(shí)也會(huì)造成高爐煤氣的浪費(fèi)。

（5）大量高爐煤氣對(duì)空放散，對(duì)高爐頂壓的調(diào)節(jié)造成擾動(dòng)。

3 解決對(duì)策

為了徹底解決氮?dú)廨敾蚁到y(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次分析研究，并根據(jù)運(yùn)行實(shí)踐，提出了輸灰工藝流程的改進(jìn)措施。即在輸灰過(guò)程中，首先用氮?dú)鈱?duì)輸灰管線掃線，然后打開(kāi)箱體的陶瓷球閥，關(guān)閉該箱體的出、入口蝶閥，打開(kāi)操作箱體的圓頂閥進(jìn)行輸灰，此時(shí)管理工監(jiān)視輸灰管線壓力變化(約為10 kPa)，當(dāng)壓力沒(méi)有波動(dòng)時(shí)（約為6 kPa），依次關(guān)閉圓頂閥和陶瓷球閥，打開(kāi)箱體的出、入口蝶閥，此箱體輸灰結(jié)束。完成所有除塵箱體輸灰操作后，對(duì)輸灰管線進(jìn)行氮?dú)鈷呔€，輸灰作業(yè)完成。

采用離線輸灰方式能夠降低設(shè)備負(fù)荷。原在線輸灰方式由于未關(guān)閉箱體出、入口閥門導(dǎo)致輸灰壓力較大（最高可達(dá)約70 kPa），每個(gè)箱體輸灰時(shí)間約7 min。通過(guò)輸灰流程的改進(jìn)，使輸灰壓力降低至20 kPa,輸灰時(shí)間減少到5 min。在線和離線輸灰單個(gè)箱體輸灰時(shí)的壓力變化曲線對(duì)比見(jiàn)圖2所示。

采用離線輸灰法可以使進(jìn)入輸灰管線的煤氣量明顯減少，從而對(duì)大灰倉(cāng)內(nèi)的龍骨和布袋的損害降低（壓力10 kPa左右），同時(shí)除塵灰的流速降低，減小了彎頭和輸灰管線的磨損，此外，采用離線輸灰方式，由于除塵箱體內(nèi)的高壓煤氣不再被帶入輸灰管線進(jìn)入大灰倉(cāng)對(duì)空排放，杜絕了瞬間泄壓的可能，保證了高爐頂壓的穩(wěn)定性。

4 效果分析

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司從2012年4月干法除塵箱體采用離線輸灰操作法至今，未出現(xiàn)除塵箱體陶瓷球閥球體損壞、三通及彎頭磨穿，大灰倉(cāng)內(nèi)籠骨變形、籠骨頂起、布袋傾斜、布袋脫落等故障，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在線輸灰與離線輸灰檢修項(xiàng)目對(duì)比見(jiàn)表1。表1中在線輸灰時(shí)間為2011年11月～2012年4月；離線輸灰時(shí)間為2012年5月～2014年9月。

表1 在線輸灰與離線輸灰檢修項(xiàng)目對(duì)比表

現(xiàn)在每次輸灰非常順暢，每天進(jìn)行2次輸灰，每次輸灰約為45 min，兩種方法比較，箱體離線輸灰操作法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）崗位人員對(duì)于輸灰終點(diǎn)易于判斷，不受高爐煤氣壓力的影響，方便操作；

（2）每天節(jié)約操作時(shí)間約50 min，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，間接延長(zhǎng)了輸灰管線的使用壽命；

（3）減少了帶入輸灰系統(tǒng)的煤氣量，減少輸灰管線磨損，特別是陶瓷球閥、三通、彎頭的磨損情況有明顯好轉(zhuǎn)；

（4）減少了輸灰過(guò)程中煤氣流對(duì)灰倉(cāng)布袋的沖擊，降低了大灰倉(cāng)壓力，減少了由于氣流沖擊及壓力過(guò)高導(dǎo)致的籠骨變形，降低了灰倉(cāng)事故的頻次，延長(zhǎng)了大灰倉(cāng)的使用周期，對(duì)保證高爐安全生產(chǎn)提供了可靠保障；

（5）由于箱體離線輸灰，除塵箱體內(nèi)的高壓煤氣不再被帶入輸灰管線進(jìn)入大灰倉(cāng)對(duì)空排放，杜絕因?yàn)槊簹饬孔兓瘜?duì)高爐頂壓的擾動(dòng)，保證了高爐生產(chǎn)穩(wěn)定。

（6）節(jié)約氮?dú)馐褂?。正常輸灰需氮?dú)饧s為700 m3/h，每天需輸灰2次，離線輸灰后每次操作可減少輸灰時(shí)間25 min,按每年作業(yè)時(shí)間355天計(jì)算，每年節(jié)約氮?dú)饬考s為：25/60×700×2×355＝20.7 萬(wàn) m3。

（7）減少了高爐煤氣的損失，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

5 結(jié)語(yǔ)

鞍鋼集團(tuán)朝陽(yáng)鋼鐵有限公司離線輸灰操作方式在對(duì)原系統(tǒng)設(shè)計(jì)不做任何改動(dòng)的情況下，通過(guò)操控系統(tǒng)的閥門開(kāi)閉順序能夠解決在線輸灰方式在運(yùn)行中出現(xiàn)的各類問(wèn)題，減少了設(shè)備故障、能夠降低崗位員工勞動(dòng)強(qiáng)度和輸灰介質(zhì)的消耗，同時(shí)因其密封性好，可避免輸卸灰過(guò)程中煤氣外泄，解決了高爐煤氣對(duì)空放散污染環(huán)境的問(wèn)題，此外，此操作方式運(yùn)行可靠，有一定的經(jīng)濟(jì)效益，此離線輸灰操作方式值得借鑒。