酒鋼不銹鋼混鐵爐電爐除塵系統(tǒng)改造

劉 偉

（酒鋼宏興股份公司不銹鋼分公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 概述

本研究是酒鋼環(huán)境治理設(shè)施改造工程，新增2套除塵系統(tǒng)，改造1 套除塵系統(tǒng)，有效提高煙氣捕集率和除塵效果，降低污染物排放量。

2 除塵系統(tǒng)改造前狀況

酒鋼宏興不銹鋼分公司電爐煉鋼廠安裝有110 t電爐,原電爐除塵系統(tǒng)包含電爐第4 孔排煙除塵、狗屋密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵、電爐上料除塵，除塵風機采用離心式風機。設(shè)計風量為145.2×104m3/h。用于捕集電爐兌鐵、冶煉、出鋼、修爐等過程產(chǎn)生的煙氣，同時兼做電爐加料設(shè)施除塵。但實際使用過程中發(fā)現(xiàn)此設(shè)施在電爐兌鐵、冶煉時的煙氣捕集效果差，大量煙塵從屋頂罩和密閉罩溢出。實測除塵器入口風量僅為107×104m3/h。

3 主要環(huán)境問題

3.1 電爐除塵系統(tǒng)

電爐除塵系統(tǒng)目前除塵效果不理想，電爐兌鐵、冶煉時的煙氣捕集效果差，大量煙塵從密閉罩和屋頂罩溢出，污染廠房內(nèi)外環(huán)境。

3.2 混鐵爐車間熱翻包位、混鐵爐出鐵位

混鐵爐車間熱翻包位、混鐵爐出鐵位和未設(shè)置除塵設(shè)施，煙塵自由擴散，污染廠房內(nèi)工作環(huán)境。

4 除塵系統(tǒng)的改造方案、實施特點

4.1 混鐵爐系統(tǒng)改造的主要內(nèi)容

（1）在混鐵爐出鐵工位設(shè)置吸塵罩和管道，風量匯入現(xiàn)有的鐵水預(yù)處理除塵系統(tǒng)。吸塵罩為固定式頂吸結(jié)構(gòu)，除塵管道和吸塵罩為可拆卸式，在混鐵爐大修期間可拆除吸塵罩和管道。另一方案為頂吸＋側(cè)吸結(jié)構(gòu)，捕集效果相對較好，但對天車操作影響大。

（2）在混鐵爐間翻包位設(shè)置吸塵罩和管道，風量匯入現(xiàn)有的鐵水預(yù)處理除塵系統(tǒng)。吸塵罩為固定式頂吸結(jié)構(gòu)?；扈F爐出鐵、兌鐵和熱翻包3 個除塵點不同時工作，除塵風量通過閥門切換使用，閥門的操作由混鐵爐生產(chǎn)崗位人員負責。

（3）封閉混鐵爐間廠房屋頂?shù)奶齑?，并改造為屋頂罩。屋頂罩設(shè)置3 個除塵吸口，分別位于混鐵爐間北側(cè)（1＃ 吸口）、混鐵爐上方（2＃ 吸口）和翻包位上方（3＃ 吸口），2＃ 吸口和3＃ 吸口的風量分配大于1＃吸口。

屋頂罩的風量由新建除塵器提供，新建除塵器的除塵管道與舊系統(tǒng)獨立，避免互相影響。

由于在廠房頂增加了屋頂罩和除塵管道，導致廠房鋼結(jié)構(gòu)荷載增加，需要對混鐵爐間廠房鋼結(jié)構(gòu)做強度校核和加固。

（4）在現(xiàn)有鐵水預(yù)處理除塵器風機進風室內(nèi)增加混凝土隔墻，減小2 臺風機的相互干擾，提高風機運行效率。1＃AOD 轉(zhuǎn)爐除塵器和電爐除塵器風機進風室一并增加混凝土隔墻。

（5）新建1 臺布袋除塵器，設(shè)計風量1 400 000 m3/h，其中600 000 m3/h 風量用于混鐵爐間屋頂罩除塵，800 000 m3/h 風量用于電爐除塵。

新除塵器位置在現(xiàn)有電爐除塵器西側(cè)，需占用部分抱罐場地?；扈F爐北門外的綠化帶需取消，道路需重修。

研究報告中，新建除塵器為單風機系統(tǒng)，風機風量為1 400 000 m3/h，變頻調(diào)速。但為提高風機運行的可靠性，同時便于設(shè)備維護，應(yīng)采用雙風機系統(tǒng)。

4.2 電爐除塵系統(tǒng)改造的主要內(nèi)容

電爐作業(yè)場所經(jīng)改造后的抽風量增大為187.25×104m3/h，其中107.25×104m3/h 風量由現(xiàn)有的電爐除塵系統(tǒng)承擔（設(shè)備區(qū)利舊、水冷煙道和機力風冷器利舊），80 萬m3/h 風量由新建的混鐵爐除塵系統(tǒng)承擔（新除塵器總設(shè)計風量為120×104m3/h，剩余40×104m3/h 風量供混鐵爐屋頂除塵用）。

電爐除塵系統(tǒng)除塵點包含電爐第4 孔排煙除塵、狗窩密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵和電爐上料除塵。含塵煙氣由煙氣捕集罩捕集后，通過除塵管網(wǎng)進入除塵器凈化處理，由排氣筒排入大氣，高度為30 m，排氣筒內(nèi)徑5.5 m，排放濃度≤20 mg/Nm3。

電爐除塵系統(tǒng)采用負壓式除塵系統(tǒng)，凈化設(shè)備采用脈沖布袋除塵器，動力設(shè)備采用除塵風機，各除塵系統(tǒng)均露天布置在室外。

布袋除塵器收集的粉塵經(jīng)輸灰設(shè)施送入灰倉貯存，每6～12 h 定期外運一次。

電爐除塵系統(tǒng)的運行模式遵循原設(shè)計，即加料期間由屋頂罩負責排煙，冶煉期間由四孔和狗屋負責排煙，出鋼期間由狗屋負責排煙。各除塵點風量設(shè)置見表1。

表1 電爐除塵系統(tǒng)風量分配表

4.3 環(huán)保技術(shù)指標要求

（1）廢氣。本系統(tǒng)建成后主要大氣污染物塵有組織排放總量為46.84 t/a，排放濃度為7 mg/m3；塵無組織排放量為1.17 t/a。

（2）廢水。本系統(tǒng)生產(chǎn)用水為除塵系統(tǒng)風機間接冷卻用水，排水量為48 m3/h，排入不銹鋼分公司凈環(huán)水管網(wǎng)進凈環(huán)水處理系統(tǒng)處理后送凈環(huán)水供水管網(wǎng)統(tǒng)一回用。本系統(tǒng)無外排廢水，因此，水污染物不設(shè)總量指標[1]。

（3）固體廢物。本系統(tǒng)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生總量為9321.76 t/a，綜合利用量9321.16 t/a，處理處置量0.6 t/a。除塵灰產(chǎn)生量為9321.16 t/a，按現(xiàn)有處理處置措施電爐除塵灰由大友公司加工成除塵灰球，再返回不銹鋼煉鋼使用。廢潤滑油產(chǎn)生量為0.6 t/a，集中收集后由有資質(zhì)單位處理處置。

4.4 主要設(shè)備的選擇

4.4.1 新建除塵器的除塵點包含混鐵爐間屋頂除塵、電爐屋頂除塵和電爐狗屋除塵

除塵器采用脈沖布袋除塵器，風機變頻調(diào)速，含塵煙氣由捕集罩捕集后，通過除塵管網(wǎng)進入除塵器凈化處理，由煙囪排入大氣，煙囪高度為30 m，排放濃度≤20 mg/Nm3。

除塵器收集到的粉塵經(jīng)輸灰設(shè)施送入灰倉貯存，通過卡車定期外運。除塵風機出口設(shè)有消聲器，風機外殼包敷隔聲材料，系統(tǒng)噪聲滿足現(xiàn)行國家規(guī)范要求。

除塵電氣室設(shè)在除塵器下方，除塵操作并入現(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵操作室；現(xiàn)場除塵管道閥門的操作分別并入現(xiàn)有混鐵爐操作室和電爐操作室。高壓風機用電接引自現(xiàn)有不銹鋼10 kV 開關(guān)站備用回路，低壓用電接引自現(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵低壓電氣室配電柜（需新增回路）。

除塵器所需氮氣從現(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵氮氣管網(wǎng)接引，冷卻水從現(xiàn)有1＃ 煉鋼除塵冷卻水管路接引，如果水量不足，泵站需做必要的改造。

4.4.2 技術(shù)參數(shù)

（1）除塵風機

數(shù)量：1 臺

風量：1 400 000 m3/h

風壓：5 500 Pa

轉(zhuǎn)速：740 r/min

類型：戶外型

調(diào)節(jié)方式：變頻調(diào)速+入口調(diào)節(jié)門

軸承：滑動軸承+稀油潤滑

（2）電動機

數(shù)量：1 套

功率：3 150 kW

電壓：10 kV

類型：戶外型

轉(zhuǎn)速：740 r/min

絕緣等級：F 級

防護等級：IP54

（3）脈沖布袋除塵器

數(shù)量：1 套

處理風量：1 400 000 m3/h

過濾面積：23 400 m2

除塵效率：≥99.5%

濾料：覆膜滌綸針刺氈

布重：≥500 g/m2

濾袋規(guī)格：Φ160 mm×6 100 mm

過濾風速/氣布比：1.0 m/min

最高工作溫度：120 ℃

本體阻力：≤1 500 Pa

清灰方式：離線清灰

（4）除塵器配套輸、儲灰設(shè)備

出灰刮板輸送機：2 臺

集合刮板輸送機：1 臺

儲灰倉裝置：1 套

灰倉有效容積：60 m3

灰倉三面封閉并設(shè)置卸料除塵點，防止二次揚塵；布袋平均2 年更換一次，除塵器頂部蓋板用旋鈕螺栓啟閉，方便操作。

（5）控制閥門（具體以詳細設(shè)計為準，見表2）

表2 控制閥門

對現(xiàn)有混鐵爐、電爐除塵管道閥門，全部進行更換。

閥門材質(zhì)：碳鋼閥體和蝶板、錳鋼閥座、不銹鋼閥軸。閥門控制方式：現(xiàn)場手動、遠程手動和自動。

（6）消聲器

風量：1 400 000 m3/h

數(shù)量：1 臺

消聲值：32 dB（A）

（7）除塵管道

除塵管道采用碳鋼鋼板焊接，外側(cè)采用扁鋼作為加強筋，材質(zhì)Q235B。

各除塵器入口管道上設(shè)置風量測定孔。在排放煙囪上設(shè)粉塵測定孔和螺旋爬梯，煙囪的設(shè)計參照《大氣污染物綜合排放標準》執(zhí)行[1]。

根據(jù)需要設(shè)置安全護欄及人孔，閥門、測孔及人孔旁設(shè)置檢修平臺和斜爬梯，檢修平臺上配有供監(jiān)督性監(jiān)測時用的220 V 電源。

4.5 其他

本研究是對不銹鋼煉鋼廠部分除塵系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)施的改造，在設(shè)計改造時還全面考慮了系統(tǒng)配套的公輔設(shè)施的完善。

5 實施除塵系統(tǒng)改造后的效果

經(jīng)改造后，電爐作業(yè)場所的抽風量增大為187.25×104m3/h，其中107×104m3/h 風量由現(xiàn)有的電爐除塵系統(tǒng)承擔，80 萬風量由新建的混鐵爐除塵系統(tǒng)承擔（新除塵器總設(shè)計風量為120×104m3/h，剩余40×104m3/h 風量供混鐵爐屋頂除塵用）。改造后除塵點包含電爐第4 孔排煙除塵、狗屋密閉罩除塵、電爐屋頂罩除塵和電爐上料除塵。

增大電爐第4 孔的抽風量，由原設(shè)計11×104Nm3/h增大為13×104Nm3/h,并適當調(diào)整水冷滑套間距。對機力風冷器與混風器之間管道進行加粗，對混風器進行局部改造。

增大電爐狗屋的抽風量，狗窩由2 處抽風改造為4 處抽風，確保狗屋煙氣不外溢。

改造電爐屋頂罩，增大電爐屋頂罩的抽風量，由原來的1 處抽風改造為2 處抽風，分別匯入現(xiàn)有的電爐除塵系統(tǒng)和新建的混鐵爐除塵系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)工藝特點，電爐屋頂罩所增加的80×104m3/h 風量和狗屋增加的80×104m3/h 風量不同時發(fā)生，通過電動閥門進行切換使用。

為匹配現(xiàn)有除塵系統(tǒng)設(shè)備區(qū)、廠房及管道布置，依舊的電爐除塵器最大工況風量按107.25×104m3/h考慮，風機為變頻調(diào)速，非冶煉工況下風機轉(zhuǎn)速可降到80%以節(jié)約電耗。

6 結(jié)論

本系統(tǒng)為煙氣治理項目，符合國家產(chǎn)業(yè)政策及當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃[2]，通過對酒鋼不銹鋼電爐除塵系統(tǒng)改造，有效提高煙氣捕集率和除塵效果，降低污染物排放量，“三廢”污染物實現(xiàn)達標排放且滿足總量控制指標要求，項目建成后對周邊環(huán)境的影響較小，達到環(huán)保要求。同時改善了勞動環(huán)境，減輕了工人的勞動強度，為電爐生產(chǎn)的順行奠定了良好的基礎(chǔ)。