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高炉出铁场除尘器除尘罩、管道系统布置的重要
时间:2018-06-25 11:49 点击:
出铁场除尘历来是高炉环保的重点之一。下文新葡萄京官网网址-澳门新萄京3730com欢迎主要通过济钢4号大高炉设计时总结经验,探讨新技术,力求在今后设计工作中再上新台阶。
  高炉在出铁期间所散发的烟尘是钢铁厂对大气主要污染源之一。随着高炉强化冶炼和大型化,如果不采取行之有效的烟气捕集及净化措施,那么,所带来的环境污染将会日趋严重。随着炼铁生产的工艺流程科学化和管理科学化的程度越来越高,为降低工人的劳动强度,提高劳动生产率,出铁场也提出了清洁工厂的概念。除了在各产尘点设置适当的除尘罩外,工艺流程与管道系统布置也十分重要。出铁场的烟尘近似75%的是氧化铁,其他还有少量的烧灰及氧化硅、氧化铝、氧化锰等,这些已足以对人体健康及大气环境造成极大的危害了。据统计,每生产1t铁水,出铁场平均生产约2kg烟尘,而且由于烟尘颗粒小,散发到大气中严重影响空气质量。因此,出铁场除尘历来是高炉环保的重点之一。下文新葡萄京官网网址-澳门新萄京3730com欢迎主要通过济钢4号大高炉设计时总结经验,探讨新技术,力求在今后设计工作中再上新台阶。
 
  出铁场主要尘源有出铁口、主沟、撇渣器、铁沟、渣沟、铁水罐位等,在没有水冲渣的出铁场一般还有铁渣罐位。在出铁的全过程中,出铁口处的铁水中产生大量的烟气并夹带着游离状粉尘,在高温高压的作用下喷着滚滚浓烟,此处的烟尘量较大;铁水罐位的铁水浇注时,由于摆动流嘴与铁水罐的落差较大,铁水的强大冲击而产生较大的烟尘;而主沟、撇渣器、铁沟、渣沟等主要是由于热压的作用也产生少量的烟气。
 
  济钢4号高炉设有4个铁口,矩形双出铁场分南北对称布置。有时由于不来渣,会出现同场两铁口重叠出铁情况。除尘系统主要是捕除高炉铁口出铁过程中产生的烟尘。该高炉除尘点有:出铁口(顶吸+侧吸)、摆动流嘴(2个侧吸)、铁沟、渣沟、主撇渣器。共设2台880000m3/h风量的除尘风机和2台过滤面积为12200m2的脉冲布袋除尘器,并联运行。除尘总管对应4个铁口各有一个支管,按照除尘点分若干分支,各分支装有阀门。除尘器捕集的粉尘通过气力输送装置输送至灰仓以进行二次利用。
 
  由于生产工艺的局限性,如开铁口、堵铁口及行车的操作区域等多方面的限制条件,使得出铁口的烟气除尘成了解决出铁场烟气除尘效果的关键。因此,在设计中对出铁口这个关键部位进行了重点的研究。
 
  首先是出铁口出铁时烟气的组成和流向。在高炉出铁口出铁时,铁水中的烟气夹带着大量的游离状粉尘在高温高压的作用下喷出滚滚浓烟,此时的烟尘量较大,烟气温度也较高。事实上,这一处的烟气是由以下三部分组成的:①在出铁口出铁时由于炉内余压的作用而喷射出来的烟气,由于出铁口的口径较小且出铁时铁水为满流,所以该部分的烟气量不大,但是其流速较快,气流向远离出铁口方向喷射;②在出铁时,由于存在落差,从出铁口冲出的铁水落到铁水沟后激起了大量的烟气,受热压的作用气流方向向上但是很紊乱,且烟气量随着铁水沟内铁水面的上升落差减小而减小;③在出铁口附近的铁水主沟内,由于热压的作用,从铁水中挥发出了大量的烟气,气流方向是向上的。新葡萄京官网网址研究了尘源的扩散方向和扩散角度,因为除尘系统在除尘罩口外形成的负压是很小的,所以除尘罩要设置在顺着尘源的扩散方向处,并且能尽量地包容其扩散角度,这也是新葡萄京官网网址能否将烟气或粉尘进行有效捕集的关键。由落差和热压产生的较大量的烟气,在从出铁口处喷射出的小量烟气的引射作用下,几乎是接近45°角上升然后扩散的,并且在被铁口上部的风口平台的阻挡后外逸,直冲向出铁场的屋顶。因此,除尘罩的设置,适宜在出铁口的上部靠前的部位,罩口覆盖面在不影响工艺的条件下尽量覆盖出铁处的烟尘扩散。出铁的前段时间与后段时间的烟气量不相同,后者由于在出铁一段时间后,其铁水流量减小、铁水沟面上升而落差减小等等因数,而比前者的烟气量要减少许多。
 
  其次,出铁口处除尘罩的设置。出铁口处除尘罩的设置,只有两种方式,一种是设置侧吸罩,另一种是设置上吸罩。在了解出铁过程中出铁口处的烟气组成及气流方向后,认为在出铁口的上部设置上吸罩比在两侧设置侧吸罩的效果要好,吸入的外部空气要少,也即可以用相对较小的抽风量得到较为满意的除尘效果,而以往的设计往往采用侧吸罩的方式,可能是由于现场的条件限制,但是这种方式是不可取的,既增加了环保的投资,又很难达到除尘的效果,原因是侧吸罩方式没有对着烟气流动方向去捕集烟尘,而为了改变烟气流动方向向着侧吸罩方向需要极大的抽力,因此这样也将吸入了大量的空气。那么为什么在采用侧吸罩方式设计,套用以往的经验数据确定了抽风量后,其除尘效果有好有差呢?效果好一些的,基本上是因为大高炉的风口平台大而设置的侧吸罩延伸较长的缘故,但是如果没有这些条件的情况下,其实际除尘效果往往就不是太好。采用上吸罩的方式,虽然所设置的位置可能会影响炼铁工艺的操作,如换风口设备,吊车在铁口处的作业等等,但是这些影响不是在出铁期间,而所设置的上吸罩却只是在出铁期间起作用,两者的工作期并不矛盾,在设计上吸罩时可以采用诸如活动的、可拆卸的方式等等。
 
  投产后,该高炉出铁场除尘器系统使用中发现铁口区除尘效果较差,冒黄烟现象反复出现。通过分析,采取改进措施,提高除尘效果。由于炉前出铁场平坦化,渣铁沟均为封闭结构,实际除尘效果较好。出铁口是烟尘主要发生区域。虽然在设计过程中除尘系统在出铁口分配风量大,可效果并不佳。开堵口时,烟尘大量逸出,除尘系统来不及抽取,造成“冒黄烟”现象;两个铁口同时出铁时,单铁口抽力下降,铁口区易出现烟尘弥漫;室外风进入造成气流扰动,使得烟尘脱离除尘范围。事实证明,除尘是否理想很大程度上与出铁口处除尘效果有关。主要原因由于铁口区过于敞开,抗干扰能力差。因此,高炉铁口区域除尘设计时应加强密封性能,缩小除尘空间,从而达到铁口强力除尘的效果。根据风口平台的设计特点,在其端部铁沟上方设顶吸罩,并在开口机、泥泡机的对侧设侧吸罩,采取顶吸和侧吸相结合的抽风方式排烟,并在风口平台外延设置帘片和加强密封效果,特别是在风口平台末端主铁沟上方加设挡板用来阻挡开堵铁口时溅出的渣粒和铁花。同时在每个铁口配备岗位轴流风机,对着铁口吹,形成气幕,这样一来,除尘空间大大缩小,大限度地在风口平台下方将铁口产生的烟气就地捕集。顶吸罩内表面均涂耐火材料,防止罩体高温烘烤变形。
 
  除尘管网4根干管上均设一个电动除尘阀门与各对应的铁口连锁启闭排烟。当铁口出铁时,其对应除尘干管上的电动阀开启,没有出铁的铁口对应的除尘干管上的电动阀关闭。在一些情况下,如一个铁口在出铁,另一个铁口在做渣铁沟的修补,此时两个铁口的除尘均需打开,由于修补铁沟产生的烟尘量不大,该铁口除尘风量浪费,同时,由于和正常出铁不一样,此时按照设计的各个风量分配就不是很合理,以上因素也影响了除尘效果。解决办法是通过在关键部位安装电动调节阀门,通过控制开度实现不同铁口间和不同除尘点间风量的精细调节。
 
  高炉出铁厂除尘器每个铁口的除尘干管上均有除尘阀,此阀选择调节阀。当一个铁口正常出铁时,烟尘较少,将除尘阀开度开小一点,当铁口开、堵口或出铁时喷溅较大,可以将开度调大。当两个铁口同时出铁时,视两者情况调节开度,实现铁口间风量分配。
 
  针对铁口区烟尘排放变化较大的特点,在铁口区除尘点支管上安装电动调节阀,控制铁口顶吸风量。开铁口时,将该铁口顶吸全开;出铁过程中,将顶吸管道50%,阀门处于半开状态;堵口时,顶吸阀门完全打开,堵口后,把顶吸阀门关闭。当铁口重叠出铁时,两个铁口顶吸均开1/4;当一开一堵时,堵口的顶吸阀门全开,开口的顶吸先不开,铁口钻到3m(即将钻透,铁水即将出来,此时烟尘很大),顶吸阀门再全打开。除尘系统电动阀门的启闭由炉前操作工操作开闭。把除尘纳入出铁工作制度来管理,从制度上就要重视除尘。在生产中随时观察除尘效果,如果有冒烟现象及时了解原因。有时可能会出现管道中吸入杂物导致清灰困难的问题,可以通过在吸入口安装网罩予以解决。济钢4号大高炉运行以来,除尘效果系统运行较稳定,效果良好。高炉岗位区域粉尘含量符合卫生标准。
 
  评价一个除尘系统的除尘效果,应该着重四个方面,即岗位浓度、烟囱排放浓度、节能措施、投资规模。也就是说,在岗位浓度和烟囱排放浓度满足标准的同时,应尽量节省系统的投资和系统的运行费用。对于烟囱的排放浓度,只要选择了合适的除尘净化设备,排放浓度是可以确保达标的;而对于岗位浓度要满足标准,对尘源的性质、特征和外部条件作深入的研究,并需归纳总结以往的经验或对类似的实例加以分析,以便找到有效捕集的方法、措施。高炉除尘技术是在生产实践过程中不断进步的,新葡萄京官网网址要不断借鉴先进技术和经验实践,进一步改善其对环境污染,进一步改善工作环境。
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