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首鋼京唐鋼鐵廠大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)及上料除塵系統(tǒng)

更新時(shí)間:2010-01-20 09:09 來(lái)源:中國(guó)礦業(yè)網(wǎng) 作者: 閱讀:3144 網(wǎng)友評(píng)論0

北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱:首鋼國(guó)際工程公司)完成了首鋼京唐煉鐵廠國(guó)內(nèi)首座特大型5500m3高爐的設(shè)計(jì)攻關(guān)工作,并順利投產(chǎn)運(yùn)行。與之配套的環(huán)境工程即:高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵也嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)保“三同時(shí)”的法規(guī),與高爐同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入運(yùn)行,取得了顯著的社會(huì)效益和環(huán)保效益。

1 大型高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵的研發(fā)歷程

煉鐵生產(chǎn)在物料存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)運(yùn)、卸料、出鐵等各個(gè)環(huán)節(jié)中均有粉塵、煙氣產(chǎn)生,且有些部位溫度高、煙塵量大、陣發(fā)量大。對(duì)崗位和大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。突出部位有高爐料倉(cāng)卸料,物料隨行進(jìn)的卸料車卸入料倉(cāng)時(shí),形成流動(dòng)的陣發(fā)煙塵,含塵濃度高達(dá)8g/m3以上。高爐出鐵過(guò)程中,在開(kāi)、堵鐵口時(shí),會(huì)瞬間產(chǎn)生一股煙塵,鐵水、鐵渣沿鐵溝、渣溝流動(dòng)時(shí)形成流動(dòng)的熱煙塵,當(dāng)鐵水倒入鐵水罐時(shí),更是濃煙滾滾,在熱壓的作用下,形成龐大的煙柱直沖云霄。因其煉鐵生產(chǎn)的特點(diǎn),決定了其產(chǎn)生的煙塵難于捕集治理。

為改善煉鐵高爐生產(chǎn)崗位的勞動(dòng)環(huán)境,防止煙塵對(duì)大氣的污染,因首鋼地處首都的特殊地理位置,從20世紀(jì)70年代,首鋼國(guó)際工程公司就致力于高爐環(huán)境工程的研發(fā)、攻關(guān)。率先在全國(guó)高爐中自行設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了高爐出鐵場(chǎng)除塵,大大改善了高爐出鐵場(chǎng)的勞動(dòng)條件。該項(xiàng)成果于1979年獲冶金部科技成果二等獎(jiǎng)。之后又開(kāi)始了對(duì)高爐料倉(cāng)的攻關(guān)設(shè)計(jì),高爐料倉(cāng)塵源點(diǎn)多,分布分散,對(duì)煙塵的捕集、除塵點(diǎn)的風(fēng)量分配調(diào)節(jié)都有很大難度。最初對(duì)料倉(cāng)倉(cāng)上除塵是采用倉(cāng)上抽風(fēng),對(duì)倉(cāng)內(nèi)形成負(fù)壓的工藝,這種方式一是除塵風(fēng)量大,二是對(duì)于不定點(diǎn)卸料收塵效果不很理想。20世紀(jì)90年代初,首鋼國(guó)際工程公司研發(fā)成功焦?fàn)t焦側(cè)除塵,焦側(cè)除塵采用密封皮帶除塵干管和移動(dòng)收塵車,收集各焦孔推焦時(shí)產(chǎn)生的煙塵。受該項(xiàng)技術(shù)的啟發(fā),將其原理用于高爐料倉(cāng)倉(cāng)上除塵,技術(shù)移植成功。隨著首鋼各個(gè)高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵的相繼投入運(yùn)行,又多次進(jìn)行了完善、改造,經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、改造的過(guò)程,積累了豐富的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),首鋼爐前除塵技術(shù)和料倉(cāng)除塵技術(shù)已處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,為首鋼京唐高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵的設(shè)計(jì)提供了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

首鋼京唐工程從建設(shè)審批開(kāi)始,環(huán)境問(wèn)題就被各級(jí)政府及相關(guān)專業(yè)部門尤為關(guān)注。首鋼總公司對(duì)首鋼京唐公司的環(huán)境也提出了很高的要求,為此首鋼國(guó)際工程公司對(duì)環(huán)境工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定得很高,煙塵排放濃度僅為20mg/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)到這一目標(biāo),公司各專業(yè)、各環(huán)節(jié)都給予除塵高度重視,設(shè)計(jì)前期各專業(yè)就緊密結(jié)合,了解各環(huán)節(jié)的產(chǎn)塵情況,對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程提出防塵、減塵的改進(jìn)意見(jiàn),約束塵源的發(fā)生,對(duì)縮小除塵規(guī)模,減少除塵投資,保障除塵效果起到了很好的作用。在首鋼京唐高爐除塵設(shè)計(jì)中,吸納了以往高爐除塵的精品技術(shù),又再次進(jìn)行多項(xiàng)創(chuàng)新,達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

2 首鋼京唐大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn) 

首鋼京唐高爐為特大型高爐,有4個(gè)出鐵口,因鐵口旁需設(shè)置泥炮機(jī)和移蓋機(jī),與設(shè)置側(cè)吸罩的理想位置發(fā)生矛盾,使得出鐵口無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙側(cè)吸風(fēng),只能設(shè)置單側(cè)吸風(fēng),為彌補(bǔ)這一不足,設(shè)計(jì)強(qiáng)化了頂吸罩和系統(tǒng)規(guī)劃。出鐵場(chǎng)采用先進(jìn)的一、二次煙塵捕集技術(shù),兼顧一次和二次煙塵的綜合捕集,并根據(jù)一次、二次煙塵的捕集情況和煙塵特性,考慮到單側(cè)吸風(fēng)的不足,將出鐵場(chǎng)除塵劃分為三個(gè)除塵系統(tǒng)。其中兩個(gè)系統(tǒng)控制4個(gè)出鐵口的撇渣器、鐵溝、渣溝、鐵水罐等處產(chǎn)生的一次煙塵,統(tǒng)稱為大系統(tǒng)。另一個(gè)系統(tǒng)控制開(kāi)、堵鐵口時(shí)產(chǎn)生的二次煙塵和爐頂下料產(chǎn)生的粉塵,稱為小系統(tǒng)。大系統(tǒng)除塵風(fēng)機(jī)采用調(diào)速運(yùn)行,出鐵時(shí)大、小系統(tǒng)同時(shí)高速運(yùn)行,雙管齊下,及時(shí)有力的將煙塵吸走,不出鐵時(shí),大系統(tǒng)低速運(yùn)行,小系統(tǒng)仍高速運(yùn)行。這種系統(tǒng)的劃分、運(yùn)行技術(shù)特點(diǎn)主要有:

1)爐頂卸料與爐前一次除塵系統(tǒng)脫開(kāi),有效的保證了爐頂下料處的除塵效果。因該部分風(fēng)量并入小系統(tǒng),風(fēng)機(jī)沒(méi)有調(diào)速,不會(huì)引起下料處的風(fēng)量變化,因而不會(huì)因風(fēng)量不足引起爐頂除塵管路的積灰。

2)強(qiáng)化了出鐵時(shí)的收塵效果。出鐵口捕集罩裝置采用鐵口單吸罩、溝蓋罩和上部誘導(dǎo)頂吸罩的組合捕集裝置,正常出鐵時(shí),因大、小系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行,風(fēng)量集中,單吸罩和溝蓋罩可基本上將一次煙塵捕集干凈,開(kāi)、堵鐵口時(shí)一部分煙氣可由側(cè)吸罩抽走,其余煙塵依靠熱氣流的自然上升進(jìn)入頂吸罩。這一捕集技術(shù)的實(shí)施,捕集率能達(dá)到95%以上。

3)強(qiáng)化了出鐵場(chǎng)區(qū)域的通風(fēng)換氣,改善崗位環(huán)境。不出鐵時(shí),側(cè)吸罩停止工作,靠頂吸罩捕集出鐵場(chǎng)的零散煙塵。崗位含塵濃度大大降低,頂吸罩處于常開(kāi)狀態(tài),也起到了對(duì)出鐵場(chǎng)通風(fēng)換氣的作用。改善了不出鐵時(shí)和停爐檢修時(shí)出鐵場(chǎng)區(qū)域的工作環(huán)境。

4)實(shí)現(xiàn)環(huán)保和節(jié)能最佳綜合效果。出鐵場(chǎng)除塵采用大、小系統(tǒng)劃分及兩個(gè)系統(tǒng)不同的運(yùn)行方式,即確保了各個(gè)環(huán)節(jié),各個(gè)時(shí)段的收塵效果,又最大限度的降低了電耗。

3 首鋼京唐大型料倉(cāng)除塵系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

高爐料倉(cāng)及轉(zhuǎn)運(yùn)站污染物主要產(chǎn)生的是粉塵,產(chǎn)塵部位包括料倉(cāng)倉(cāng)上移動(dòng)卸料、倉(cāng)下振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)篩、稱量斗、部分轉(zhuǎn)運(yùn)站、中間倉(cāng)及各膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)等處。塵源點(diǎn)多,分布零散,對(duì)移動(dòng)的塵源難于捕集,這些都是料倉(cāng)除塵的難點(diǎn)。

首鋼京唐高爐料倉(cāng)首先從工藝確定上就有突破,在原料轉(zhuǎn)運(yùn)上采取了短流程的轉(zhuǎn)運(yùn)、上料形式,并將2座高爐料倉(cāng)合并為一個(gè)聯(lián)合料倉(cāng),根據(jù)工藝料倉(cāng)布置及工作制度要求,料倉(cāng)除塵系統(tǒng)規(guī)劃也有大的突破,打破傳統(tǒng)的劃分形式,按上料工藝流程2座高爐綜合一起考慮。共劃分為3個(gè)除塵系統(tǒng),其中2個(gè)系統(tǒng)主要承擔(dān)2座高爐料倉(cāng)倉(cāng)下振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)篩、稱量斗、部分轉(zhuǎn)運(yùn)站、中間倉(cāng)及各膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)等處的粉塵治理。另一個(gè)系統(tǒng)主要承擔(dān)2座高爐料倉(cāng)倉(cāng)上移動(dòng)卸料及附近轉(zhuǎn)運(yùn)站等處的粉塵治理,料倉(cāng)除塵技術(shù)特點(diǎn)有:

1)將相同上料、卸料的工藝和設(shè)備的除塵合并同類項(xiàng),規(guī)劃為一個(gè)除塵系統(tǒng),有利于除塵系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)和風(fēng)量分配,確保除塵效果。

2)強(qiáng)化各塵源點(diǎn)的捕集技術(shù)。倉(cāng)上卸料,均采用膠帶密封移動(dòng)卸料車卸料。除塵采用移動(dòng)除塵小車配膠帶密封通風(fēng)槽的型式。即除塵小車在膠帶密封通風(fēng)槽上與卸料車同步行走,這樣可將卸料時(shí)產(chǎn)生的煙塵及時(shí)吸入通風(fēng)槽進(jìn)入除塵管。解決了移動(dòng)塵源的收集問(wèn)題。振動(dòng)篩、給料機(jī)和稱量罐均采取整體密封和加設(shè)防塵密封罩等形式。倉(cāng)下膠帶受料點(diǎn)處膠帶做通長(zhǎng)的雙層密封,并配合抽風(fēng)除塵。膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)的頭部和尾部均做密封并設(shè)吸風(fēng)口,其中尾部受料口也采用雙層密封。通過(guò)以上措施的實(shí)施,對(duì)抑制塵源,減少除塵風(fēng)量起到了明顯的效果。

3)強(qiáng)化除塵管路平衡設(shè)計(jì)。綜合料倉(cāng)除塵點(diǎn)多達(dá)上百處,為確保每一處的風(fēng)量平衡,除在各除塵點(diǎn)設(shè)手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥或電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥外,在除塵管路的設(shè)計(jì)和布置上也獨(dú)具匠心。

4 出鐵場(chǎng)和料倉(cāng)除塵設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1)出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵布置規(guī)整

出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵均為3套除塵設(shè)施,在設(shè)計(jì)前期,就與總圖專業(yè)認(rèn)真做好規(guī)劃設(shè)計(jì),在考慮管路順暢、短捷和確保除塵效果的前提下,將三套設(shè)施并列布置,共用一套集合輸灰和儲(chǔ)灰倉(cāng),這樣既節(jié)約用地、又節(jié)省投資,同時(shí)也便于除塵器及輸灰系統(tǒng)的運(yùn)行、管理及檢修。也一改以往除塵設(shè)施零散不規(guī)整的面貌,總圖布置整齊。顯得規(guī)整劃一、雄偉壯觀。

2)除塵灰收集和綜合利用技術(shù)

首鋼京唐工程中改變首鋼傳統(tǒng)的輸灰、儲(chǔ)運(yùn)辦法,采用真空吸塵罐車集中收集各除塵器除下來(lái)的除塵灰,將除塵灰運(yùn)輸?shù)郊性O(shè)置的除塵灰倉(cāng)中,參與工藝配料和綜合利用。這種方式避免了卸灰時(shí)的二次揚(yáng)塵,有利于物料的回收利用。

3)結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行管理的改革,創(chuàng)新除塵系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

按首鋼廠區(qū)內(nèi)管理模式,每套除塵設(shè)施需設(shè)置獨(dú)立的控制室,由專門的運(yùn)行工管理。在首鋼京唐工程中根據(jù)減員增效的管理原則,除塵設(shè)施不設(shè)專門的運(yùn)行崗位。為滿足安全運(yùn)行和管理要求,設(shè)計(jì)采用三地控制操作方式:在設(shè)備單體調(diào)試或維護(hù)檢修時(shí)進(jìn)行機(jī)旁手動(dòng)操作。在分系統(tǒng)調(diào)試和全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試或維護(hù)檢修時(shí),在現(xiàn)場(chǎng)電氣室實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作或查找故障。在正常運(yùn)行時(shí),集中在高爐主控中心全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制,聯(lián)動(dòng)控制的全過(guò)程全部由PLC的程序完成,在系統(tǒng)模擬盤上了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),并設(shè)聲、光報(bào)警信號(hào)。

5 首鋼京唐大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)及上料除塵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景

首鋼京唐煉鐵工程除塵技術(shù),在散發(fā)煙塵的部位采用了目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的密封收塵措施,有效的控制了煙塵的散發(fā),在全密封部位,如料倉(cāng)卸料皮帶,出鐵場(chǎng)鐵溝、渣溝等處捕集率達(dá)100%,在半封閉生產(chǎn)部位,如出鐵口、鐵水包等部位捕集率達(dá)95%以上。全廠除塵規(guī)劃合理,管路走向美觀、順暢,除塵設(shè)備選用國(guó)內(nèi)目前除塵效率較高的低壓脈沖布袋除塵器,輸灰系統(tǒng)為吸引罐車集中收集處理。特別是出鐵場(chǎng)一、二次煙塵收集技術(shù)和料倉(cāng)卸料除塵技術(shù)的成功應(yīng)用,值得國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)借鑒。

6 首鋼京唐大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)及上料除塵系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)

首鋼國(guó)際工程公司非常重視高爐除塵技術(shù)的研發(fā)工作,公司副總經(jīng)理張福明作為研發(fā)團(tuán)隊(duì)的帶頭人,多次召開(kāi)技術(shù)方案討論會(huì),強(qiáng)調(diào)將環(huán)保理念運(yùn)用到設(shè)計(jì)的精髓中。除塵專業(yè)總師張匯川、教授級(jí)高工白衛(wèi)國(guó)在總結(jié)了歷次高爐除塵技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)后,提出了高爐除塵系統(tǒng)更為合理、更為優(yōu)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。除塵專業(yè)高級(jí)工程師馬桂鳳、主要設(shè)計(jì)人李群、煉鐵專業(yè)主要設(shè)計(jì)人李勇、唐安萍在除塵系統(tǒng)的控制、管路設(shè)計(jì)、吸塵點(diǎn)的設(shè)置、捕集罩設(shè)計(jì)等方面做了大量的研發(fā)工作。

通過(guò)以往歷次工程的實(shí)踐,以及與不同規(guī)模,不同形式高爐的配套設(shè)計(jì)研發(fā),首鋼國(guó)際工程公司高爐出鐵場(chǎng)除塵技術(shù)和料倉(cāng)除塵技術(shù)已逐步形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,并在成功的基礎(chǔ)上向更優(yōu)更好邁進(jìn)。首鋼國(guó)際工程公司愿意為國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)的環(huán)保事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。

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