萊鋼105 m 2 燒結機頭電除塵器提效改造

1 前 言
    在燒結生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生大量含塵和含有SO 2 、NO x 、PCDD/FS（二惡英）等有害氣體的煙氣。為保護環(huán)境、減少主抽風(fēng)機轉子磨損，含塵煙氣在排入大氣前必須經(jīng)機頭除塵設施凈化。隨著(zhù)國家循環(huán)經(jīng)濟、節能減排工作的強化，對粉塵的排放標準要求越來(lái)越高。由于除塵能力小等原因，萊鋼燒結廠(chǎng)燒結機頭的粉塵排放濃度高達300～800 mg/m 3 ，為此進(jìn)行了系統改造。

2 電除塵器存在問(wèn)題及分析
2.1 除塵器概況
    萊鋼燒結廠(chǎng)目前擁有3臺105 m 2 燒結機，3臺265 m 2 燒結機，機頭除塵設施共9套，除塵模式分別為：105 m 2 燒結機頭采用重力沉降室+電除塵器，265 m 2 燒結機頭采用電除塵器。其中1 # 、2 # 105 m 2 燒結機配套125 m 2 臥式單室三電場(chǎng)電除塵器，分別于1993年6月份和1995年5月投入使用。后來(lái)燒結機經(jīng)過(guò)擴容改造面積為132 m 2 ，而除塵器及主抽風(fēng)機均未做相應改造，多種原因導致粉塵排放嚴重超標。除塵器存在的問(wèn)題主要有：

1）排放的廢氣中粉塵嚴重超標，根據監測結果，粉塵排放濃度300～800 mg/m 3 。

2）電除塵器電場(chǎng)工作效率低。電場(chǎng)電壓在 20～40 kV（額定 72kV），電流在100～300 mA（額定1 200 mA），有時(shí)在100 mA以下，甚至為0，除塵器效率不足20%。

3）電除塵器內部極板掛灰較厚，電場(chǎng)頂部掛灰為嚴重；極板嚴重變形；芒刺線(xiàn)結球，陰極框架部分變形。

4）灰倉倉壁粘灰、結塊、棚灰，堵塞下灰口，排灰不暢。

5）極板、極線(xiàn)均有不同程度的腐蝕現象，特別是下部。

2.2 燒結煙氣特性分析
機頭除塵器屬于工藝除塵，其性能及除塵效果在很大程度上受燒結生產(chǎn)煙氣成分的波動(dòng)影響。
燒結煙氣的特性主要有以下幾點(diǎn)：

1）煙氣溫度波動(dòng)幅度大（80～150 ℃）。

2）粉塵的比電阻值變化較大（煙氣溫度 90～150 ℃，比電阻為 0.6×10 7 ～7.0×10 10 Ω·cm，屬于中高比電阻值范圍）。

3）煙氣濕度大（平均含水量10.05%） 。

4）煙塵中含Na、K等堿金屬的氧化物及氯化物較多，煙塵細而輕飄，灰塵呈絮狀，收塵難度大。當煙氣流速＞0.8～1 m/s時(shí)，粉塵易被氣流裹帶至大氣中。5）煉鋼除塵灰、污泥、煉鐵除塵灰等多種固體廢物棄均返回到燒結配料，造成煙氣中粉塵的物化性質(zhì)發(fā)生變化，其中的堿性物質(zhì)提高粉塵的比電阻，不利于靜電收塵。

2.3 影響除塵器除塵性能的原因分析
1）除塵器能力不足，單位電除塵器面積（指電除塵器面積與燒結機面積之比值）僅為0.95，遠遠落
后于目前國內機頭除塵器的主流配置。

2）2臺125m 2 電除塵器服役期達15 a，設備嚴重老化，雖先后采取人孔門(mén)、灰斗等漏風(fēng)點(diǎn)焊補等措施，減少了漏風(fēng)、結露，但漏風(fēng)率仍很難保證設計值（＜3%）。多處漏風(fēng)導致除塵器內部氣流湍流，除塵性能下降。

3）極板、極線(xiàn)腐蝕率、變形率達到40%以上，由于漏風(fēng)，當煙氣溫度低于露點(diǎn)時(shí)，煙氣中所含的二氧化硫與冷凝水結合，形成亞硫酸，導板、極線(xiàn)下部嚴重腐蝕，強度降低、變形，極間距無(wú)法保證在450 mm，導致電場(chǎng)強度分布不均勻，陽(yáng)極板的利用率下降，除塵器除塵效率下降。4）3個(gè)電場(chǎng)全部為單側側旋轉錘振打，振打系統剛度不夠，振打力不足，電場(chǎng)頂部掛灰嚴重，導致電流降低，二次電壓降低，除塵效率急劇下降。

3 電除塵提效改造及新技術(shù)綜合應用
    改造原則為保留原有設備，縮短現場(chǎng)施工周期，使機頭除塵器性能實(shí)現為合理、有效的提升。新建249 m 2 電除塵器，單獨負責2 # 105 m 2 燒結機頭煙氣的凈化。將原有1 # 、2 # 125 m 2 除塵器合并，負責1 # 105 m 2 燒結機頭煙氣的凈化。原125 m 2 電除塵器設計煙氣量57萬(wàn)m 3 /h，電場(chǎng)風(fēng)速1.27 m/s，除塵系統擴容改造后，2臺除塵器煙氣量為72萬(wàn)m 3 /h，單臺煙氣量36萬(wàn)m 3 /h，電場(chǎng)風(fēng)速為0.8 m/s，延長(cháng)了煙氣停留時(shí)間，從工藝參數上滿(mǎn)足了機頭除塵器的除塵要求。

    原進(jìn)氣煙道經(jīng)沉降室（長(cháng)×寬=12 m×7 m）后進(jìn)入除塵器，改造后，吸風(fēng)管經(jīng)30°彎頭進(jìn)入聯(lián)接異徑三通管，分別進(jìn)入原125 m 2 電除塵器沉降室，在沉降室進(jìn)氣端加電動(dòng)閥門(mén)，調節閥門(mén)開(kāi)度和增加導流板、阻流板等措施，保證2臺125 m 2 電除塵器煙氣量的均勻性和壓力損失的平衡。所有管道采用耐磨襯增加強度，新沉降室內部涂抹高溫耐磨襯，外部加保溫。同時(shí)針對燒結機機頭粉塵的特點(diǎn)，為保證收塵效率，新建249 m 2 除塵器還采取6項技術(shù)改進(jìn)措施：

1）改進(jìn)芒刺線(xiàn)的構造及材質(zhì)。原125 m 2 電除塵器極板、極線(xiàn)匹配型式為C型480 mm極板配備RS芒刺線(xiàn)，新建249 m 2 除塵器改為C型480 mm極板配備BS管狀芒刺線(xiàn)。陰極線(xiàn)采用BS管狀芒刺線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是：起暈電壓低，電暈電流大，電流密度均勻，可有效消除電暈盲區，電風(fēng)強，剛度大，使用壽命長(cháng)，使粉塵充分荷電吸附在陽(yáng)極板上，提高收塵效率。一、二電場(chǎng)的芒刺線(xiàn)使用不銹鋼材料，提高了極線(xiàn)的耐腐蝕性和耐磨性，可保證電除塵器長(cháng)期、運行。

2）芒刺表面涂覆特氟龍材料。特氟龍高性能特種涂料是以聚四氟乙烯為基體樹(shù)脂的氟涂料，典型特征是不粘性以及耐高溫和耐化學(xué)品腐蝕的特性，三電場(chǎng)除塵灰主要特點(diǎn)是輕質(zhì)絮狀粉塵堿金屬再結晶物，比重特別輕，黏性大，浸潤性差，吸濕性強，受潮后易粘附在極線(xiàn)上不易清除。將第三電場(chǎng)芒刺線(xiàn)表面涂覆特氟龍材料后，大大降低了粉塵與極線(xiàn)之間的粘附力，有助于極板、極線(xiàn)的清灰，保證除塵設施的運行。

3）陰極振打傳動(dòng)采用新型防積灰技術(shù)。原125m 2 電除塵器的陰極振打傳動(dòng)密封防積灰方式為方形箱體結構加防塵板設計型式，箱體內易積灰、受潮，致使振打磁軸表面產(chǎn)生爬電，造成電場(chǎng)短路。

此次提效改造將磁軸箱體下平面改為斜面，無(wú)防塵板并定期進(jìn)行自動(dòng)或手工吹掃，保證磁軸箱體內粉塵沿斜面流入電場(chǎng)，防止箱體內積灰及磁軸爬電現象，保證長(cháng)期供電。磁軸箱體放于立柱外側，立柱內側按箱體下平面斜度作密封處理，進(jìn)一步提高除塵效率。

4）二、三電場(chǎng)除塵灰回收利用。萊鋼多種固體廢棄物均返回到燒結配料中回收利用。燒結機頭二、三電場(chǎng)收集的粉塵質(zhì)輕、品位低，含鐵量分別為14.87%和9.85%，可利用價(jià)值不高。此次改造將每個(gè)電場(chǎng)的除塵灰各用一套輸灰系統分別收集，一電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機回收利用，二、三電場(chǎng)除塵灰經(jīng)集合刮板機排至集合灰倉，加濕后外排。

5）采用聲波清灰器技術(shù)。在原1 # 、2 # 125 m 2 、新建249 m 2 除塵器的頂部、雙側部及各灰斗分別安裝了聲波清灰器（共計66臺），保證電除塵器極板、極線(xiàn)的清灰效果及電場(chǎng)對粉塵的捕集效率，解決了灰斗內積灰、架橋、板結等問(wèn)題 。

6）采用多種措施，加強傳動(dòng)部位的密封。為降低漏風(fēng)率，對灰斗、進(jìn)出口法蘭連接處采用特殊密封材料密封；人孔門(mén)采用雙層結構，硅橡膠材料密封；對陰陽(yáng)極振打穿軸處采用密封填料壓蓋裝置；陽(yáng)極振打傳動(dòng)裝置與殼體的連接處設有密封填料盒，并采用四氟板材料進(jìn)行密封，從而減少轉動(dòng)區域可能造成的漏風(fēng)；進(jìn)出口膨脹節連接處采用四氟帶進(jìn)行密封，進(jìn)一步降低設備本體的漏風(fēng)率。

4 改造效果
    通過(guò)對1 # 、2 # 105 m 2 燒結機頭除塵器提效改造，電除塵各項運行參數明顯改善，特別是二次電流升高較大，有效功率提高到75%以上（運行參數對比見(jiàn)表1），提升了電除塵的除塵性能，降低了粉塵排放濃度、排放總量大幅度削減。

    改造前1 050～1 100 ℃，熟料適宜堿比為0.93±0.2、鈣比為2.01±0.2，在此配比下的熟料可得到較好的溶出結果，氧化鋁溶出率＞95%，氧化鈉溶出率＞97%。
4.3 將拜耳法赤泥和燒結法硅渣混合后用堿—石灰法處理，可獲得較高的氧化鋁和氧化鈉溶出率，使拜耳法赤泥中的鋁、鈉得到回收，溶出赤泥中堿的含量低于1%，可用來(lái)生產(chǎn)水泥，從而實(shí)現了資源的綜合利用，消除了赤泥對環(huán)境的危害。