济钢350m3高炉槽上除尘方案的设计与应用
济南钢铁集团总公司第一炼铁厂(简称济钢第一炼铁厂)现有350m3高炉6座。高炉采用料车式上料系统,槽下设置料仓。槽上备料采用皮带运输,由皮带卸料车向料仓卸料。从地理位置来看,6座高炉处在一条直线上,属国内独有,其中:1＃、2＃高炉为一个单位;3＃、4＃高炉为一个单位;5＃、6＃高炉为1993年新建高炉,为另一个单位。1＃、2＃及3＃、4＃高炉卸料车是二通式,而5＃、6＃高炉为三通式。由于原料中的烧结矿和球团矿含尘量较大,并且卸料车顶部改向滚筒高出仓面3m,所以在卸料车卸料时不可避免地会产生大量扬尘,严重污染了环境,危害着职工的身心健康,是济钢第一炼铁厂治理环境的一大难题。为此,济钢第一炼铁厂从1997年开始着手对高炉槽上除尘进行治理,利用现有电除尘及独特的除尘设计,达到了避免扬尘、环境治理的目的,且投资少、效果好。现介绍济钢第一炼铁厂槽上除尘的三种方案。
1 仓顶直接负压除尘
1.1 实施方案
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1＃、2＃高炉槽上共有11个烧结和球团仓,其中9个仓是单面卸料,有2个仓是双面卸料,槽上空间较大,有较多的布置余地。由于1＃、2＃槽上烧结仓位偏向一侧,并且距离电除尘也较近,故选择了仓顶直接吸尘法。如图1所示,原料从卸料车高落差落入料仓,不管粉尘是触底还是在下落过程中扬起,都使料仓处于正压状态,逼迫仓内粉尘从落料口向外大量扬出。根据这种情况,直接在料仓一侧的顶部加入吸尘管道,使料仓始终处于负压状态,并且管道位置也直接安在粉尘扬起轨迹的上端,从而使大量粉尘不再外溢,最终达到料仓除尘的目的。由于扬尘点不只是料仓,还有卸料车,所以又对卸料车进行了改造,先在料车入料口处加入防尘帘,对卸料筒进行密封,再把卸料筒卸料口处做成喇叭形,并使喇叭口下部与料仓保持间距不能超过100mm,以使仓内负压影响卸料车,从而达到对卸料车除尘的目的。
1＃、2＃高炉槽上除尘管道工艺布置见图2。
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1.2 投资与效益计算
主管道直径800mm,由于卸料点只有一个,所以开启点也只有一个,故除尘支管直径也选用800mm。除尘能力是37100m3/h,此方案管道布局合理,在山东省属独创,效果也非常明显。工程投入费用为32万元,经济效益主要为回收矿粉,1＃、2＃高炉每24h消耗烧结矿3000t,按矿粉扬尘量为0.3%、矿粉190元/t、除尘效率为99.2%计算，年经济效益为61.9万元,投资回收期为189天。
2 侧壁自动除尘法
2.1 实施方案
由于3＃、4＃炉槽上空间较小,布置空间没有余地,故无法安置料仓顶吸式除尘。根据实际情况,选用壁侧吸尘法,即在料仓侧壁安装吸尘口,从而使料仓处在负压状态下。投入运行后,发现该方案除尘效果不是很理想,主要问题是(见图3):入料口A效果明显,入料口B效果一般。在料仓贮料达到仓位的4/5 时,入料口B根本就无法达到除尘的目的,入料口A处的除尘也随着料位的升高而逐渐减弱。其主要原因为:A半仓和B半仓开启口较大,使料仓形成的负压较小, 尤其在B半仓更是在仓A的影响下无法在卸料口形成局部负压。根据以上情况,对其进行了优化性改造:在工艺允许的前提下,把卸料车改为一通卸料,把料仓入料口A封闭,只留一块看料位盖板,同时将这一侧卸料筒封闭,最终形成了只在入料口B卸料的局面,这种优化性改造大大增强了B半仓的负压,并且消除了料位对除尘效果的影响,实践证明这种改造是成功的。再者,对卸料车的改造同1＃、2＃高炉一样进行密封,使其也同步达到除尘的目的。
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2.2 效益分析
此方案除尘管道直径为800mm,阀门为外购液动阀门,整个工程投资为50万元。效益计算同1＃、2＃炉,但其除尘效率为96%,所以年经济效益为59.9万元,投资回收日期为305天。
3 悬空料车式除尘法
3.1 实施方案
因为烧结13＃皮带机的卸料方式为三通卸料,有一半烧结矿直接落入料仓,而另一半料则通过第三筒落到皮带上继续向3＃、4＃炉供料。根据实际情况,对5＃、6＃炉槽上采取针对卸料车的顶吸式除尘法,这一方案能解决卸料车第三通的扬尘问题,并且可以兼顾到料仓的除尘。由于该方案在卸料桶中吸尘方向与料速方向相反,所以料仓除尘效率要受到影响。为此,进行了如下改进(见图4):首先将三通改为两通,封闭卸料桶1,同时封闭对应的料仓开口;其次加宽、加高卸料桶2,以尽量减轻料速对吸尘的负面影响;最后对卸料桶3与皮带之间进行接触式密封,由于这种除尘设计要求卸料车定点卸料,只留一个下料口,使扬尘点能集中在有负压的卸料桶口处,尽量减少仓内粉尘的溢出。
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3.2 效益分析
除尘主管道直径为800mm,支管道也为800mm,阀门为自制带油缸式自动阀门。工程投资费用为50万元。落入仓内扬尘量为0.3%,落入皮带的为0.1%,5＃、6＃仓内除尘效率为85%,第三通除尘效率为99%。年经济效益为73.6万元,投资回收期为248天。
4 结束语
济钢第一炼铁厂高炉槽上存在着多处不同性质的扬尘源,针对其各自不同的情况,分别设计出不同的扬尘处理方案,其结构简单、投资少、施工方便,在济钢第一炼铁厂投用后,达到了治理扬尘的目的,应用效果良好。
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