烧结机除尘系统的升级改造
摘要：为满国家 2020 年将要执行的超低排放标准要求，天津天钢联合特钢有限公司实施了烧结机机头、 机尾电除尘系统提升改造工程。主要论述了原有六台电除尘器的存在问题、改造内容以及实施效果，改造后颗粒物 排放浓度达到国家超低排放的要求。
0 引言
联合特钢公司现有 2 台 230m2烧结机机头、机尾 烟气采用电除尘器技术，设计排放浓度臆50~80 mg/m3。近几年来，由于电除尘器振打效果变差、框架变形、 阴极线积灰严重等原因，造成除尘效率下降，经常出现冒烟现象。2013 年，通过采用本体新技术优化创新改造、增设预荷电区、收尘区、控制二次扬尘技术，采用高频开关电源选用等综合技术改造，颗粒物排放完全可以满足现有特别排放限值要求，且既有良好的节能减排效果。电除尘自 2011 年投入以来未进行整体大修，内部元件腐蚀严重，维修工作量增大，运行成本增高，直接影响烧结机的正常运行，且无法满足国家污染物超低排放的要求，因此需要对其进行改造。
本次改造内容主要是 2 台 230m2烧结机头配套的 4 台 200m2电除尘设施的改造及更新，并将烧结机尾 2 台 160m2电除尘改为 14440m2低压脉冲布袋除尘器，其机壳及风机利旧。通过改造，烧结机头和机尾烟气颗粒物排放浓度均约10mg/Nm3，达到了国家超低排放要求。
1 原有机头、机尾除尘系统参数（见表 1）
2 改造方案总体原则
电除尘器一直因其具有处理烟气量大、除尘效率高、适应范围广、设备阻力低、使用简单可靠、运行维护费用低且无二次污染等优点在钢铁行业中广泛应用，但随着国家对污染控制要求的不断提高，特别是对粉尘排放浓度的控制越来越严格，对电除尘器改造已经是势在必行的趋势。
在保证颗粒物排放浓度<10mg/Nm3的前提下，对现有 2 台 230m2烧结机设施（烧结机及相关附属设备、烟气脱硫系统等）运行的影响降至最低。
（1）确定合理的工艺技术参数，确保颗粒物排放浓度小于 10mg/Nm3。
（2）不影响烧结机的正常运行。
（3）最大限度地提高除尘器运行效果。
（4）综合考虑除尘器改造的工期、运行成本、一 次性投资和改造的场地等因素。
3 机头电除尘器改造方案
3.1 机头电除尘器现有情况
（1）4 台机头电除尘器进风口设置预荷电装置，与第一电场共用电源。
（2）1# 烧结机配套的 2 台除尘器第一、第二电场配置三相电源，第三电场配置高频电源；2# 烧结机配套的 2 台除尘器第一电场配置三相电源，第二电场配置微脉冲电源，第三电场配置高频电源。
3.2 机头电除尘器改造内容
总体改造方案为电除尘器本体改造（在入口喇叭中设置预荷电凝聚电场、在电场前后增设核电网、在电除尘器末电场阴极线之间增设辅助电极以及出口喇叭增设旋转横置收尘极等）；电除尘器电气控制调整，将所有电源更换为高频电源。对电除尘器进行针对性技术升级改造，采用蚌埠恒宇环保公司研发的增设“旋转横置收尘装置” 创新技术，解决电除尘器末级电场因高比电阻粉尘产生的反电晕及振打引起的二次扬尘，以此来提高除尘效率，降低电除尘器出口颗粒物浓度。因此，本次改造增设了预荷电区及收尘区。
4 机尾电除尘器改造方案
4.1 机尾电除尘器改造内容
根据资料，机尾除尘器的含尘浓度在 6~10g/m3，最高可到 15g/m3，而机尾粉尘中粒在 10μm 以下的烟尘占 20%左右，一般除尘器很难捕捉[1]。
通过对现场设备运行记录分析以及市场调研，综合比较各种除尘器的优缺点，决定将 2 台 230m2烧结机机尾电除尘器改为布袋除尘器，外部框架不变，风机不变，充分利用现有资源，以节省土建及立柱框架投资，降低成本。
机尾除尘器由原来的 160m2四电场电除尘改为 144440m2低压脉冲布袋除尘器，滤料采用亚克力覆膜滤料，过滤风速 0.7m/min，处理烟气量为 61万m3/h。
另外，根据布袋除尘器运行中经常出现的问题，本次所采用的布袋除尘器选择脉冲布袋除尘器，主要从以下几方面入手：
（1）选择高效覆膜滤料，即亚克力 PTFE 覆膜。
（2）选择合适的清灰系统。
（3）确保除尘器过滤风速低于 0.7m/min。
（4）确保除尘器结构合理。
（5）实现自动气力输灰。
（6）考虑到离机尾较近，增设沉降室。
（7）增设冷风阀。
4.2 布袋除尘器的参数
（1）布袋除尘器主要技术参数（见表 2）
（2）布袋除尘器技术指标：
①颗粒物出口排放浓度：约10mg/Nm3。
②本体漏风率：≤2%。
③设备阻力：≤ 1200Pa。
④滤袋使用寿命≥2 年，脉冲阀使用寿命 100 万次（3 年）。
⑤设备承受压力：-7000Pa。
5 改造效果
目前，联合特钢公司 2 台 230m2烧结机配套的机头、机尾除尘器已全部完成改造，并运行了一段时间，通过在线监测数据显示，改造后达到了预期效果，而且效果非常显著，数据一直相对稳定，烟气颗粒物浓度远远低于国家超低排放要求。改造后除尘设备运行数据见表 3。
6 结论
烧结工序作为钢铁生产过程中污染最严重的工艺环节之一，其烟气治理已经成为重中之重，烧结机头、机尾更是烧结工序的产污大户。 为保证烧结机头烟气污染物浓度最终达到国家超低排放要求，必须保证前段治理效果，因此需要对原有电除尘器进行提升改造，保证污染物浓度达到 40mg/Nm3以下，后续再通过脱硫、脱硝及深度治理后最终实现烟气超低排放要求。
综上所述，本次对现有烧结机配套的 6 台电除尘进行改造，改造后的烟气颗粒物排放浓度远小于10mg/Nm3，说明此次改造是成功的。该工艺采用先进、成熟、可靠的技术，造价经济、合理，设备运行稳定，便于日常运行维护。该技术具有可利用率高，运行费用最低，观察、监视、维护简单，运行人员数量最少，节省能源和原材料等优点。设备的调试对烧结机及除尘、脱硫系统的运行的影响能够降至最低。设备能够快速启动投入，在负荷调整时有良好的适应性，在运行条件下能可靠和稳定地连续运行。因此，该套解决方案是非常适宜的，具有一定的技术经济性，既不影响工艺要求，也改善了环境，是一个对社会有益、对企业有益的好项目。本工程在原有设施上建设，因此可达到投资省、速度快和效益高的效果。
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