李堰
（云南天朗環(huán)境科技有限公司）
煉鐵廠1#高爐出鐵場(chǎng)布袋除塵器由于建設(shè)投運(yùn)時(shí)間較久，之前環(huán)保要求的顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)要求低，依據(jù)現(xiàn)行環(huán)保要求，無(wú)法滿足超低排放，擬對(duì)煉鐵廠1#高爐出鐵場(chǎng)布袋除塵器升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)顆粒物超低排放的目標(biāo)。
原出鐵場(chǎng)除塵器處理風(fēng)量設(shè)計(jì)能力140×104 m3/h，實(shí)際運(yùn)行風(fēng)量100×104 m3/h，排口濃度30 mg/m3，無(wú)法滿足現(xiàn)行實(shí)施的鋼鐵行業(yè)顆粒物超低排放濃度≤10 mg/m3控制值的要求。原高爐出鐵場(chǎng)除塵器參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 原高爐出鐵場(chǎng)除塵器參數(shù)
3.1 總體方案
本項(xiàng)目按將原有濾袋加長(zhǎng)考慮，將原有6 m長(zhǎng)的布袋加長(zhǎng)為8.5 m 長(zhǎng)，控制過(guò)濾風(fēng)速小于0.7 m/min，滿足超低排放的技術(shù)要求，除塵器中箱體整體加高3 m，上部?jī)魵馐业日w相應(yīng)抬高并技改更新，包括噴吹系統(tǒng)、氣包等全部更新等。
技術(shù)改造后除塵器主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。
表2 技術(shù)改造后除塵器主要技術(shù)參數(shù)
3.2 技術(shù)要點(diǎn)
（1）花板是除塵器本體中重要部分，花板孔采用高精度激光自動(dòng)切割，一次成型，花孔板孔光滑無(wú)毛刺，花孔板表面無(wú)變形，平面度偏差不大于1/1 000，花孔板孔中心偏差＜1.5 mm，孔徑偏差≤0.05 mm。花孔板板厚6 mm，邊緣花孔板布袋距箱體凈空≥95 mm，花板孔間中心距≥236 mm控制。
（2）布袋噴吹彎頭與直管插接，噴吹時(shí)無(wú)泄漏。噴吹直管兩端螺栓孔采用圓孔定位、固定，中間設(shè)一組U 型螺栓加固。每個(gè)噴吹氣包設(shè)一套壓力檢查裝置，含球閥、表彎、充油耐震壓力表，高度通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬確定。
（3）濾袋籠骨直徑Φ155 mm，雙節(jié)，采用Φ4 mm 的冷拔鋼絲，表面噴涂防腐，噴涂后骨架鋼絲直徑≥Φ3.8 mm。濾袋骨架豎筋14 根，每隔200 mm 設(shè)一個(gè)支撐環(huán)。采用微機(jī)控制的多點(diǎn)焊接生產(chǎn)線制作。
（4）除塵濾袋：材質(zhì)超細(xì)纖維滌綸針刺氈，表面PTFE 覆膜；
單位面積質(zhì)量≥550 g/m2，透氣度偏差小于20 %，斷裂強(qiáng)度/[N/(5×20）cm2]，徑向≥1 200，緯向≥1 400；
伸長(zhǎng)特性，斷裂伸長(zhǎng)率，徑向≤35 %，緯向≤50 %；
過(guò)濾阻力≤240 Pa；
靜態(tài)除塵效率≥99.9 %；
動(dòng)態(tài)除塵效率≥99.9 %；
顆粒物剝離率≥60 %等技術(shù)指標(biāo)的要求。濾袋是實(shí)現(xiàn)超低排放的關(guān)鍵技術(shù),使用熱溶貼合工藝的濾袋，采用針刺、水刺、紡粘、熔噴等各類非織造方式加工并經(jīng)過(guò)后處理制成。
（5）過(guò)濾風(fēng)速控制：過(guò)濾和清灰是核心參數(shù)，根據(jù)工況及顆粒物特性及使用環(huán)境，過(guò)濾風(fēng)速控制0.65－0.8 m/min 以內(nèi)，確保更久的過(guò)濾時(shí)間及提高高價(jià)值布袋使用壽命。
（6）清灰參數(shù)的控制及措施：清灰主要是運(yùn)用3（76 mm）寸淹沒(méi)式脈沖閥噴吹，對(duì)箱體內(nèi)布袋上所粘附的顆粒物進(jìn)行剝離。參數(shù)包括清灰壓力、清灰氣源氣量、清灰頻次、氣源的干燥度、脈沖寬度、間歇時(shí)間以及清灰時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)設(shè)置等[1]。合理的清灰參數(shù)設(shè)置能夠較為高效的實(shí)現(xiàn)清灰目的，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化清灰，本文是前述的提高中部箱體，增加過(guò)濾面積。
（7）脈沖閥使用壽命應(yīng)大于100 萬(wàn)次，提供質(zhì)量性能保證，IP65 防護(hù)等級(jí)，需提供進(jìn)口原產(chǎn)地證明和報(bào)關(guān)單，并簽訂官方質(zhì)保協(xié)議，貨到現(xiàn)場(chǎng)需要邀請(qǐng)廠家人員攜帶官方授權(quán)手續(xù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)貨。
（8）除塵器各室進(jìn)口彎管改造，使得管內(nèi)風(fēng)速低于11 m/s，并設(shè)關(guān)閉蝶閥、出口設(shè)提升閥。除塵器做流場(chǎng)模擬（圖2、圖3），設(shè)氣流分布裝置，使各室氣流均勻分布。
（9）除塵器頂部提升閥具備自鎖功能，保證氣缸閥板不發(fā)生故障掉落情況，同時(shí)，提升閥更換應(yīng)可以在除塵器外部完成。
（10）為保證設(shè)備制造精度，選用三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件建模，更加直觀的3D 設(shè)計(jì)讓我們把重點(diǎn)放在除塵設(shè)備改進(jìn)和升級(jí)上，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)一步提高制造要求，確保實(shí)現(xiàn)100 %精度保證在生產(chǎn)前產(chǎn)品正確，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)干涉檢查，氣流仿真進(jìn)行模擬，達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)。
（11）頂部門蓋優(yōu)化設(shè)計(jì)，用弧形門，進(jìn)一步減少漏風(fēng)率，我們對(duì)檢修門密封條進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，減少漏風(fēng)率的可能性。
3.3 具體改造方案
3.3.1 通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)解決停機(jī)改造工期短的實(shí)際困難
由于此次停機(jī)時(shí)間短，常規(guī)設(shè)計(jì)無(wú)法滿足改造要求，此次設(shè)計(jì)將采用模塊化設(shè)計(jì)思路，將原除塵器中箱體加高段、凈氣室、氣包等全部在地面按除塵器倉(cāng)室組裝成數(shù)個(gè)大的模塊后吊裝，極大的縮減現(xiàn)場(chǎng)停工施工周期（圖1 模塊示意圖）。
圖1 模塊示意圖
3.3.2 除塵器外側(cè)濾袋底部易磨損現(xiàn)象
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及技術(shù)交流及分析，發(fā)現(xiàn)除塵器外側(cè)濾袋底部磨損現(xiàn)象的主要原因有：除塵器中箱體高度為6 m，濾袋高度為6 m，濾袋底部未預(yù)留足夠沉降空間；
除塵器灰斗進(jìn)風(fēng)口流速過(guò)高，灰斗進(jìn)風(fēng)口處煙氣流速約為28.9 m/s；
解決方案：
此次濾袋長(zhǎng)度由6 m 加長(zhǎng)到8.5 m，為保證濾袋底部預(yù)留足夠沉降空間，此次將中箱體加高3 m，可將大顆粒顆粒物沉降空間增加0.5 m；
改造除塵器灰斗進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu)，將除塵器灰斗進(jìn)風(fēng)口煙氣流速降低到11 m/s 以下，有效減少局部高流速氣流對(duì)濾袋底部的沖刷，避免局部高流速氣流沖刷到濾袋表面[2]；
重新對(duì)除塵器氣流組織進(jìn)行模擬（見(jiàn)圖2、圖3），依據(jù)模擬結(jié)果增加除塵器進(jìn)風(fēng)道、灰斗進(jìn)風(fēng)口及灰斗內(nèi)的阻流、均風(fēng)技術(shù)處理，改善氣流速度過(guò)高的問(wèn)題，同時(shí)可以使進(jìn)入到每個(gè)除塵倉(cāng)室的煙氣量基本一致，每條布袋同時(shí)貢獻(xiàn)過(guò)濾，可有效降低噴吹頻率，延長(zhǎng)濾袋壽命。
圖2 流場(chǎng)模擬試驗(yàn)（一）
圖3 流場(chǎng)模擬試驗(yàn)（二）
3.3.3 除塵器頂部蓋板檢修
除塵器頂部檢修蓋板尺寸較大，不利于檢修；
技改調(diào)整脈沖閥間距，減小門蓋板尺寸。
3.3.4 離線提升閥系統(tǒng)改造
現(xiàn)場(chǎng)離線提升閥主要存在以下問(wèn)題：頂蓋板未設(shè)計(jì)檢修門，閥板如出現(xiàn)故障無(wú)法快速檢修；
閥孔處煙氣流速過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致局部阻力增加，不利于除塵器穩(wěn)定運(yùn)行；
提升氣缸無(wú)法在除塵器頂蓋外直接更換。技改頂蓋板增加檢修門；
增加閥板尺寸，將閥孔處煙氣流速控制在12 m/s 以下；
重新設(shè)計(jì)提升氣缸閥座，使提升氣缸可以在除塵器頂蓋外直接更換。
3.3.5 焊接要求
除塵器所有焊縫必須連續(xù)焊接且平直，無(wú)焊接缺陷，焊縫焊腳高度符合規(guī)范，并進(jìn)行煤油滲漏試驗(yàn)，三檢合格才可進(jìn)入下道工序。
3.3.6 現(xiàn)場(chǎng)安裝
（1）除塵器最終使用效果和安裝質(zhì)量息息相關(guān)，要嚴(yán)格把控安裝質(zhì)量，除塵器的濾袋全部安裝完畢后，在箱體凈室內(nèi)必須要做“熒光粉檢漏”，檢驗(yàn)布袋安裝、結(jié)構(gòu)密封焊接投入使用的二次檢驗(yàn)。
（2）正確且認(rèn)真的安裝，嚴(yán)禁花板或?yàn)V袋內(nèi)部不妥善安裝而導(dǎo)致漏灰，嚴(yán)禁濾袋安裝時(shí)內(nèi)部未清掃造成二次污染。布袋袋口與花板口要可靠密封及固定、濾袋垂直懸空在花板下面、相鄰濾袋之間不相互碰撞、濾袋與框架配合正確。
煉鐵廠1#高爐出鐵場(chǎng)布袋除塵器顆粒物超低排放技改后指標(biāo)見(jiàn)表3、表4。
表3 新區(qū)煉鐵1#高爐出鐵場(chǎng)廢氣1#除塵器排氣筒廢氣檢測(cè)結(jié)果
表4 新區(qū)煉鐵1#高爐出鐵場(chǎng)廢氣2#除塵器排氣筒廢氣檢測(cè)結(jié)果
（1）響應(yīng)國(guó)家綠色環(huán)保政策，企業(yè)清潔生產(chǎn)和降本增效要求的推動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)布袋除塵器實(shí)現(xiàn)超低排放，在滿足關(guān)鍵參數(shù)的同時(shí)，關(guān)鍵參數(shù)還需做流場(chǎng)模擬分析，其中布袋花板中心距≥240 mm，噴吹管距花板高度需控制在230－295 mm之間，底部設(shè)計(jì)距灰斗口距離≥650 mm，濁室進(jìn)口流速V ≤11 m/s，濾袋、花板、袋籠三者的公差配合≤±0.05 mm等技術(shù)參數(shù)的控制較為關(guān)鍵。
（2）項(xiàng)目技改后煙囪排口顆粒物排放≤5 mg/Nm3，取得了較好技術(shù)成果，最終實(shí)現(xiàn)了煉鐵廠1#高爐出鐵場(chǎng)布袋除塵的超低排放的目標(biāo)。
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