隨著國家“上大壓小，節(jié)能減排”戰(zhàn)略的實(shí)施，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展高容量、高效率冶煉設(shè)備的階段。由于鋼鐵企業(yè)是環(huán)保行業(yè)中的污染大戶，高爐煉鐵在原料供給和出鐵時(shí)會(huì)有大量的有害粉塵排放，因此，鋼鐵企業(yè)對這些主要污染源進(jìn)行了相應(yīng)的治理。本文以河南青浦合金材料有限公司2座380m³ 高爐貯礦槽除塵共用一臺(tái)1450m² 的長袋低壓脈沖袋式除塵器的總體設(shè)計(jì)方案為例，分析了高爐貯礦槽除塵系統(tǒng)的特點(diǎn)。

1  項(xiàng)目概況

河南青浦合金材料有限公司380m³ 的單座高爐貯礦槽以高爐為中心線，槽上一邊有5個(gè)焦炭貯礦槽，另一邊為6個(gè)燒結(jié)和配料貯礦槽；相應(yīng)槽下分別布置有11臺(tái)震動(dòng)給料機(jī)和2條成品礦皮帶輸送機(jī)和2條碎礦返礦皮帶輸送機(jī)。

1.1  槽上部分揚(yáng)塵點(diǎn)的分布

（1）分料皮帶機(jī)機(jī)頭和布料車皮帶機(jī)受料點(diǎn)的揚(yáng)塵；（2）槽上布料車向貯礦倉卸料時(shí)，小車頭輪處會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)運(yùn)卸料產(chǎn)生大量揚(yáng)塵；（3）布料車向貯礦倉卸料時(shí)，由于落差較大，產(chǎn)生劇烈的揚(yáng)塵。 1.2  槽下部分揚(yáng)塵點(diǎn)的分布

（1）槽下震動(dòng)給料機(jī)在篩料時(shí)，稱重倉和給料機(jī)篩面的揚(yáng)塵；

（2）震動(dòng)給料機(jī)向各個(gè)輸送皮帶落料時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵；

（3）碎礦返礦皮帶輸送機(jī)機(jī)頭處的揚(yáng)塵；

（4）成品礦向料坑貯礦倉卸料時(shí)的揚(yáng)塵；

（5）料坑內(nèi)向上料小車裝料時(shí)的揚(yáng)塵。

以上各個(gè)部位在正常生產(chǎn)過程中，由于粉塵的大量外逸，不僅會(huì)嚴(yán)重影響操作工人的正常工作，而且對人體的危害也相當(dāng)嚴(yán)重。因此，必須對揚(yáng)塵進(jìn)行治理以改善工作環(huán)境。

2  設(shè)計(jì)方案的擬定

針對河南青浦合金材料有限公司2座380m³ 高爐的布置和生產(chǎn)工藝的實(shí)際情況，經(jīng)過合理的計(jì)算，管網(wǎng)系統(tǒng)采用靈活控制蝶閥的工藝，系統(tǒng)總風(fēng)量為10,000m³ /h， 2座高爐共用1臺(tái)1450m² 的長袋低壓脈沖除塵器來進(jìn)行揚(yáng)塵治理。

2.1  槽上各揚(yáng)塵點(diǎn)的控制

首先，在各分料皮帶機(jī)機(jī)頭和布料車皮帶機(jī)受料點(diǎn)、貯礦倉頂部和布料車輸送皮帶機(jī)頭輪處,有針對性的以密閉罩和半密閉罩的結(jié)構(gòu)設(shè)置捕塵罩。由于槽上捕塵是各個(gè)鋼鐵企業(yè)除塵的難點(diǎn)，其中布料車頭輪因?yàn)椴欢〞r(shí)的下料和移動(dòng)，是整個(gè)除塵行業(yè)的治理難點(diǎn)。各除塵器生產(chǎn)廠家采取了不同的解決方式，常見的解決方式為：采用皮帶密封的結(jié)構(gòu)對貯礦倉的條形下料口進(jìn)行活動(dòng)密封（見圖1），或者采用移動(dòng)捕塵通風(fēng)廊技術(shù)。

圖1  皮帶密封結(jié)構(gòu)示意

以上采取的措施雖然對解決揚(yáng)塵起到了一定的作用，但投入使用后容易出現(xiàn)以下弊端：如移動(dòng)捕塵通風(fēng)廊漏風(fēng)量很大，會(huì)造成除塵器過濾面積成倍增加，且體積龐大，投資會(huì)成倍增加；由于貯礦倉的皮帶密封不嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致粉塵大量外逸，操作人員仍不能正常工作。

針對上述狀況，采取皮帶密封＋倉內(nèi)負(fù)壓＋移動(dòng)捕塵的特殊結(jié)構(gòu)以解決問題：每個(gè)貯礦倉倉頂靠近卸料口設(shè)置2～3個(gè)捕塵點(diǎn)進(jìn)行負(fù)壓抽塵（因?yàn)橘A礦倉開口面積太大）；另外，針對布料車不定時(shí)移動(dòng)下料的特殊情況，進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)，采用一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)裝置，完全擺脫依靠與礦槽等長的管道來移動(dòng)捕塵的麻煩，且其投資只是移動(dòng)捕塵通風(fēng)廊的1/20，不僅滿足了布料車隨時(shí)移動(dòng)下料的要求，而且節(jié)省了大量投資，除塵效果也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了移動(dòng)捕塵通風(fēng)廊的除塵效果，這一技術(shù)現(xiàn)已大量推廣應(yīng)用在各個(gè)鋼鐵企業(yè)。

2.2  槽下各揚(yáng)塵點(diǎn)的控制

槽下的生產(chǎn)設(shè)備有震動(dòng)給料機(jī)、成品礦輸送皮帶、碎礦大傾角返礦皮帶和料坑的上料小車等。槽上、槽下的揚(yáng)塵控制點(diǎn)見圖2。

圖2  槽上、槽下系統(tǒng)及揚(yáng)塵控制點(diǎn)示意

（1）在震動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行工作的同時(shí)，碎礦大傾角返礦皮帶輸送機(jī)也進(jìn)行工作。震動(dòng)給料機(jī)的篩面用密封板密封，只在稱重倉頂設(shè)置密閉罩進(jìn)行抽塵；碎礦大傾角返礦皮帶的結(jié)構(gòu)由于有裙邊和分格板而存在大量的死角，且皮帶機(jī)的輸送速度為1.8m/s，因而在落料點(diǎn)處設(shè)置了半密閉罩并將整條皮帶進(jìn)行了適當(dāng)?shù)幕顒?dòng)結(jié)構(gòu)密封，既不影響檢修，又可解決揚(yáng)塵問題。

（2）料坑由于其特殊的結(jié)構(gòu)，為便于上料小車的上下移動(dòng)，一般結(jié)構(gòu)的捕塵罩（即裝料點(diǎn)正上方）離塵源較遠(yuǎn)，塵源離開了捕塵罩負(fù)壓區(qū)的有效捕塵范圍，再加上料坑都是半敞開的結(jié)構(gòu)，易受外界氣流的干擾，這就給料坑的除塵工作帶來了很大的難度。針對這種情況，可采取兩種方式：一是用鋼板將捕塵罩兩側(cè)從上到下做了局部垂直密封，使捕塵罩負(fù)壓能夠充分利用并減少了外部氣流干擾，這一做法取得了良好的效果；二是不采用頂部捕塵，而采用在上料小車的受料點(diǎn)附近設(shè)置側(cè)吸罩，使捕塵罩負(fù)壓區(qū)正對塵源，這一設(shè)計(jì)既解決了料坑的揚(yáng)塵問題，也避免了料坑外界氣流的干擾。

2.3  各揚(yáng)塵點(diǎn)風(fēng)量的確定

各揚(yáng)塵點(diǎn)風(fēng)量的數(shù)據(jù)應(yīng)依現(xiàn)場生產(chǎn)工藝情況而定，各企業(yè)的揚(yáng)塵點(diǎn)風(fēng)量因生產(chǎn)工藝的不同而不同。該系統(tǒng)管道風(fēng)速為18～25m/s，各捕塵罩的罩口風(fēng)速為0.5～ 2m/s。

（1）槽上部分

1）分料皮帶機(jī)機(jī)頭和布料車皮帶機(jī)受料點(diǎn)的揚(yáng)塵風(fēng)量為4500m³ /h；

2）槽上布料車向貯礦倉卸料時(shí)，料車小車頭輪處轉(zhuǎn)運(yùn)卸料時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵風(fēng)量為4500m³ /h；

3）布料車向貯礦倉卸料時(shí)，由于落差較大，產(chǎn)生的揚(yáng)塵風(fēng)量為20,000m³ /h。

（2）槽下部分

1）槽下震動(dòng)給料機(jī)在篩料時(shí)稱重倉和給料機(jī)篩面的揚(yáng)塵風(fēng)量為5000m³ /h；

2）震動(dòng)給料機(jī)向各個(gè)輸送皮帶落料時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵風(fēng)量為4500m³ /h；

3）碎礦返礦皮帶輸送機(jī)機(jī)頭的揚(yáng)塵風(fēng)量為 4500m³ /h；

4）成品礦向料坑貯礦倉卸料時(shí)的揚(yáng)塵風(fēng)量為 8000m³ /h；

5）料坑內(nèi)向上料小車裝料時(shí)的揚(yáng)塵風(fēng)量為 20,000m³ /h。

2.4  整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的控制

整個(gè)管網(wǎng)捕塵采取了氣動(dòng)蝶閥和手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥相結(jié)合的方式，用PLC集中控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工藝次序和流量的平衡。氣動(dòng)蝶閥相比電動(dòng)通風(fēng)蝶閥的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、維修量少；手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的主要作用是用來調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)的流量平衡，使各個(gè)點(diǎn)的揚(yáng)塵都不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)量不均而導(dǎo)致捕塵效果不好�？刂葡到y(tǒng)要依不同的生產(chǎn)設(shè)備而采用相應(yīng)的控制方式，如震動(dòng)給料機(jī)在工作時(shí)，氣動(dòng)蝶閥迅速打開開始捕塵，但震動(dòng)給料機(jī)在停止工作時(shí)由于其自身的慣性作用，還會(huì)有余料繼續(xù)下落，針對此種情況，氣動(dòng)蝶閥要相應(yīng)的延時(shí)8～10s來解決此時(shí)的揚(yáng)塵。總之，各生產(chǎn)設(shè)備都要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)和布置，才能達(dá)到良好的捕塵效果。

2.5  除塵器

整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算優(yōu)化選擇后，兩套高爐管網(wǎng)的出口各用一個(gè)總氣動(dòng)蝶閥來控制含塵風(fēng)進(jìn)入除塵器。由于兩套管網(wǎng)系統(tǒng)的合理布置和控制，整個(gè)系統(tǒng)所需的風(fēng)量降到最低，最終只用1臺(tái)1450m² 的長袋低壓脈沖除塵器就解決了兩座380m³ 高爐的粉塵治理工作。除塵器的技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)LCM1450；額定風(fēng)量10×104 m³ /h；過濾面積1450m² ；過濾風(fēng)速1.15m/min；濾料為易清灰絳綸針刺氈；清灰壓力0.2M～0.25MPa；壓縮空氣耗氣量 1.5m³ /min；入口溫度為常溫；入口粉塵濃度20g/m³ ；出口粉塵濃度＜50mg/m³ ；除塵效率99.9%；卸灰方式為卸灰閥＋溢流螺旋輸灰機(jī)。另外，在向運(yùn)輸車卸灰時(shí)，會(huì)由于落差等原因不可避免的產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，采用無塵卸灰裝置可徹底解決此問題。

3  設(shè)備投入運(yùn)行后的效果

河南青浦合金材料有限公司2座380m³ 高爐貯礦槽除塵系統(tǒng)投入運(yùn)行后，各揚(yáng)塵部位粉塵捕集效果良好，除塵器過濾及清灰、輸灰等環(huán)節(jié)工作正常，運(yùn)行可靠，維修簡單。實(shí)測崗位粉塵濃度約為8mg/m³ ，排放濃度＜30mg/m³ ，設(shè)備漏風(fēng)率＜3%，每天出灰10～15t，達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，徹底根治了區(qū)域的粉塵污染，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 簡明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊[K].

[3] 張殿印，王純.除塵器技術(shù)手冊[K].

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