冶金除尘系统中水汽冷凝分离技术的研发与应用

第37卷2019年第3期(总第201期)使用与维护
冶金除尘系统中水汽冷凝分离技术的研发与应用
徐平'付乾坤'沈强'
(1.鞍钢教育培训中心2.鞍钢集团公司热轧带钢厂鞍山114032)
剑杆织布机
【摘 要】 介绍了鞍钢热轧带钢厂1700机组除尘系统设备的组成、工作原理。分析了除尘系统存在主要 问题,组织改进后,缓解了除尘塑烧板堵塞现象,使粉尘排放达到国家标准,提高了设备功能完好率,延长了备件 使用寿命。
【关键词】除殳塑烧板堵塞介离冷凝
Study  on  Vapor  Condensation  and  Separation  Technology  for
Metallurgical  Dedusting  System  and  Application
XU  Ping', FU  Qian-kun 2, SHEN  Qiang 2
下载机(I.A ngang  Education  & Training  Center; 2.Hot  Rolling  Strip  Plant  of  A nsteel  Group  Co., Ltd., Anshan  114032)
自助硬币存取款机[Abstract  ] Present  the  composition  and  working  principle  of  the  dedusting  system  of  1700 unit  in  Angang  Hot  Rolling  Strip  Plant. Make  an  analysis  on  the  main  problems  existing  in  the  dedusting  sys ­tem. After  improvement, the  blocking  phenomenon  of  the  dedusting  plastic  sinter  board  is  reduced, and  dust  emission  reaches  national  standard. The  function  perfectness  ratio  of  the  equipment  is  improved, and  the  service  lifetime  of  the  spare  part  is  prolonged.
[Key  words ]Dedusting  plastic  sinter  board, blocking, separation, condensation 1前言鞍钢热轧带钢厂1700机组除尘系统是为了改 善现场环境质量,使现场轧制过程中产生的有害 粉尘得到有效控制。除尘系统的主要作用是吸收 精轧机在轧制过程中的粉尘,使粉尘排放达到国 家标准。在除尘系统中除尘塑烧板是粉尘超低排 放的主要设备,2017年除尘塑烧板使用中经常产 生堵塞现象,严重影响除尘效果,使粉尘外溢,且 堵塞后在塑烧板上所形成的硬结很难被清除掉, 大大增加了更换除尘塑烧板的费用及时间,因此 对除尘系统进行了改进。2除尘系统的组成及工作原理热轧厂除尘系统主要由除尘电动机、除尘风 机、除尘收集罩、管路、塑烧板除尘器、储灰仓、排 尘烟囱等组成,见图1。除尘电动机带动除尘风机,利用质量力(重 力、惯性力或离心力)的作用从除尘收集罩处回收 粉
尘,除尘收集罩与管路相连,回收的粉尘经管路
传递到塑烧板除尘器,塑烧板除尘器是20世纪80
年代开始应用于冶金企业的新一代高效超细粉收 集器,在过滤超细粉尘方面有独特的优点。塑烧 板除尘器由上箱体、中箱体、下箱体三大部分组 成,回收的粉尘等物质随气流由下箱体进入,到中 箱体经塑烧板气固分离,净化达标的空气由上箱 体排出,由管路送向除尘烟囱排向大气,而塑烧板 过滤出的混合物质经脉冲反吹,粉尘等混合物掉 落到下箱体锥形斗中,锥形斗与储灰仓相连,将分 离岀来的所有粉尘等混合物由储灰仓进行储存, 并定期清理回收。3除尘系统存在的问题
热轧厂1700线现场环境复杂,除尘系统中除 尘塑烧板是粉尘超低排放的主要设备。轧辐冷却 水系统形成大量的水汽及粉尘,几乎全部都被除
尘收集装置回收,收集的高温水汽将温度传递给 除尘器各个组件。-18
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使用与维护第37卷2019年第3期(总第201期)
4向心关节轴承散件加工
1—除尘罩;2—风管;3—塑烧板除尘器;4—离心风机
图1除尘系统组成
轧线上所有被收集的粉尘等有害杂质,全部被塑烧板过滤掉,过滤后的干净空气排放到大气中,由于现场冷却水量大且为喷射状,接触到高温钢坯形成水汽,除尘风机的抽吸力大,大量雾状的水汽被抽进除尘管道中。在厂房外,由于温度下降,这些水汽凝结成水滴,积聚在除尘管道中,如不及时排除,水滴和吸进的粉尘混在一起被抽到除尘塑烧板上回收,混合的水滴和粉尘形成灰泥硬结使除尘塑烧板堵塞严重,导致现场收集粉尘能力大幅下降,甚至不能收集。同时引起除尘设备和管路振动,损坏除尘设备,严重影响现场粉尘的回收工作。轧机粉尘如没能及时回收,粉尘会飘落在厂房中,现场粉尘主要成分为氧化铁皮等有害粉尘物质,所有轧制线上的工人全部在厂房内工作,飘落到厂房中的粉尘会被工人吸入,造成矽肺等不利于身体健康的疾病,对现场操作人员和点、巡检人员等造成极大的安全健康问题。
因此,在2018年初,对除尘塑烧板堵塞问题研究了解决方案并予以实施。
4问题分析与解决措施
4.1塑烧板除尘器功能及存在问题分析
彩印业务塑烧板除尘器功能分析见图2O
(1)轧辑在轧制过程中会传递高温,并且产生水汽和粉尘(氧化铁皮),高温水汽、粉尘被除尘罩收集,形成混合物,这些混合物经管路进入塑烧板除尘器,使其堵塞,造成系统部件损坏。
(2)系统管路设计时没有考虑有大量水汽进入,而除尘罩收集来的混合物直接送入塑烧板除尘器,使其堵塞,从而造成系统部件损坏。
(3)塑烧板除尘器本体未考虑到有水汽粉尘凝结物产生,未采用水汽和粉尘自动分离措施,造成塑烧板除尘器堵塞,导致停产事故。
4.2解决方案对比分析
4.2.1三种解决方案
(1)在轧辐及除尘罩之间增设隔热冷却装置。
(2)在系统管路最低处增设水汽冷凝分离装置,使水汽冷凝为水滴,通过凝结钢丝网进入排水管路,使水汽分离而粉尘依然随管路运送。
(3)对塑烧板除尘器本体进行改进,使其能自动分离水汽和粉尘,达到设备工艺要求。
4.2.2三种方案分析对比
(1)方案1分析:在轧辐及除尘罩之间增设隔热冷却装置,根据现场实际情况,由于轧辐与除尘罩体积庞大,并且设备高速旋转,外界环境差,安装位置有限,无法进行改进,不予采纳。
(2)方案2分析:在系统管路最低处增设水汽冷凝分离装置,使水汽冷凝为水滴,通过凝结钢丝
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网分离进入排水管路,排水管后设计集水箱,并安装水位报警阀,达到水箱上限时,报警信号发到控制器上,使电磁水阀自动排水,可满足现场要求。
(3)方案3分析:对塑烧板除尘器本体进行改进,使其自动分离水汽和粉尘,由于塑烧板处于振动和高温下工作,目前还没有能够在此情况下长期使用的材料,有待开发。
从实现的成本高低、难易程度等方面对方案作评价对比,最终决定采用方案2。
4.3实施过程中产生的问题及解决
在使用水汽冷凝分离装置两个月后,塑烧板还是有堵塞现象,计算后只提高了10%的工作效率。经观察发现在管道收集处冷凝温度较高,且收集面积不够大,造成大部水汽通过凝结钢丝网。于是根据现场情况采取措施,在凝结钢丝网收集处增设单独冷却降温空调设备,直接对管道进行降温;由于现场水汽较大,一次凝结收集不全面,为防止高温水汽流出,在相隔10m位置的管路低处设置第2套水汽冷凝分离装置,来满足现场需求。投入使用以后,又延长了2个月使用时间,又提高了10%的工作效率。但根据现场实际使用塑烧板情况来看,损耗和修复塑烧板的费用还是略高。结合现场收集情况分析,凝结钢丝网采用的是平板式多层错开排列收集,凝结钢丝网通流面为15mm X15mm,后加密至10mm X10mm,投入使用后,风机噪音加大,管道振动增加,说明凝结钢丝网已严重影响其流量。如何既能满足流量要求,又能更大力度将水汽分离岀来,这是解决此项攻关的技术关键。经过分析决定改变凝结钢丝网的结构形式,采用球形钢丝网结构,球体直径为200mm,有序的安装在管道间距1m的空间内,并倾斜60。角,这样既便于收集,又便于对球形过滤钢丝网进行清洗,还能达到流量要求。最终创新改进成功,解决了现场60%的水汽混合问题,延长了设备使用寿命,大大降低了维修成本。
4.4具体实施步骤
(1)在除尘系统管路最低处增设水汽冷凝分离装置。
(2)在管路相隔10m位置的管路最低处设置第2套水汽冷凝分离装置。
(3)采用球形钢丝网结构进行冷凝,球体直径为200mm,有序安装在管道间距为1m的空间内,
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空间面呈彳顷角度为60。。
(4)设计分离排水管路。
(5)排水管后设计集水箱,集水箱内设计水位报警阀,设计水灰隔离装置,水箱底部设计排污阀。
(6)集水箱中下部设计电磁排水阀,水位达到水箱上限时,报警信号发到控制器上,电磁水阀打开自动排水,满足现场要求。5改进效果
此改进技术从现场实际情况出发,最终彻底解决了除尘塑烧板堵塞现象,避免了风机电动机因负荷过大而跳电,造成影响设备停机事故;提高了除尘设备的使用寿命,大大降低了资金消耗,降低了企业成本。
改进后的系统见图3。
新增的水汽冷凝分离装置结构见图4。
1—除尘罩;2—风管;3—塑烧板除尘器;4—离心风机图3改进后的除尘系统布置
1—环形钢丝网;2—收集水管;3—收集水箱;4—排水闻图4新增水汽冷凝分离装置结构6结束语
改进后的设备经过几个月的使用,除尘系统运转较为稳定,大大缓解了除尘塑烧板堵塞现象,延长了除尘塑烧板的使用寿命,达到了预期的使用效果。此改进是一种新型水汽冷凝分离技术,攻克了国内除尘塑烧板在除尘系统中的技术难题,同时大大减少了更换除尘塑烧板的费用及时间。改进方案投资少、见效快、维护方便,减少了对现场工人的安全健康隐患,满足了安全生产的要求。
(2019-02-26收稿)
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