首鋼京唐鋼鐵廠大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)及上料除塵系統(tǒng)
北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：首鋼國(guó)際工程公司）完成了首鋼京唐煉鐵廠國(guó)內(nèi)首座特大型5500m3高爐的設(shè)計(jì)攻關(guān)工作,，并順利投產(chǎn)運(yùn)行,。與之配套的環(huán)境工程即：高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵也嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)保“三同時(shí)”的法規(guī)，與高爐同時(shí)設(shè)計(jì),、同時(shí)施工,、同時(shí)投入運(yùn)行，取得了顯著的社會(huì)效益和環(huán)保效益,。
1 大型高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵的研發(fā)歷程
煉鐵生產(chǎn)在物料存儲(chǔ),、轉(zhuǎn)運(yùn)、卸料,、出鐵等各個(gè)環(huán)節(jié)中均有粉塵,、煙氣產(chǎn)生，且有些部位溫度高,、煙塵量大,、陣發(fā)量大。對(duì)崗位和大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染,。突出部位有高爐料倉(cāng)卸料,，物料隨行進(jìn)的卸料車(chē)卸入料倉(cāng)時(shí)，形成流動(dòng)的陣發(fā)煙塵,，含塵濃度高達(dá)8g/m3以上,。高爐出鐵過(guò)程中，在開(kāi),、堵鐵口時(shí),，會(huì)瞬間產(chǎn)生一股煙塵，鐵水,、鐵渣沿鐵溝,、渣溝流動(dòng)時(shí)形成流動(dòng)的熱煙塵，當(dāng)鐵水倒入鐵水罐時(shí),，更是濃煙滾滾,，在熱壓的作用下,，形成龐大的煙柱直沖云霄。因其煉鐵生產(chǎn)的特點(diǎn),，決定了其產(chǎn)生的煙塵難于捕集治理,。
為改善煉鐵高爐生產(chǎn)崗位的勞動(dòng)環(huán)境，防止煙塵對(duì)大氣的污染,，因首鋼地處首都的特殊地理位置,，從20世紀(jì)70年代，首鋼國(guó)際工程公司就致力于高爐環(huán)境工程的研發(fā),、攻關(guān),。率先在全國(guó)高爐中自行設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)了高爐出鐵場(chǎng)除塵,，大大改善了高爐出鐵場(chǎng)的勞動(dòng)條件,。該項(xiàng)成果于1979年獲冶金部科技成果二等獎(jiǎng)。之后又開(kāi)始了對(duì)高爐料倉(cāng)的攻關(guān)設(shè)計(jì),，高爐料倉(cāng)塵源點(diǎn)多,，分布分散，對(duì)煙塵的捕集,、除塵點(diǎn)的風(fēng)量分配調(diào)節(jié)都有很大難度,。最初對(duì)料倉(cāng)倉(cāng)上除塵是采用倉(cāng)上抽風(fēng)，對(duì)倉(cāng)內(nèi)形成負(fù)壓的工藝,，這種方式一是除塵風(fēng)量大,，二是對(duì)于不定點(diǎn)卸料收塵效果不很理想。20世紀(jì)90年代初,，首鋼國(guó)際工程公司研發(fā)成功焦?fàn)t焦側(cè)除塵,，焦側(cè)除塵采用密封皮帶除塵干管和移動(dòng)收塵車(chē)，收集各焦孔推焦時(shí)產(chǎn)生的煙塵,。受該項(xiàng)技術(shù)的啟發(fā),，將其原理用于高爐料倉(cāng)倉(cāng)上除塵,，技術(shù)移植成功,。隨著首鋼各個(gè)高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵的相繼投入運(yùn)行，又多次進(jìn)行了完善,、改造,，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐、認(rèn)識(shí),、改造的過(guò)程,，積累了豐富的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，首鋼爐前除塵技術(shù)和料倉(cāng)除塵技術(shù)已處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,，為首鋼京唐高爐出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵的設(shè)計(jì)提供了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),。
首鋼京唐工程從建設(shè)審批開(kāi)始,，環(huán)境問(wèn)題就被各級(jí)政府及相關(guān)專(zhuān)業(yè)部門(mén)尤為關(guān)注。首鋼總公司對(duì)首鋼京唐公司的環(huán)境也提出了很高的要求,，為此首鋼國(guó)際工程公司對(duì)環(huán)境工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)定得很高,，煙塵排放濃度僅為20mg/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),。為達(dá)到這一目標(biāo),，公司各專(zhuān)業(yè)、各環(huán)節(jié)都給予除塵高度重視,，設(shè)計(jì)前期各專(zhuān)業(yè)就緊密結(jié)合,，了解各環(huán)節(jié)的產(chǎn)塵情況，對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程提出防塵,、減塵的改進(jìn)意見(jiàn),，約束塵源的發(fā)生，對(duì)縮小除塵規(guī)模,，減少除塵投資,，保障除塵效果起到了很好的作用。在首鋼京唐高爐除塵設(shè)計(jì)中,，吸納了以往高爐除塵的精品技術(shù),，又再次進(jìn)行多項(xiàng)創(chuàng)新，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平,。
2 首鋼京唐大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
首鋼京唐高爐為特大型高爐,，有4個(gè)出鐵口，因鐵口旁需設(shè)置泥炮機(jī)和移蓋機(jī),，與設(shè)置側(cè)吸罩的理想位置發(fā)生矛盾,，使得出鐵口無(wú)法實(shí)現(xiàn)雙側(cè)吸風(fēng)，只能設(shè)置單側(cè)吸風(fēng),，為彌補(bǔ)這一不足,，設(shè)計(jì)強(qiáng)化了頂吸罩和系統(tǒng)規(guī)劃。出鐵場(chǎng)采用先進(jìn)的一,、二次煙塵捕集技術(shù),，兼顧一次和二次煙塵的綜合捕集，并根據(jù)一次,、二次煙塵的捕集情況和煙塵特性,，考慮到單側(cè)吸風(fēng)的不足，將出鐵場(chǎng)除塵劃分為三個(gè)除塵系統(tǒng),。其中兩個(gè)系統(tǒng)控制4個(gè)出鐵口的撇渣器,、鐵溝、渣溝,、鐵水罐等處產(chǎn)生的一次煙塵,，統(tǒng)稱(chēng)為大系統(tǒng),。另一個(gè)系統(tǒng)控制開(kāi)、堵鐵口時(shí)產(chǎn)生的二次煙塵和爐頂下料產(chǎn)生的粉塵,，稱(chēng)為小系統(tǒng),。大系統(tǒng)除塵風(fēng)機(jī)采用調(diào)速運(yùn)行，出鐵時(shí)大,、小系統(tǒng)同時(shí)高速運(yùn)行,，雙管齊下，及時(shí)有力的將煙塵吸走,，不出鐵時(shí),，大系統(tǒng)低速運(yùn)行，小系統(tǒng)仍高速運(yùn)行,。這種系統(tǒng)的劃分,、運(yùn)行技術(shù)特點(diǎn)主要有：
1）爐頂卸料與爐前一次除塵系統(tǒng)脫開(kāi)，有效的保證了爐頂下料處的除塵效果,。因該部分風(fēng)量并入小系統(tǒng),，風(fēng)機(jī)沒(méi)有調(diào)速，不會(huì)引起下料處的風(fēng)量變化,，因而不會(huì)因風(fēng)量不足引起爐頂除塵管路的積灰,。
2）強(qiáng)化了出鐵時(shí)的收塵效果。出鐵口捕集罩裝置采用鐵口單吸罩,、溝蓋罩和上部誘導(dǎo)頂吸罩的組合捕集裝置,，正常出鐵時(shí)，因大,、小系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行,，風(fēng)量集中，單吸罩和溝蓋罩可基本上將一次煙塵捕集干凈,，開(kāi),、堵鐵口時(shí)一部分煙氣可由側(cè)吸罩抽走，其余煙塵依靠熱氣流的自然上升進(jìn)入頂吸罩,。這一捕集技術(shù)的實(shí)施,，捕集率能達(dá)到95%以上。
3）強(qiáng)化了出鐵場(chǎng)區(qū)域的通風(fēng)換氣,，改善崗位環(huán)境,。不出鐵時(shí),，側(cè)吸罩停止工作,，靠頂吸罩捕集出鐵場(chǎng)的零散煙塵。崗位含塵濃度大大降低,，頂吸罩處于常開(kāi)狀態(tài),，也起到了對(duì)出鐵場(chǎng)通風(fēng)換氣的作用,。改善了不出鐵時(shí)和停爐檢修時(shí)出鐵場(chǎng)區(qū)域的工作環(huán)境。
4）實(shí)現(xiàn)環(huán)保和節(jié)能最佳綜合效果,。出鐵場(chǎng)除塵采用大,、小系統(tǒng)劃分及兩個(gè)系統(tǒng)不同的運(yùn)行方式，即確保了各個(gè)環(huán)節(jié),，各個(gè)時(shí)段的收塵效果,，又最大限度的降低了電耗。
3 首鋼京唐大型料倉(cāng)除塵系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
高爐料倉(cāng)及轉(zhuǎn)運(yùn)站污染物主要產(chǎn)生的是粉塵,，產(chǎn)塵部位包括料倉(cāng)倉(cāng)上移動(dòng)卸料,、倉(cāng)下振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)篩,、稱(chēng)量斗,、部分轉(zhuǎn)運(yùn)站、中間倉(cāng)及各膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)等處,。塵源點(diǎn)多,，分布零散，對(duì)移動(dòng)的塵源難于捕集,，這些都是料倉(cāng)除塵的難點(diǎn),。
首鋼京唐高爐料倉(cāng)首先從工藝確定上就有突破，在原料轉(zhuǎn)運(yùn)上采取了短流程的轉(zhuǎn)運(yùn),、上料形式,，并將2座高爐料倉(cāng)合并為一個(gè)聯(lián)合料倉(cāng)，根據(jù)工藝料倉(cāng)布置及工作制度要求,，料倉(cāng)除塵系統(tǒng)規(guī)劃也有大的突破,，打破傳統(tǒng)的劃分形式，按上料工藝流程2座高爐綜合一起考慮,。共劃分為3個(gè)除塵系統(tǒng),，其中2個(gè)系統(tǒng)主要承擔(dān)2座高爐料倉(cāng)倉(cāng)下振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)篩,、稱(chēng)量斗,、部分轉(zhuǎn)運(yùn)站、中間倉(cāng)及各膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)等處的粉塵治理,。另一個(gè)系統(tǒng)主要承擔(dān)2座高爐料倉(cāng)倉(cāng)上移動(dòng)卸料及附近轉(zhuǎn)運(yùn)站等處的粉塵治理,，料倉(cāng)除塵技術(shù)特點(diǎn)有：
1）將相同上料、卸料的工藝和設(shè)備的除塵合并同類(lèi)項(xiàng),，規(guī)劃為一個(gè)除塵系統(tǒng),，有利于除塵系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)和風(fēng)量分配，確保除塵效果,。
2）強(qiáng)化各塵源點(diǎn)的捕集技術(shù),。倉(cāng)上卸料,，均采用膠帶密封移動(dòng)卸料車(chē)卸料。除塵采用移動(dòng)除塵小車(chē)配膠帶密封通風(fēng)槽的型式,。即除塵小車(chē)在膠帶密封通風(fēng)槽上與卸料車(chē)同步行走,，這樣可將卸料時(shí)產(chǎn)生的煙塵及時(shí)吸入通風(fēng)槽進(jìn)入除塵管。解決了移動(dòng)塵源的收集問(wèn)題,。振動(dòng)篩,、給料機(jī)和稱(chēng)量罐均采取整體密封和加設(shè)防塵密封罩等形式。倉(cāng)下膠帶受料點(diǎn)處膠帶做通長(zhǎng)的雙層密封,，并配合抽風(fēng)除塵,。膠帶轉(zhuǎn)運(yùn)的頭部和尾部均做密封并設(shè)吸風(fēng)口，其中尾部受料口也采用雙層密封,。通過(guò)以上措施的實(shí)施,，對(duì)抑制塵源，減少除塵風(fēng)量起到了明顯的效果,。
3）強(qiáng)化除塵管路平衡設(shè)計(jì),。綜合料倉(cāng)除塵點(diǎn)多達(dá)上百處，為確保每一處的風(fēng)量平衡,，除在各除塵點(diǎn)設(shè)手動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥或電動(dòng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥外,，在除塵管路的設(shè)計(jì)和布置上也獨(dú)具匠心。
4 出鐵場(chǎng)和料倉(cāng)除塵設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)
1）出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵布置規(guī)整
出鐵場(chǎng)除塵和料倉(cāng)除塵均為3套除塵設(shè)施,，在設(shè)計(jì)前期,，就與總圖專(zhuān)業(yè)認(rèn)真做好規(guī)劃設(shè)計(jì)，在考慮管路順暢,、短捷和確保除塵效果的前提下,，將三套設(shè)施并列布置，共用一套集合輸灰和儲(chǔ)灰倉(cāng),，這樣既節(jié)約用地,、又節(jié)省投資，同時(shí)也便于除塵器及輸灰系統(tǒng)的運(yùn)行,、管理及檢修,。也一改以往除塵設(shè)施零散不規(guī)整的面貌，總圖布置整齊,。顯得規(guī)整劃一,、雄偉壯觀。
2）除塵灰收集和綜合利用技術(shù)
首鋼京唐工程中改變首鋼傳統(tǒng)的輸灰,、儲(chǔ)運(yùn)辦法,，采用真空吸塵罐車(chē)集中收集各除塵器除下來(lái)的除塵灰，將除塵灰運(yùn)輸?shù)郊性O(shè)置的除塵灰倉(cāng)中，參與工藝配料和綜合利用,。這種方式避免了卸灰時(shí)的二次揚(yáng)塵,，有利于物料的回收利用,。
3）結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行管理的改革,，創(chuàng)新除塵系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)
按首鋼廠區(qū)內(nèi)管理模式，每套除塵設(shè)施需設(shè)置獨(dú)立的控制室,，由專(zhuān)門(mén)的運(yùn)行工管理,。在首鋼京唐工程中根據(jù)減員增效的管理原則，除塵設(shè)施不設(shè)專(zhuān)門(mén)的運(yùn)行崗位,。為滿足安全運(yùn)行和管理要求,，設(shè)計(jì)采用三地控制操作方式：在設(shè)備單體調(diào)試或維護(hù)檢修時(shí)進(jìn)行機(jī)旁手動(dòng)操作。在分系統(tǒng)調(diào)試和全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試或維護(hù)檢修時(shí),，在現(xiàn)場(chǎng)電氣室實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作或查找故障,。在正常運(yùn)行時(shí)，集中在高爐主控中心全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制,，聯(lián)動(dòng)控制的全過(guò)程全部由PLC的程序完成,，在系統(tǒng)模擬盤(pán)上了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并設(shè)聲,、光報(bào)警信號(hào),。
5 首鋼京唐大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)及上料除塵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景
首鋼京唐煉鐵工程除塵技術(shù)，在散發(fā)煙塵的部位采用了目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的密封收塵措施,，有效的控制了煙塵的散發(fā),，在全密封部位，如料倉(cāng)卸料皮帶,，出鐵場(chǎng)鐵溝,、渣溝等處捕集率達(dá)100%，在半封閉生產(chǎn)部位,，如出鐵口,、鐵水包等部位捕集率達(dá)95%以上。全廠除塵規(guī)劃合理,，管路走向美觀,、順暢，除塵設(shè)備選用國(guó)內(nèi)目前除塵效率較高的低壓脈沖布袋除塵器,，輸灰系統(tǒng)為吸引罐車(chē)集中收集處理,。特別是出鐵場(chǎng)一、二次煙塵收集技術(shù)和料倉(cāng)卸料除塵技術(shù)的成功應(yīng)用,，值得國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)借鑒,。
6 首鋼京唐大型出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)及上料除塵系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)
首鋼國(guó)際工程公司非常重視高爐除塵技術(shù)的研發(fā)工作，公司副總經(jīng)理張福明作為研發(fā)團(tuán)隊(duì)的帶頭人，多次召開(kāi)技術(shù)方案討論會(huì),，強(qiáng)調(diào)將環(huán)保理念運(yùn)用到設(shè)計(jì)的精髓中,。除塵專(zhuān)業(yè)總師張匯川、教授級(jí)高工白衛(wèi)國(guó)在總結(jié)了歷次高爐除塵技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)后,，提出了高爐除塵系統(tǒng)更為合理,、更為優(yōu)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。除塵專(zhuān)業(yè)高級(jí)工程師馬桂鳳,、主要設(shè)計(jì)人李群,、煉鐵專(zhuān)業(yè)主要設(shè)計(jì)人李勇、唐安萍在除塵系統(tǒng)的控制,、管路設(shè)計(jì),、吸塵點(diǎn)的設(shè)置、捕集罩設(shè)計(jì)等方面做了大量的研發(fā)工作,。
通過(guò)以往歷次工程的實(shí)踐,，以及與不同規(guī)模，不同形式高爐的配套設(shè)計(jì)研發(fā),，首鋼國(guó)際工程公司高爐出鐵場(chǎng)除塵技術(shù)和料倉(cāng)除塵技術(shù)已逐步形成系列化,、標(biāo)準(zhǔn)化，并在成功的基礎(chǔ)上向更優(yōu)更好邁進(jìn),。首鋼國(guó)際工程公司愿意為國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)的環(huán)保事業(yè)做出更大貢獻(xiàn),。
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