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烧结机头电除尘器灰斗结块原因的治理
烧结机头电除尘器灰斗结块原因的治理
在烧结生产过程中,会产生含有大量灰尘及有害气体SO2、NO2等的烟气。随着国家对粉尘排放标准的逐步提高,节能减排工作的日益强化,为保护大气环境,减少主抽风机转子等设备的磨损,烧结工艺产生的含尘烟气必须在排入大气之前经过机头除尘设施的净化。电除尘器是利用高压电场产生的静电力使尘粒荷电后,将尘粒从气流中分离出出来的一种除尘装置。对1-2μm粉尘的净化效率可达99%以上,每小时可处理气体上百万立方米,阻力仅为200-300Pa,正常操作温度可高达400℃。但一次投资费用大,占地面积大,对粉尘有一定的选择性,且结构复杂,安装、维护管理要求严格。电除尘器因具有除尘效率高、阻力损失小、总能耗低、自动化程度高、处理烟气量大等优点而被广泛应用于钢铁企业除尘系统中。宣化钢铁公司炼铁厂烧结机机头360m2电除尘器一期采用双室三电场电除尘器,二期采用双室四电场电除尘器。电除尘器采用大C型板与四齿RS芒刺线相配的极配方式,灰斗采用电加热板加热,烧结机机头360m2一期电除尘器灰斗下部安装液压插板阀,二期电除尘器灰斗下部安装刀口式卸灰阀,分别与气力输灰管道相连接。自投产以来,主体设备运行良好,但一直困扰烧结机机头360m2电除尘系统的主要问题是除尘器灰斗结块现象普遍,多达56个灰仓,除尘灰无法及时排走,随着气体进入大气中,致使电除尘器烟囱冒红黄色烟,除尘效果不理想。由此还带来了工人劳动强度的增加,即灰斗结块后必须经过人工清理,且清理过程中对环境的污染十分严重。因此,本文对宣钢炼铁厂烧结机机头360m2电除尘器灰斗结块的原因进行全面分析,并结合实际情况和工作经验进行了效果比较明显的治理工作。 
1 影响烧结机头电除尘器除尘性能的原因分析 
1.1 漏风量大,漏风率高 
风箱烟道、进出口法兰、膨胀节连接处、人孔门、阴阳极振打穿轴处、电除尘器本体等密封差,致使除尘效果降低,不仅增加了风机的运行负荷,增加了厂用电量,还加大了引风机叶片的磨损,减少了引风机的使用寿命。 
        这里需要提到的是,宣钢由于360m2电除尘器机头一期、二期工程建设时间的不同,分别采用了24个液压插板阀和32个刀口式卸灰阀两种不同的卸灰阀,通过3年的比较发现,相比刀口式卸灰阀,液压插板阀会加大漏风量,且操作频繁,加大了劳动量,且卸灰效果并不理想。 
1.2 粉尘性质 
现在多采用高碱度烧结,其粉尘中碱金属氧化物和氯化物含量较多,灰尘呈轻飘絮状,具有细而粘的特性,使收尘加大难度,且易造成二次扬尘。 
1.3 烟气温度、湿度 
烟气温度对粉尘比电阻、临界电离电压、临界电晕电压和火花放电电压均有影响。当检修停车结束开车时,主控操作不好,烟气温度低于露点(70-80摄氏度),加之机头烟气中湿度较高,水分含量在10%-15%,粉尘冷凝结露,粘结在极线、极板和灰仓壁上,造成清灰振打困难、电机腐蚀、绝缘体爬电等故障,影响除尘器工作;烟气温度过低时,起晕电压电流升高,如果超过变压器负荷就会导致电除尘器部分电场停止工作,降低电除尘器作业率。 
烧结过程控制不好,出现烧结终点提前或滞后,或者停车操作控制不好,都会导致烟气温度的升高,随着温度的升高,临界电离电压减小,火花放电电压降低,使得烟气处理量大,电场风速提高,从而除尘效率下降;另一方面,收集来的粉尘在灰斗内本身就具有自然和二次燃烧现象,当烟气温度高于200摄氏度时,抽入的烟气中的低熔点金属、金属氧化物或不完全燃烧物质会有红火现象,更加加剧了粉尘燃烧,最终结块粘结在灰仓壁上,引起灰斗堵灰,排灰不佳,大大增加了工人清灰的劳动强度。 
机头烟气所含湿度较高,水分含量在10%-15%。在检修或者临时性停机开车时,机头烟气的温度较低,当温度低于烧结烟气的露点,即70-80摄氏度时,很容易产生冷凝结露现象,烟尘会粘结在阴极线、阳极板和灰斗仓壁上,造成清灰振打困难,绝缘体爬电和电机腐蚀等故障,使灰不能及时排下。 
1.4 二次扬尘 
粉尘细而轻,尤其当灰斗下部漏风时,加剧了粉尘的二次扬尘现象,使灰斗内的积灰被再次卷入电场,随气流一起进入烟囱,致使外排超标。 
1.5 灰斗加热板损坏 
灰斗加热板内的电阻丝在振动器的作用下,会经常出现断裂的现象,这样加热板就会失去加热作用,使灰斗内的积灰严重,经常性的造成堵灰。 
1.6 振打系统振打力不足 
足够的振打力和振打加速度是及时清除积灰,防止产生反电晕现象的有效保证。振打系统故障频繁、振打清灰效果差都会引起阴极、阳极积灰严重,体现为运行电压低、电流小、闪络频繁,对电除尘器效率影响极大。振打清灰的主要作用在于使电场阴极和阳极始终保持清洁状态,保证电除尘器的再捕集能力,是决定电除尘设备是否能长期稳定高效运行的重要因素。 
1.7 气力输灰管道压力不足 
现360m2电除尘器机头气体输灰管道压力来自于第一烧结车间空压机输出的压力,但空压机输出的8kg压力不仅供给给360m2电除尘器,因而造成机头压力常常达不到气体输灰管道要求的最低输灰压力4.5kg,除尘灰不能及时输走,导致工人不能及时卸灰,影响电除尘器正常工作。 
1.8 专业管理不到位,人为操作因素影响 
问题一,除尘器灰斗的人孔门或检修孔关闭不严,会造成除尘器漏风,引起烟气温度下降出现冷凝结露以致于灰斗结块;问题二,停车时,立即停运振打,极板、极线积灰没有有效清除,或停机时未等电场冷却就打开人孔门,使积灰粘黏在极板、极线上,很难再通过振打清除;问题三,没有专业的巡点检模式,没有科学的放灰制度,没有控制放灰量,经常出现刮板机链条断裂、松动和头尾轮不正或刮板机电机烧坏等现象,因维修而耽误放灰时间;问题四,操作工不能根据实际情况及时调整运行参数,影响除尘效果。许多操作工都有一种认识上的错误,认为电除尘器在正常运行中,无论在什么情况下,都不需要再进行调整,其实正是这样的认识给电除尘器带来了损害和影响。比如阴雨天时,电场漏风会引起电场闪络拉弧严重,这是往往需调低运行参数,在天气转晴时再将参数调高运行,这样通过对电除尘器高低压设备的运行参数进行适时调试,才能使电除尘器在各种工况下发挥出最高的工作效率;问题五,检修效率低。一般360m2电除尘器机头电除尘设备的检修都是伴随着烧结车间的检修进行的,目前生产节奏加快,检修周期长时间短,因而存在的问题是不能充分利用停机检修机会,同步做好电场的检查、维修,高压绝缘件的擦拭,灰仓的清理,零部件的更换等工作,尤其是灰仓的清理工作不能按计划完成,本来就有结块现象的灰仓没能完全清理干净,使设备带“病”运行,积灰越来越严重,最终发生托电场现象。 
2 改进措施 
1)加强密封。将风箱烟道、进出口法兰、膨胀节连接处、人孔门、阴阳极振打穿轴处、电除尘器本体等的密封工作做好。如对膨胀节进行更换,对法兰连接处采用膨胀胶进行密封;对电场内部开焊处进行补焊;将现有的单层检查门改为双层门。 
前面提到360m2电除尘器机头一期、二期工程分别采用了24个液压插板阀和32个刀口式卸灰阀两种不同的卸灰阀,由于液压插板阀会加大漏风量,且操作频繁,加大了劳动量,且卸灰效果并不理想,所以笔者建议将液压插板阀全部更换为刀口式卸灰阀,这样可以很大程度上控制漏风量。 
2)为防止烧结终点提前造成烟气温度升高或开车时烟温过低造成水蒸气冷凝结露,致使机头除尘器燃烧或结块,规定了烟气温度波动范围为80-170摄氏度。此规定实行后,通过主控人员的精心努力,烟气温度超出范围的次数大幅减少。 
3)使灰斗内积灰保证在低料位。这样既能保证灰斗内积灰及时清除,防止托电场,又能保证灰斗密封性,防止灰斗下部漏风和二次扬尘。
4)将灰斗的电加热改为与蒸汽加热兼用,减少灰斗加热的故障,提高灰斗温度,防止粉尘在灰斗内结露、受潮而板结,影响卸灰。 
5)加装声波清灰器。声波清灰是近年来使用的一种行的清灰技术,它是将一定能量的强声波馈入电除尘器电场空间,到达极板、极线后转化为机械能,与粉尘层形成高频振荡,抵消粉尘层中的聚积力,使已结块的积灰疏松脱落,达到清灰的目的。声波清灰技术与机械式振打清灰装置联合使用,可在一定程度上提高电除尘器的操作性能。加之机头粉尘细而轻,成分复杂,具有效大的粘结性和腐蚀性,因此适宜选择振打力度较强的侧向底部挠臂锤振打为主,同时辅以声波清灰,来解决粉尘粘结问题。 
目前炼铁厂360m2烧结机头电除尘器机头一期有两个灰斗已加装声波清灰装置进行试用,效果比较理想,声波清灰器有效作用大,清灰不留死角,补充了机械振打振打力不足,分布不均的缺陷,使电场内部的极板和芒刺表面积灰情况有所改善,电场的二次电流有所提高。后续将逐渐在其他灰斗加装声波清灰装置,改善除尘效果。 
振打制度也是电除尘清灰不可忽视的一个因素,要改善电除尘器的低压控制,保证振打时序的合理化,并根据季节特点,适时调整微机程控程序。进行长时间的实验,找出最佳振打频率。一般说,前电场振打强度小,振打周期要短,后电场则振打强度要大,振打周期要长,必要时要增加手动振打,加大清灰力度,增加振打时间。 
6)加大职工培训力度。随着设备的更新换代,技术的日益成熟,拥有一支专业性强,技术过硬,责任心高的职工队伍就显得尤为重要,好的设备也需要高素质的职工来操作,才能使设备发挥出它最好的水平。这就需要加大对职工的培训力度,制定严格的工作制度,科学的巡点检模式,提高除尘设备作业率。 
3 结语 
影响电除尘器灰斗结块的因素是多方面的,而且也是随着生产的变化和设备的磨损老化不断出现的。除了以上提到的几个因素外,还有许多方面的问题需要不断的探索改造,比如,对于原料配比的影响还需要在以后的实际生产、设备运行过程中继续摸索,对原料配比进行适当的变化。此外,输灰装置、低压控制设备、高压电源等等每一因素发生故障都会影响电除尘器的除尘效率,致使灰斗结块。我们需要及时处理出现的新问题、新故障,保证电除尘器达到更优的工作状态,使其创造更大的经济效益、环保效益与社会效益。
 
  我公司积极提倡科技兴企、响应国家节能减排的战略部署,企业通过ISO9001:2000国际质量体系认证,产品申请多项国家专利,荣获中国环境保护产品认证等殊荣。



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