烧结机脱硫烟道振动流场分析及消振措施
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浅谈600MW火力发电厂脱硫浆液循环泵入口膨胀节振动大的原因及治理方法关键词:600MW机组;石膏雨;湿法脱硫;前言:国能内蒙古呼伦贝尔发电有限公司(以下简称内蒙呼贝电厂)2×600MW火电机组于2010年投产,锅炉烟气脱硫装置采用一炉一塔,吸收塔塔内壁为衬胶防腐,采用石灰石—石膏湿法脱硫,按锅炉BMCR工况全烟气量脱硫,脱硫效率≥95%,每台吸收塔布置德国Duechting Pumpen浆液循环泵3台,3台浆液循环泵入口、出口管道管径为DN1200,出口管道有分支管。
三台泵扬程分别为22.5m、24.5m、26.5m,流量为9700m³/h,三台浆液循环泵自投产以来已使用10余年。
吸收塔共布置七台搅拌器,布置方式为上三下四,上面三台搅拌器作用为氧化风充分与浆液混合,下层四台搅拌器为防止吸收塔浆液沉淀。
概述:呼贝电厂共六台浆液循环泵,自投产以来入口膨胀节一直振动,六台泵振动情况不同,2023年2号机C修期间,吸收塔入口滤网经进行升级改造,滤网尺寸为2600*1000*50mm,将原有FRP材质升级为双相不锈钢材质(原有FRP材质均存在滤网碎裂情况)。
此外,对吸收塔下层四台搅拌器进行整体更换,原搅拌器为夏普品牌,传动方式为皮带传动,经改造升级后,将夏普品牌更换为PROQUIP品牌,传动方式也由原有的皮带传动更改为减速机传动,上层搅拌器未进行改造。
经以上两项改造后,机组启动运行,2号机3台浆液循环泵入口膨胀节振动情况更为严重,甚至导致浆液循环泵电流频率下降的情况。
根据实际情况,查阅图纸、多方调研、运行情况等进行综合分析,按照对膨胀节振动影响情况进行总结分析如下。
1、浆液循环泵入口膨胀节位置在“小头”侧(设计原因)1.1经调研绥中电厂、伊敏电厂、大唐锡林浩特电厂、鄂温克电厂、大唐国际锦州电厂、定州电厂,几乎所有浆液循环泵的入口管道膨胀节均安装在“大头”侧。
呼贝电厂浆液循环泵入口管道为1200mm*700mm的大小头,呼贝电厂膨胀节安装位置为“小头”侧,通过分析,浆液泵在运行过程中,介质经过入口管道进入大小头后,浆液循环泵入口管道内径变窄,流速增大、压力下降,进而会造成浆液循环泵大小头小头侧膨胀节的振动增加。
烧结机主抽风机振动异常的故障诊断与维修处理烧结机主抽风机振动异常的故障诊断与维修处理【摘要】在生产运行过程中,经常会有振动异常的故障出现于烧结机主抽风机中,影响到了正常的生产,需要引起人们足够的重视。
本文以某厂为例,分析了烧结机主抽风机振动异常的故障诊断与维修处理,希望可以提供一些有价值的参考意见。
【关键词】烧结机;主抽风机;振动异常1 事故概述某厂在生产运行过程中,烧结二期2#主抽电机(TW4800-6 10KV)出现了阻尼环开裂问题,此台电机振动值在合格范围内(风门最大满负荷情况下,电机最大振动值小于2.1 mm/s)。
在返厂期间,为进一步降低电机振动做了大量工作,出厂试验数据较为理想。
但现场安装投入运行后,电机振动严重超标,风机风门开度为50%-70%时,振动值已达到4.2 mm/s -4.6mm/s。
为此,本厂只能将风门控制在70%以下生产,严重影响了烧结产能。
在此状态下,电机运行一个多月,振动值未降低。
结合相关的检修记录,电机还存在着其他的一系列问题:一是电机安装完成第一次带负载运行,振动值严重超标,无法开机,通过移动轴瓦座重新找磁力中心线,并刮瓦和垫瓦背处理轴瓦与轴之间的油隙和气隙后,振动值有所降低。
二是敲击法测量1#和2#电机以及风机轴瓦座的固有频率数据来看,振动值最大的2#主抽电机驱动端轴瓦座固有频率最低,且峰尖呈锯齿状。
在结构形式、材质一样的情况下,2#主抽电机驱动端轴瓦座固有频率最低,其相较于其他轴瓦座刚度最低;峰尖呈锯齿状,相关技术人员怀疑结构存在劣化。
三是电机在失电瞬间,振动值降幅很大;技术人员分析,失电瞬间电机无电磁力作用下,振动值大幅降低说明转子结构不圆,电机气隙不均匀,磁力中心线存在较大偏差。
2 故障诊断报告一是测试要求:根据《GB10068-2008 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动-振动的测量、评定及限值》中的要求对本烧结厂烧一车间2#主抽风机的大电机进行测试。
烧结脱硫脱硝系统设备和管道振动原因分析刘翔1① 何继涛2(1:中钢设备有限公司 北京100080;2:津西钢铁股份有限公司 河北唐山064302)摘 要 某钢厂2×495m2烧结,烧结项目正式投产,并同时在活性焦一体化脱硫脱硝投产后,主抽风机与脱硫脱硝增压风机配合运行,在生产过程中,一直出现烟气管道和设备振动现象,类似喘振,造成主抽风机、主电除尘器、增压风机无法正常运行,影响烧结系统的生产。
本文根据现场实际情况,列明振动产生的危害,分析振动原因是由于烟道设计缺陷、风机风量匹配原因、脱硫脱硝增压风机选型偏小等,结合烧结实际生产情况和振动分析,针对性的提出了优化管道设计、增大增压风机选型等改进措施。
经过改进后,在稳定烧结矿产能和脱硫脱硝效率的前提下,烧结与脱硫脱硝烟气管道的振动完全消除,有效提升设备运行的稳定性和降低因振动而产生的维修成本。
关键词 烧结 活性焦 脱硫脱硝 风机 喘振中图法分类号 TGTF046.4 文献标识码 ADoi:10 3969/j issn 1001-1269 2023 04 019AnalysisofVibratingbetweenofEquipmentsandPipesofDesulfurization&DenitrificationinSinterPlantLiuXiang1 HeJitao2(1:SinosteelEquipment&EngineeringCo.,Ltd.,Beijing100080;2:HebeiJinxiIronandSteelGroup,Tangshan064302)ABSTRACT 2×495m2SintePlant,sinceitisputintorunningandtogetherwiththeplantofactivatedcokeSOxandNOxremovedfromfluegas,atthesametimetheexhaustingfanandblowerfanareopentogether,itisfoundthattheequipmentandthepipeoffluegasvibrate,thesameassurging.Itcausesthattheexhaustingfan,blowerfan,andESPcannotrunningsmoothly,eventheprocessofSintePlant.Sothispaterliststhevibratingharmtothesinterplantaccordingtothesitecondition.Thereasonisthatdesignproblemoffluegaspipe,unmatchingoffanblastvolume,lesstypeofblowerfan.Soitissuggestedthatmodifythepipe,increasingtheblowerfantype,accordingtotheproducingandvibratingcondition.Afterthemodify,thevibratingofthefluegaspipeandtheequipmentsisremoved,whichimprovesalsothestabilityofsintermachineandreducesthemaintenancecost.KEYWORDS Sinter Activatedcoke Desulfurizationanddenitrification Fan Surging1 前言钢铁冶金工业生产中,烧结工艺作为重要一环,起到至关重要的作用。
脱硫系统浆液循环泵出口管道振动大的分析与解决措施李光辉【摘要】随着国家环保要求越来越严格,近年来燃煤电厂脱硫系统均进行了超低排放改造,一般会在原有脱硫吸收塔系统的基础上增加一台或多台浆液循环泵.文章主要针对电厂超低排放改造后,浆液循环泵运行过程中出现出口管道振动大的现象进行原因分析,同时提出了相关的解决方案.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2017(000)034【总页数】2页(P40-41)【关键词】浆液循环泵;振动;入口滤网;超低排放【作者】李光辉【作者单位】大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部,河南三门峡 472100【正文语种】中文大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部二期(#3、4机组)2×630MW机组的脱硫系统采用湿法石灰石-石膏(FGD)烟气脱硫技术。
#3炉及#4炉的脱硫系统均采用一炉一塔方案,两台机组FGD分别于2006年9和11月通过168h试运行。
原设计每个脱硫系统各自配置一台升压风机,烟气先后通过原烟气档板和升压风机进入吸收塔,脱硫后的净烟气经过除雾器除去水滴后从各自的烟道进入烟囱。
每台机组吸收塔分别配置3台浆液循环泵,分别命名为#3炉A浆液循环泵、#3炉B浆液循环泵及#3炉C浆液循环泵和#4炉A浆液循环泵、#4炉B浆液循环泵及#4炉C浆液循环泵。
依据国家环保政策的要求,2016年3月及2015年12月,三门峡项目部分别完成了两台脱硫系统的超低排放改造。
具体改造方案为拆除升压风机及各烟气挡板门,同时两台吸收塔各增加两台浆液循环泵,分别命名#3炉A浆液循环泵、#3炉B浆液循环泵和#4炉A浆液循环泵、#4炉B浆液循环泵,同时将A/B/C层的喷淋层进行了改造 ,喷嘴形式由螺旋喷嘴改为空心锥高效喷嘴,除雾器改为屋脊式高效除雾器,吸收塔共抬高9米。
各两台脱硫系统浆液循环泵及电机的设计参数如表1。
#3、#4机组脱硫系统自2006年投产后,浆液循环泵运行稳定,未出现浆液循环泵出口管道及泵体振动大的现象。
2018年第 3 期2018 年 7 月新区烧结机主抽风机异常振动分析及控制李鸿昌 王兴国 徐万从(昆钢安宁公司检修厂)摘 要本文针对昆钢新区烧结主抽风机异常振动现象,采用ZXP-F8N振动分析仪对烧结主抽风机运行数据进行采集,通过对时域波形、频谱、轴心轨迹进行分析,查找出风机振动原因为转子不平衡导致,采用叶轮现场动平衡的方法,消除风机振动异常故障。
关键词 抽风机 振动 频谱分析 动平衡1 概述烧结主抽风机是烧结生产的关键设备,其作用是在烧结机台车下抽风形成负压,将空气不断吸入烧结燃烧带使烧结矿燃烧,同时将燃烧产生的废气抽走。
主抽风机转子直径、转动惯量较大,在运行中若发生有害振动,不但会使滑动轴承破碎,甚至还会引起地基连接螺栓的松动,以及机壳变形和转子报废。
因此,对风机工作状态进行监控,采取措施预防振动的发生,对提高风机工作效率,延长使用寿命具有重要意义。
本文针对昆钢股份安宁公司新区烧结SJ17000-0.815/0.645抽风机出现的振动问题,采用DDCZ-ZXP-F8N振动分析仪器对风机振动数据进行采集,采集烧结抽风机故障信号,通过波形图、频谱图等特征分析出主抽风机产生的振动原因,采取合理措施,使烧结抽风机振动得到有效控制。
2 新区烧结风机结构、主要参数昆钢股份安宁公司新区烧结厂S J17000-0.815/0.645离心抽风机是陕西鼓风机有限公司制造,风机为双进风,双支承结构,烧结主抽风机构成如图1。
主要由电机1、膜片联轴器2、近端轴承座3、远端轴承座4、风机机壳及叶轮及润滑系统等构成。
右侧为本次振动监测点布置图。
测点为轴承座垂直、水平、轴向三个位置。
图 1 烧结抽风机构成及振动测点布置烧结主抽风机主要技术参数如下:双侧进气,电机功率为6 500 kW,叶轮直径φ3 040 mm;风机转子重量9 993 kg;昆钢科技· 2 ·2018 年第 3 期风机转子GD2:15 650 kg/m 2;风机主轴正常转速1 500 r/min ;风机转子临界转速:1 890 r/min 。
论述烧结机脱硫烟道振动流场及消振措施在钢铁生产过程中,二氧化硫是主要污染物之一,主要来自于烧结烟气工序产生的烟气。
据统计,烧结工序排放的二氧化硫约占钢铁生产总排放量的60%以上,甚至会达到90%左右。
如果二氧化硫实现回收利用,可以给企业带来一定的经济效益,二氧化硫的直接排放不仅污染了环境,还给企业造成了一定的经济损失。
因此烧结工序的脱硫成为钢铁企业环境治理的首要任务。
在本公司承担的某钢厂烧结机烟气脱硫总承包工程中,采用石灰石-石膏法,烟塔合一技术。
烧结机脱硫入口烟道由乙方从原主抽风机出口烟道接口接出,至脱硫后的合格烟气进入直排烟囱入口。
在前期脱硫系统未投入的情况下,原烟气挡板门关闭,烟气通过主烟道进入原有烟囱。
在运行过程中,主烟道振动较大,主抽风机振动慢慢向新旧烟道交接处扩大,主抽风机出口金属膨胀节失效,三通烟道底部靠与旧烟道交接处的钢板对接部位部分撕裂,旁路挡板门连杆振动,现场声音较大。
一、振动原因分析本工程烧结烟气脱硫工程烟道对主烟道的改变,就是将主烟道上的消声器用新增的三通烟道替代,烟气进入旁进入烟囱或者通过原烟道进行脱硫。
因新增的烟道只是烟气通道,自身不会产生振动,振动的原因考虑以下两个方面:1、主抽风机的机械振动。
风机自身振动通过主烟道扩压段,传递到新增三通烟道,且振动有扩大效应。
2、主抽风机扩压段较短,烟气流速不均。
二、对烟道机械振动的减振常规处理根据现场情况,对振动烟道进行了如下减振措施:1、烟道自身加固。
参考火力发电厂烟道设计规程,对三通烟道面板按1米间距增加槽钢纵向加固肋。
与之前的横向加固肋一起形成网格,在烟道内用圆钢φ76×4做内撑杆来消除振动[1]。
2、主烟道与新增三通之间增加非金属膨胀节,断开主抽风机传递过来的机械振动。
3、新增三通烟道下的原滑动支架,改为固定支架。
滑动支架改为固定支架后,烟道与下部土建支撑焊接在一起,可吸收烟道的部分振动。
由于烟道距离较短,热膨胀不大,改为固定支架影响很小。
提高烧结机烟气脱硫效率的措施介绍了唐钢1#烧结机系统组成及烟气特点。
针对投产之初烟气脱硫效果不理想的情况,分析了影响脱硫效果的原因,并采取了一系列措施。
通过稳定烧结过程、强化台车篦条管理、定期检查、修复主抽风系统漏风情况、合理控制烧结终点温度、制定合理的启停机操作规程和换台车操作方法、烧结中控和脱硫中控精细配合等措施,烟气系统脱硫效率达到90%以上,达到了国内先进水平。
在我国因SO2排放而形成的酸雨危害日益严重,每年造成数千亿的经济损失,SO2及酸雨污染已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
烧结生产过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量的40%~60%,控制烧结生产过程SO2的排放,是钢铁企业SO2排放控制的重点。
2012年7月,GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》正式发布,规定新建烧结机烟气SO2的排放限值为200 mg /m3,其中京津冀、长三角和珠三角等大气污染物特别排放限值地域,SO2的排放限值为180mg /m3;现有企业大气颗粒物的排放限值为80 mg /m3,新建企业及2015年起的所有企业大气颗粒物的排放限值为50 mg /m3,特别限值地区大气颗粒物的排放限值为40 mg /m3。
随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展,单机废气量和SO2排放量随之增大,以及国家对SO2的排放控制要求日益严格,控制烧结烟气SO2污染势在必行。
1 1#烧结机烟气脱硫情况1.1 1#烧结机唐钢1#烧结机于1989年4月14日投产,为单风机单烟道烧结机,有效烧结面积180 m2,环冷面积190 m2。
2005年3月1#烧结机经改造有效烧结面积由180 m2扩大到210 m2,主抽风机叶轮增大,风量由16 000 m3/min增至18 500 m3/min。
2011年12月烧结机老旧台车全部更新为新台车并对大烟道、风箱和风箱支管进行了更换和涂抹。
1#烧结机设备作业率维持在95%以上,日产烧结矿6000 t左右。
浅谈烧结主抽风机振动原因分析与处理摘要:本文主要阐述某企业烧结主抽风机、主电机振动增大的原因以及处理过程,最终采用动平衡方法消缺异常振动。
关键词:主抽风机;振动大;分析Cause analysis and treatment of excessive vibration of sintering mainexhaust fanABSTRACT:In this paper,the reasons of excessive vibration of sintering main exhaust fan in an enterprise and the treatment process are mainly described,and finally the dynamic balance method is adopted to eliminate abnormal vibration.KEYWORDS:Large vibration analysis of main exhaust fan1前言某公司配备8台功率为5900Kw的双吸入双支撑离心抽风机,专门为烧结机配套设计的离心风机,输送介质为烧结烟气,其中6#烧结主抽风机自2006年投用以来,经专业维护一直稳定运行,2021年7月份该风机所服务的产线按照规划进行停机大修维护,该设备停机前各项性能指标良好未列入检修项目,8月下旬启机时发现电机与风机振动比停机前有所增加,其中电机超出设备规定值,对安全运行存在较大隐患,本文主要针对振动超标的原因分析和处理过程进行跟踪,为下步设备维护起到借鉴意义。
2设备概况2.1技术参数2.1.1风机型式:双吸入双支撑离心抽风机;φ:3480mm;风机速度;1000RPM;启动力矩:6068NM;转动惯量:14520Kg·m2;2.1.2气动性能参数:进口流量:17500m3/min;风机静压升:16000Pa;进口压力:-15500Pa;出口压力:500Pa;进口温度:正常120℃,最低:70℃,最高:200℃;进口介质比重:1.27kg/m3;介质含尘量:150mg/m3;当地大气压力:101.5KPa;风机轴功率:5317Kw;配套电机功率:5900Kw;压缩比:0.9435;风机全压效率:85%;2.2振动数据表1:初始振动数据序号设备名称测振部位垂直水平轴向备注非驱动端振动(mm/S)0.45 3.01 1.06 1主电机驱动端振动(mm/S) 1.81 3.61 2.94非驱动端振动(mm/S) 1.05 2.55 3.90 2风机驱动端振动(mm/S) 2.24 3.55 2.462.2.1电机设备:电机驱动和非驱动端轴承座水平振动值、驱动端轴向振动值已超出《GB10068—2000电机的机械振动的测量、评定及限值》中R级振动限值。
脱硫增压风机振动故障分析及处理段学友;潘云珍;韩建春;焦晓峰【摘要】某电厂1080 t/h亚临界汽包锅炉脱硫增压风机随运行时间增加振动逐渐加剧.现场进行动平衡处理,未能解决振动故障.依据风机振动特性,最终分析认为,引起风机振动异常的主要原因为风机空心轮毂内存在活动部件.吊出风机叶轮进行检查,发现轮毂边缘处焊缝有多处裂痕,轮毂内部有大量积灰.清理积灰并补焊轮毂裂纹后,风机振动大的故障得以消除.同时对风机转动部分存在活动部件的振动特性进行了总结,以供同类型振动故障的分析处理借鉴.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2013(031)006【总页数】3页(P35-37)【关键词】脱硫增压风机;振动;空心轮毂;积灰;活动部件【作者】段学友;潘云珍;韩建春;焦晓峰【作者单位】内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020【正文语种】中文【中图分类】TM621.71 脱硫增压风机概况脱硫增压风机是湿法脱硫系统中最重要的设备之一,用于锅炉烟气的增压,补偿烟气在系统中的压损,克服烟气脱硫(FGD)系统的烟气阻力[1]。
某电厂1080 t/h 亚临界汽包锅炉脱硫增压风机为成都电力机械厂生产的AN系列静叶可调轴流式风机,根据脉动原理工作。
转子包括叶轮、主轴、传扭中间轴和联轴器等部件,叶轮轮毂为空心结构布置,边缘采用焊接密封形式;整圈轮毂均匀分布19根叶片,采用等强度结构设计。
风机额定转速596 r/min,额定功率2800 kW,设计点流量599 m3/s,设计点全压4500 Pa,进口温度136℃。
其轴系结构如图1所示。
图1 脱硫增压风机轴系结构示意图2 故障情况介绍该电厂脱硫增压风机自机组2012年初投产以来振动状态良好,运行过程中轴瓦水平方向最大振幅为30 μm,达到GB/T 6075.2—2012[2]中辅机振动的良好标准(<80 μm)。
烧结抽风机主要振动故障分析摘要:烧结系统中,抽风机是这套系统的主要设备,可通过设备点检、可视化管理和振动频谱分析等手段对其进行管理和动态监测。
利用这些管理办法对烧结主抽风机运行状态的监控,建立其异常振动的波形和频谱特征。
本文针对烧结车间抽风机存在的振动方面的故障,分析了其产生故障的主要原因,并采集数据绘制出异常振动的波形和频谱特征,从而提出了应对措施,最大限度降低了振动故障给生产带来的危害和经济损失。
关键词:主抽风机;点检;振动;设备管理引言烧结车间使用的抽风机体积、转子直径、转动惯量都比较大,所以在生产运行中若发生有害振动,不但会使滑动轴承破碎,甚至还会引起地基连接螺栓的松动,以及机壳变形和转子报废,从而影响安全生产,并且造成巨大的经济损失。
因此,熟悉抽风机的性能和工作状态,了解故障产生原因,并能采取措施预防有害振动的发生,对提高风机工作效率,延长使用寿命具有重要意义。
一、抽风机在烧结系统生产中的作用抽风机是烧结系统主要配套设备之一,它直接地影响烧结机的产量,质量和能耗,是烧结生产的“心脏”,主要作业是通过烟道进行抽风,产生负压,使烧结料面点好火,烧结料中的固体燃料充分燃烧,为烧结供给能量,同时将烧结过程中产生的各种气体通过烟道,电除尘器净化后由烟囱排出。
近来由于环保的要求:抽风机后与烟囱之间的配装脱硫回收装置。
这使得其要相适应的设计要调整。
二、烧结抽风机主要振动故障分析1、不平衡和不对中故障1.1 不平衡和不对中故障特征首先对主抽风机解体检查发现,风机自由端上、下支承瓦磨损严重;轴密封板与转子轴表面发生了摩擦,有明显的摩擦痕迹。
采用旋转机械故障诊断分析系统对机组振动进行时域、频域、轴心轨迹等方面的分析。
评测标准按轴承振动幅值的评定标准即评定汽轮发电机组等级与IEC标准执行[1]。
从轴承座振动波形和频谱图,从图1(a、b)中可看出,所示波形表现为不对中的形状。
频谱中1倍频和2倍频都较大,可以确定风机转子存在不平衡现象,在转子振动固有频率和固有频率2倍的范围内,风机均容易发生有害振动,见图1(b)。
钢铁厂烧结烟气脱硫常见问题及对策【摘要】钢铁行业是我国重要的基础性产业,具有消耗能量大、排放量高、环境污染严重等特点。
所以在钢铁行业拉动国家经济增长的同时,也给环境带来了很多的负面影响。
其中最引人关注的就是含硫烟气。
因为烧结烟气含硫化合物会导致大气的酸雨现象,对人体器官有腐蚀作用,容易引起呼吸系统疾病和心脏病等,所以烧结烟气脱硫成为钢铁行业减排的重点。
本文从钢铁厂烧结烟气脱硫的各种技术入手,分析脱硫过程中常见的问题,从而提出相应的对策。
【关键词】钢铁厂;烧结烟气;脱硫钢铁行业是我国重要的基础性产业,具有消耗能量大、排放量高、环境污染严重等特点。
所以在钢铁行业拉动国家经济增长的同时,也给环境带来了很多负面影响。
其污染方式主要表现在烧结烟气环节,具有烟量大(约在4000-6000m3/吨)、温度高(一般在80-180℃左右)、粉尘含量多、湿气重(在10%-13%之间)、含有各种污染大气的化合物质(HF、HCl、SO2等)、扩散范围广等特点。
其中最引人关注的就是含硫烟气。
因为烧结烟气含硫化合物会导致大气的酸雨现象,对人体器官有腐蚀作用,容易引起呼吸系统疾病和心脏病等,因此烧结烟气脱硫成为钢铁行业减排的重点。
本文从钢铁厂烧结烟气脱硫的各种技术入手,分析脱硫过程中常见的问题,从而提出相应对策。
1.钢铁厂烧结烟气脱硫常见问题在中国,烧结脱硫技术还处于萌芽起步状态,有待于技术的进一步发展,而日本与美国则拥有世界上一流的技术,所以国内的企业大多借鉴国外的脱硫技术,但是由于国情不同,资源储备不同,经济发展状况以及科技手段不同,有些技术不能照搬使用。
目前,烧结烟气脱硫的方法有很多种,利用原理大致为湿法、半干法、吸附法等,主要包括循环流化床法、氨硫铵法、密相干塔法、钢渣石膏法、活性焦吸附法、电子束照射法、低硫原料配入法、高烟囱稀释排放、石灰石-石膏法、海水脱硫法等,这些工艺各自存在着利弊。
(1)循环流化床法,又称气固循环一体化烟气脱硫系统。
提高烧结机烟气脱硫效率的措施作者:王杰董善伟来源:《E动时尚·科学工程技术》2019年第04期摘要:目前,烧结生产中产生的SO2排放量占钢铁企业年排放量的40%~60%,因此,控制烧结过程中的SO2排放是企业需重点关注的问题。
本文重点探讨了提高烧结机烟气脱硫效率的措施。
关键词:烧结机;烟气脱硫;措施钢铁企业是造成大气污染严重的工业企业类型之一,钢铁烧结过程中产生的SO2是主要污染物之一。
因此,在烧结过程中配备烟气脱硫装置是钢铁企业生产的必然趋势。
1 烧结烟气的特点及脱硫难点烧结烟气是混合料点火后,随台车运行,在高温烧结过程中产生的含尘废气。
烧结机生产时产生的烟气中SO2浓度变化大,其头部和尾部烟气SO2浓度低中部浓度高。
烧结料中铁氧化物会起到催化剂的作用,将部分SO2催化氧化为SO3。
矿粉中的一部分有机硫转入气相呈单质硫并被氧化,由于烧结过程存在温度不均匀,排出烟气中还含有H2S和CaS。
此外,混合料中的氯化物也会在烧结过程中生成可挥发性氯化物进入烟气。
烧结烟气的特点决定了烧结烟气脱硫的特性和难点,其无法直接照搬电厂脱硫技术。
否则还会对烧结主工艺产生影响,其结果直接导致脱硫系统无法长期稳定运行。
同时,更无法简单移植国外的脱硫技术。
因我国国产铁精粉矿含硫率较高,一般为0.2%~0.7%,是进口铁精粉矿含硫率的15~20倍,另外我国焦炭的含硫也相对较高,这些是阻碍烧结烟气技术发展的所在。
2 烧结机烟气二氧化硫控制技术1、石灰石/石膏法。
它是目前应用最广泛和最成熟的湿法脱硫技术。
石灰石/石膏法是采用石灰或石灰石的浆液在洗涤塔内吸收烟气中的S02并副产石膏的一种方法,由于吸收浆液是循环利用,脱硫吸收剂的利用率高。
该脱硫系统主要包括:吸收剂制备系统、烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水及储存系统等。
其工艺原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的S02,分为吸收和氧化两个阶段。
先吸收生成CaS03,然后将CaS03氧化成CaS04即石膏。
烧结机脱硫烟道振动流场分析及消振措施
【摘要】对烧结机脱硫烟道进行常规处理减振效果不明显的情况下,对振动烟道按原型的实际尺寸在GAMBIT上以1:1的比例建立模型并划分网格,利用FLUENT流体工程仿真计算软件选取模拟湍流流动的标准k-ε湍流双方程模型进行模拟计算,根据模拟结果,对振动烟道进行导流,减振效果良好。
【关键词】烧结机;脱硫烟道;振动;流场模拟;导流
在钢铁生产过程中,二氧化硫是主要污染物之一,主要来自于烧结烟气工序产生的烟气。
据统计,烧结工序排放的二氧化硫约占钢铁生产总排放量的60%以上,甚至会达到90%左右。
如果二氧化硫实现回收利用,可以给企业带来一定的经济效益,二氧化硫的直接排放不仅污染了环境,还给企业造成了一定的经济损失。
因此烧结工序的脱硫成为钢铁企业环境治理的首要任务。
在本公司承担的某钢厂烧结机烟气脱硫总承包工程中,采用石灰石-石膏法,烟塔合一技术。
烧结机脱硫入口烟道由乙方从原主抽风机出口烟道接口接出,至脱硫后的合格烟气进入直排烟囱入口。
在前期脱硫系统未投入的情况下,原烟气挡板门关闭,烟气通过主烟道进入原有烟囱。
在运行过程中,主烟道振动较大,主抽风机振动慢慢向新旧烟道交接处扩大,主抽风机出口金属膨胀节失效,三通烟道底部靠与旧烟道交接处的钢板对接部位部分撕裂,旁路挡板门连杆振动,现场声音较大。
一、振动原因分析
本工程烧结烟气脱硫工程烟道对主烟道的改变,就是将主烟道上的消声器用新增的三通烟道替代,烟气进入旁进入烟囱或者通过原烟道进行脱硫。
因新增的烟道只是烟气通道,自身不会产生振动,振动的原因考虑以下两个方面:
1、主抽风机的机械振动。
风机自身振动通过主烟道扩压段,传递到新增三通烟道,且振动有扩大效应。
2、主抽风机扩压段较短,烟气流速不均。
二、对烟道机械振动的减振常规处理
根据现场情况,对振动烟道进行了如下减振措施:
1、烟道自身加固。
参考火力发电厂烟道设计规程,对三通烟道面板按1米间距增加槽钢纵向加固肋。
与之前的横向加固肋一起形成网格,在烟道内用圆钢φ76×4做内撑杆来消除振动[1]。
2、主烟道与新增三通之间增加非金属膨胀节,断开主抽风机传递过来的机械振动。
3、新增三通烟道下的原滑动支架,改为固定支架。
滑动支架改为固定支架后,烟道与下部土建支撑焊接在一起,可吸收烟道的部分振动。
由于烟道距离较短,热膨胀不大,改为固定支架影响很小。
4、对烟道裂开的焊缝补焊,新旧烟道交接处用双槽钢抱箍进行加强。
5、更换原主抽风机出口已失效金属膨胀节。
上述措施实施,发现旁路烟道振幅已减弱,但振频仍在,且旁路烟道上部振动较扔大,旁路挡板门下电动执行机构抖动厉害。
运行三天后发现新旧烟道交接处新增加的非金属膨胀节底部蒙皮撕开近1米左右,烟气外漏,且旁路挡板门连杆掉落。
常规减振措施效果有限,未能彻底解决振动问题。
需考虑烟气流速不均对烟道的影响,为此,对烟道流场进行数值模拟。
三、烟道流场数值模拟
根据该钢厂烧结机主抽风机出口烟道振动的问题,对主抽风机出口至烟囱的烟道进行CFD数值模拟,分析烟道内流场对振动的影响。
3.1模型选取及模拟参数
求解区域自主抽风机出口至烟囱处烟道出口,按原型的实际尺寸在GAMBIT 上以1:1的比例建立模型并划分网格,利用FLUENT流体工程仿真计算软件选取模拟湍流流动的标准k-ε湍流双方程模型进行模拟计算。
烟气主要模拟参数如下:
入口烟气流量:826000m3/h
入口烟气温度:150℃
出口烟气压力:200mmH2O
3.2原烟道流场数值模拟结果及分析
图1所示原烟道速度分布云图,在烟道变径段,底部速度约为顶部速度的3倍,沿流动方向的各竖直截面,均出现下方速度明显高于上方的现象。
烟道三通顶部出口至挡板门(挡板门目前处于常闭状态)为流动死区,其速度均近似于0,可以认为该死区对烟道内流动的影响不大。
图2、3所示原烟道截面速度分布云图,图2截面最大速度36m/s,最小速
度5m/s,速度最大相对标准偏差16.42%;图3截面最大速度31m/s,最小速度9m/s,速度最大相对标准偏差19.07%。
烟道内烟气流动出现明显偏差,速度分布极不均匀,可能是导致烟道振动的主要原因之一。
3.3推荐导流方案烟道流场数值模拟结果及分析
针对原烟道内流场分布不均可能导致振动的问题,可以考虑两种方法来处理:1、调整烟道入口结构,从源头消除分布不均的问题;2、在烟道内加装导流装置。
其中,方法1由于实际场地限制难以实现,拟采用方法2,通过数值模拟计算,得到最优的导流方案。
通过反复的模拟计算及结果比较,最优的导流板布置方案下烟道流场数值模拟结果如下:
图4所示推荐导流方案下烟道速度分布云图,各竖直截面上、下部速度大小基本一致,变径段速度梯度沿流动方向以竖直截面为梯度线均匀递减。
图5、6所示推荐导流方案下烟道截面速度分布云图,图5截面最大速度31m/s,最小速度19m/s,速度最大相对标准偏差11.48%;图6截面最大速度24m/s,最小速度17m/s,速度最大相对标准偏差6.2%。
图7所示推荐导流方案下烟道速度分布矢量图,流动方向与烟道方向一致,无流动死区,无涡流。
烟道内烟气流动分布均匀,变径段速度梯度均匀递减,对消除振动有利。
由于烟气流速不均,且烟道布置固定的情况下,要使烟气流速平稳,减少烟气振动,只能在原主烟道变径段内增加导流板,增加导流板后,速度24m/s,最小速度17m/s,速度最大相对标准偏差6.2%,导流效果效果较好,且导流板自身能作为烟道支撑,能增加烟道自身强度,有效改变烟道的固有频率,避免与烟气共振的发生[1]。
3.4根据模拟结果设置导流板
根据流模拟情况,对振动烟道增加导流板,导流板厚度按12mm,导流板布置如图8所示:
3.5导流后减振效果
根据烟气流场数值模拟结果,对主抽风机出口烟道增加导流板后,烟道减振效果明显,有效的解决了烟道的振动问题。
从运行情况来看,烟道运行平稳,振幅及噪音大幅减小,烧结机脱硫系统平稳运行。
四、结语
在常规减振措施效果不明显的情况下,利用FLUENT流体工程仿真计算软件烟气流动情况进行模拟计算。
并根据计算结果,利用导流板,使烟气内烟气流动均匀,速度最大相对标准偏差较小,有效的对烟道振动进行了减振。
在工程中,可以作为烟道减振的一种方法。