冶材公司#1石灰回转窑除尘系统改造
摘要:本文介绍了攀钢冶材公司#1石灰回转窑除尘现状、改造方案及除尘系统优势并对该项目进行投资及效益分析。
关键词:石灰回转窑除尘改造电除尘布袋除尘
冶材公司#1石灰回转窑电除尘系统建于1997年,主要设备是1台75m2卧式三电场电除尘器(2006年改造为四电场除尘器)、1台W6-2×29№19.5高温风机(L=204000 m3/h,H=5500 Pa,N=500 kW/6kV)及1套输、储灰系统,处理风量204000 m3/h(280℃)。
2013年6月检测外排粉尘浓度83 mg/Nm3,超过《炼钢工业大气污染物排放标准》中“现有企业自2015年1月1日起,石灰窑外排粉尘浓度≤30 mg/Nm3”的规定。
需对#1回转窑现有电除尘系统进行改造,确保外排粉尘浓度≤30 mg/Nm3。
1 设计参数
(1)烟气量:204000 m3/h(200℃工况)。
(2)烟气温度(布袋除尘器入口):200 ℃,最高:230 ℃。
(3)电除尘器进口粉尘浓度:20～30 g/Nm3。
(4)粉尘堆积密度:1.0～1.1 t/m3。
2 改造方案
在现有75 m2卧式四电场电除尘器后增加一台脉冲布袋除尘器(5064 m2),架空布置于现有耐火材料库房位置,现有电除尘器作为一级除尘,出风口前管道不改造,新建脉冲布袋除尘器作为二级除尘,保留现有高温风机及烟囱,新增锅炉引风机(H=8000 Pa,N=800 kW),置于新建风机房。
风机房内设5 t电动单梁起重机1台,用于风机及电机检修。
建设布袋除尘系统期间,现有电除尘系统正常运行作为保产措施。
为防止烟气温度过高损伤布袋,布袋除尘器入口管道设置混风阀,当除尘器入口烟气温度高于200 ℃时,联锁开启混风阀,温度降至190 ℃以下后关闭混风阀,除尘灰通过输灰机进入现有输灰、储灰系统。
3 滤料选择
石灰回转窑废气粉尘为亲水性、粘结性粉尘。
西昌钢钒冶材公司石灰回转窑除尘系统滤袋采用PTFE,正常使用耐温220 ℃,瞬时耐温260 ℃,保证滤袋寿命达到1年,使用效果良好,本设计滤料采用PTFE。
4 主抽烟机能力核算
与现有除尘系统相比,增加脉冲布袋除尘器阻力1500 Pa,风机出口消声器阻力200 Pa,管道阻力800 Pa,共增加阻力2500 Pa,现有高温风机全压5500 Pa,不满足改造后的要求,需更换为全压8000 Pa,风量20.4万m3/h(200 ℃工况)锅炉引风机。
5.1 工艺流程
当回转窑开工烘窑时,烟气量少、温度低、含湿量大。
为防止烟气经过袋式除尘器时结露板结滤袋,开启预热机烟帽装置,用于烘窑期间水汽排放。
#1石灰回转窑产生的烟气,经过现有电除尘器处理后,进入新建脉冲布袋除尘器处理达到国家规定的排放标准后,通过锅炉引风机送入烟囱外排,其流程为:
窑尾烟气→预热机→管式冷却器(利旧)→电除尘器(利旧)→脉冲布袋除尘器→锅炉引风机→烟囱外排(φ2.8 m,H=40 m)。
5.2 输灰流程
烟气中的粉尘经滤袋过滤后附着于滤袋表面,经脉冲清灰后进入除尘器灰斗,通过卸灰阀、链式输灰机、集合链式输灰机输送至现有输灰、储灰系统。
5.3 系统控制
现有电除尘器系统配电控制利旧,新增布袋除尘系统设一套S7-300控制系统,风机采用变频调速,所有设备均具备机旁及计算机集中操作功能。
根据现场条件,拆除现有耐火材料库房及转运站斗提机及料仓,为满足输灰及保存现有配电室要求,架空5.5 m布置脉冲布袋除尘器,风机布置在新建风机房内,在皮带通廊和围墙之间新建烟囱。
5.5 管道
烟气主管道(φ1900)直接与电除尘器出口对接；管道风速-20 m/s；壁厚8 mm。
5.6 主要设备选型
(1)长袋低压脉冲布袋除尘器。
数量:1台；风量:20.4万m3/h；过滤面积:5064 m2；净过滤风速:0.76 m/min。
(2)锅炉引风机。
数量:1台；风量:20.4万m3/h；全压:8000 Pa；电机功率:800 kW/6 kV。
6 系统优势
回转窑出口粉尘浓度高(20～30 g/Nm3),若直接采用脉冲布袋除尘器对滤料磨损大,降低滤料使用寿命。
保留现有电除尘系统作为一级除尘,新建脉冲布袋除尘系统作为二级除尘,有效降低布袋除尘器入
口烟气含尘浓度,满足外排粉尘浓度≤30 mg/Nm3；利用#1石灰回转窑检修时间(7天),连接电除尘器出口至脉冲布袋除尘器进口管道,不影响#1回转窑生产。
7 投资及效益分析
7.1 工程投资
本工程投资(含设备增值税):773.75万元。
7.2 年成本及效益分析
(1)新增用电:0.62元/kW·h×213.84×104 kW·h=132.58万元。
(2)压缩空气:0.111元/Nm3×2.85×106 Nm3=31.64万元。
(3)滤料:滤料使用寿命1年,每年滤料更换费用150.91万元。
(4)折旧费。
综合折旧率按8%计算,年折旧额为；773.75万元×8%=61.9万元。
(5)修理费。
修理费按3%计算,年修理费为773.75万元×3%=23.21万元。
年成本费用合计:400.24万元。
本工程为环保项目,只有社会效益及环境效益,没有经济效益。
8 结语
冶材公司#1石灰回转窑除尘系统位于金沙江南岸,处于沿江景观带,与市中心炳草岗隔江相望,烟囱外排粉尘屡见白烟,造成恶劣的环境污染。
通过对该除尘系统的改造,确保外排粉尘浓度≤30 mg/Nm3,满足国家环保标准要求,消除环境污染,有良好的社会效益和环境效益。
参考文献
[1]中国冶金建设协会主编.钢铁企业采暖通风设计手册[M].北京:冶金工业出版社,1996.
[2]中华人民共和国建设部主编.采暖通风与空气调节设计规范[M].北京:中国计划出版社,2003.
[3]环境保护部主编.袋式除尘工程通用技术规范[M].北京:中国环境科学出版社,2012.。
