赵伟, 林福生, 龚艺杰, 王涛, 钱勇, 王天雄

( 重钢股份公司烧结厂, 重庆 401258)

摘 要: 针对重钢2@360 m2烧结机集中灰仓及仓下气力输灰系统存在的问题, 分别对灰仓仓体结构及落灰管进行了改造, 增加了电磁阀防灰措施, 同时缩短了仓泵装灰时间及输灰周期, 收到了良好效果。

关键词: 烧结; 气力输灰; 集中灰仓

1 前 言

气力输灰技术因具有输送管道布置灵活性高、对场地适应性强、输送效率高、运行成本低、对环境友好等优点[1], 近年来在钢铁行业得到了广泛应用。重钢长寿新区 2@360 m2烧结机除尘灰采用了双套管气力输送。与传统输送方式相比, 气力输灰采用流态化技术, 在仓泵输送器内使干灰颗粒形成类流体, 很好地解决了干灰流动性差的问题, 物料在输送过程中处于/ 静压推动+ 流速带动的低速运动状态, 提高了输送管道使用寿命和系统的可靠性[2]。在输送方式上, 可单罐运行, 也可双罐或多罐成组运行,系统气源分布科学合理, 能随时起停而不堵管,运行安全性好, 自动控制灵活方便, 可自动、远操、就地控制。由于整个输送过程在密闭环境下进行, 很好地解决了除尘灰传统输送过程中的二次扬尘, 成为重钢环保搬迁烧结工序设计的一个亮点。然而, 投运之初由于系统长时间运行不正常, 环境效应无法凸显, 同时影响了除尘灰的流向畅通, 一度制约了烧结生产。

2 气力输灰系统的设计特点

2、1 气力输灰系统构成

重钢 2 @360 m2烧结机气力输灰系统包括两部分(见表 1、表 2) , 第一部分是由分布在 1#烧结机头电除尘( 含两台电除尘)、2#烧结机头电除尘(含两台电除尘) 、1#机尾电除尘、2#机尾电除尘、1#整粒电除尘、2#整粒电除尘、配料布袋除尘、成品布袋除尘等处的 10 台除尘器对应的 16 台仓泵输送器, 通过 8 条输送管将各除尘器捕集的除尘灰输送至两座集中灰仓; 第二部分是由集中灰仓仓下四台仓泵, 通过两条输送管将集中的除尘灰输送至冷固球团厂加工配料仓。

2、2 集中灰仓及仓下输灰系统

在重钢2@360 m2烧结机气力输灰系统中,集中灰仓作为中转站, 对除尘灰流向畅通起着至关重要的作用。集中灰仓主要包含两座钢结构- 混凝土仓体、两台仓顶单体除尘器、仓下的汽车转运通道( 带两套星型给料机- 双螺旋加湿器)、以及两套仓下气力输灰系统。其中, 汽车转运通道作为辅助手段, 在气力输灰系统无法正常工作时使用。

3 存在的问题及分析

重钢 2 @360 m2烧结机分别于 2009 年 12月及 2010 年 10 月投产, 而气力输灰系统投运后运行并不正常, 尤其是集中灰仓及仓下输灰系统, 一度制约了烧结生产, 影响烧结工序除尘灰循环以及除尘器烟囱达标排放。

3、1 灰仓仓体泄漏、打爆

集中灰仓仓体最初设计是由下部钢结构与上部混凝土浇筑而成, 投用初期, 因两部分结合处强度不够, 影响仓体承压能力。此外, 在输灰系统中, 仓顶单体除尘器的作用是将各除尘器输送来的灰气分离, 让灰沉降在灰仓内, 而将经过净化的空气排入大气。一旦除尘器工作不正常, 就无法进行正常的气灰分离, 灰仓也无法正常泄压, 导致仓体经常出现泄漏、打爆现象, 影响正常输灰, 严重污染周边环境。

3、2 灰仓悬料、堵料

2#烧结机与 1#烧结机投产初期, 由于烧结工序与炼铁工序产能不匹配, 经常出现烧结仓满停机现象。输灰系统受烧结主机运行不连续影响, 不能正常工作, 除尘灰温度低, 水分高, 加之机头除尘灰中 K、Ca、Na 等碱金属化合物含量高, 容易潮解, 除尘灰流动性变差, 性状变复杂, 进入集中灰仓后容易悬料、堵料, 输送过程中经常出现下料不畅、堵管等问题。

3、3 输灰设备及运行信号故障

集中灰仓仓下输送仓泵因设计有计量功能, 因此, 仓泵与灰仓落灰管、仓泵与输灰管之间采用了柔性金属软连接器联接。系统投运初期, 常出现输灰管堵塞、憋压等现象, 金属软连接频繁出现穿漏、打爆现象。

输灰系统自动化程度高, 对阀门开闭、压力检测等信号的稳定性和可靠性要求较高。然而实际运行中, 进气阀、排气阀、进料阀、出料阀、排堵阀等开闭不到位、穿漏、卡堵等现象时有发生, 成了系统最主要的故障。

3、4 输灰控制系统参数不合理

实际运行中发现, 仓泵装料时间设置过长,进灰过多, 导致进料阀关不上, 无法输灰; 此外,由于输灰周期设置过长, 输灰效率较低。

4 改进措施及效果

针对集中灰仓气力输灰存在的问题, 我们从2010 年3 月开始, 用了将近一年的时间, 逐步进行了整改。

4、1 灰仓泄漏处理

4、1、1 灰仓仓体改造

针对集中灰仓仓体钢结构- 混凝土结合部位强度低, 容易泄漏、打爆的问题, 起初采取打掉仓体混凝土预制层, 填补漏点后重新浇筑的方案, 实施后使用半年左右, 仓体泄漏现象减少, 未出现仓体打爆现象。1#烧结投产后, 由于灰量增加, 输灰时间延长, 灰仓运行负荷也相应提高, 灰仓打爆现象再次出现, 证明重新浇筑后的钢结构- 混凝土结合部位强度仍然不够。最终决定, 将两座灰仓仓体混凝土结构拆除, 全部改为钢结构。改造实施后, 经过一年多的运行证实, 基本解决了仓体泄漏、打爆的问题。

4、1、2 单体除尘器运行管理优化

仓顶单体除尘器运行不正常影响灰仓泄压, 主要表现在布袋反吹不正常, 以及布袋脱落堵塞除尘器落灰口。解决这一问题, 主要依靠优化除尘器运行管理, 定期安排单体除尘器检修, 保证布袋反吹效果等措施。实施后, 单体除尘器运行稳定性明显提高。

4、1、3 强化输灰管理

为了减缓输灰过程中高压灰气进入灰仓,对仓体形成冲击, 制定了灰仓高料位报警后不得进灰, 以及严禁三条以上输灰管同时向同一灰仓进灰的制度, 通过强化操作来解决灰仓打爆、泄漏问题。

4、2 灰仓落灰不畅处理

4、2、1 保持烧结生产连续

通过优化生产组织, 使烧结生产保持相对连续, 提高除尘灰的温度, 改善除尘灰流动性,确保输灰畅通。实践证明, 烧结作业率提高后,除尘灰性状明显改善。

4、2、2 改造灰仓落灰管

灰仓到仓泵之间的落灰管, 原设计未充分考虑除尘灰性状及流动性等因素, 其结构不利于落灰。改造方案围绕在落灰高度一定的情况下, 尽可能增加落灰管倾角, 使其接近垂直。同时, 在容易堵管位置增设检修平台, 方便处理悬料、堵料。

4、3 输灰设备及运行信号故障处理

4、3、1 阀门、金属软连接穿漏处理

分析各阀门、金属软连接穿漏, 主要是受物料冲刷引起, 其使用寿命降低的根源仍然是输灰系统工作不正常。因此, 一方面采取强化备件管理, 确保穿漏的设备能够及时更换, 以减少其对输灰系统的影响; 而从长远考虑, 只有系统地解决输灰不畅问题, 才能缓解阀门、金属软连接等备件使用寿命短的问题。

4、3、2 阀门开闭不到位

系统中进气阀、排气阀、进料阀、出料阀、排堵阀等除了因机械卡堵、变形、损坏等原因开闭不到位之外, 最主要的问题就是电磁阀出现故障。经现场比对分析发现, 由于控制系统电磁阀主要都在室外, 现场环境恶劣, 尤其是受灰尘多影响, 电磁阀使用稳定性大幅度降低。针对这种现状, 采取对现场电磁阀进行隔离保护的措施, 将一部分电磁阀移至操作室内, 另外一部分也在合适位置增加操作箱, 避免灰尘进入。通过以上措施, 各阀门开闭不到位的现象得到有效遏制。

4、4 输灰程序修正

针对仓泵进灰设置时间过长, 装灰太多的问题, 首先对灰仓落灰口插板阀的开度进行调整; 同时摸索总结不同工况下除尘灰的性状, 对系统设置进行了调整, 将装灰时间由原来的 20 s调整为10 s, 有效解决了仓泵装料阀、进气阀、出口阀堵料, 输灰管堵塞的问题。由于仓泵装料时间调整, 对输灰周期也进行了相应调整( 由原设计的 420 s调整为 240 s), 从而提高了输灰频率, 使得每个输灰周期装灰时间减少、输送量下降后, 系统输灰效率不受影响。

5 结 论

1) 灰仓仓体全部改为钢结构后, 仓体强度提高, 承压能力增强; 通过定期安排单体除尘器检修, 减少布袋反吹故障及布袋脱落现象, 提高输灰系统灰- 气分离效率, 保证除尘器对灰仓泄压能力, 同时强化输灰操作, 有效地解决了仓体泄漏问题。改造完成一年多来, 未发生仓体打爆现象。

2) 随着烧结生产负荷增加, 日历作业率逐步提高, 除尘灰性状得到改善, 输灰系统运行趋于正常; 灰仓落灰管的改造完成, 使集中灰仓落灰不畅的问题也得到了解决。

3) 将电磁阀转移安装到室内或增设操作箱对之进行隔离保护, 减轻了现场恶劣环境对电磁阀的干扰, 大大提高了各阀门的工作稳定性,在一定程度上解决了阀门开闭不到位的问题。

4) 通过缩短仓泵装灰时间及输灰周期, 减少每个输送周期的输灰量, 同时提高输灰频率,解决了系统堵管、工作不正常的问题, 提升了系统运行稳定性, 同时也提高了输灰效率。

参考文献

[ 1]   王骏 ，气力输送在烧结电除尘输灰系统中的应用[ J]1 中国重型装备, 2008, (3): 23- 26

[ 2]   单圣光, 王玉 ，高炉煤气全干法除尘灰的输送工艺分析[ J]1 冶金动力, 2010, ( 5) : 35- 37