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淺談燒結機頭電除塵器粉塵結塊燃燒的原因及預防措施

文檔作者：賴棟文文檔來源：福建龍凈環保股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年04月04日
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淺談燒結機頭電除塵器粉塵結塊燃燒的原因及預防措施賴棟文(福建龍凈環保股份有限公司 福建龍巖 364000)摘要 電除塵器被廣泛應用于鋼鐵行業燒結機頭除塵系統中，對電除塵器的漏風率、粉塵性質、煙氣溫度、除塵灰返燒、燃料及工藝、人為操作等因素進行分析，提出改進措施．為燒結機頭除塵器工藝的進一步改進提供依據。關鍵詞燒結機頭 電除塵 結塊燃燒除塵效率措施中圖分類號：X74 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2015)06—090—04電除塵器因具有除塵效率高、阻力損失小、總能耗低、自動化程度高、處理煙氣量大等特點而廣泛應用于鋼鐵企業燒結機頭除塵系統中。在機頭電除塵器的日常運行中．灰斗粉塵結塊、二次燃燒的現象較為普遍，致使排灰不暢．大大影響除塵效果。此外，灰斗結塊后必須進行人工清理，這無疑增加了維修工作量和工人的勞動強度。本文重點分析了機頭電除塵器灰斗粉塵結塊、燃燒的原因．旨在找出合理且行之有效的應對措施。1 灰斗結塊燃燒的原因分析1．1 燒結機漏風的影響由于燒結工作環境溫度波動大．燒結機在運轉過程受熱變形．安裝精度以及自身結構密封等因素影響，國內燒結機普遍漏風率可達40％～60％．與發達國家燒結機300／o的漏風率有較大差距。燒結機本體的漏風主要包括：燒結機臺車與臺車之間漏風．燒結機臺車與滑道之間漏風，臺車與首尾密封板之間漏風，臺車欄板與臺車之間漏風。此外，燒結機風箱，導火管、煙道除塵系統等處也存在漏風。燒結機漏風過大．不僅耗電，還會使進入除塵器的煙氣溫度波動大及煙氣含氧量高．引起粉塵結露造成板結。1．2煙氣及粉塵性質的影響燒結機頭煙氣溫度變化大。從80～180％．甚至達到200％以上；煙氣夾帶粉塵多，粉塵主要有金屬、金屬氧化物或不完全燃燒物質組成，濃度最高可達10洲m3左右；煙氣含濕量大．水分含量在8％～12％，最高可達20％，并含有腐蝕性和有毒氣體等，都可能引起電除塵器灰斗結塊。(1)粉塵粒度細、粘性強?，F在燒結廠多采用高堿度燒結．其粉塵中堿金屬氧化物和氯化物含量較多，粉塵呈輕飄絮狀．具有細而粘的特性。極易粘結在灰斗壁板上，引起灰斗的結塊。(2)粉塵比電阻高。燒結煙氣中含有K20、Na20等堿性氧化物．這些物質粉塵比電阻高，達到10II一10t3fI·cm(適合電除塵的粉塵比電阻為10L10-吼·cm)。這些比電阻高的粉塵，在到達極板以后不易釋放其所帶的電荷．使粉塵層與極板之間形成電場，產生反電暈放電，在反電暈放電過程中會有火花放電．因此便形成了火源。(3)煙氣濕度大。煙氣含濕量較高，煙氣水分含量在8％～12％．最高可達20％。在燒結機例行檢修或臨時停機開車時，機頭煙氣溫度較低，當低于燒結煙氣露點(70。80℃)時。容易產生冷凝結露，粘結在陰極線、陽極板和灰斗倉壁上。1．3原料及工藝因素的影響燒結機粉塵成分取決于精礦粉或富礦粉等原料、焦炭粉或無煙煤粉等燃料、石灰石或生石灰等溶劑。燒結生產過程中。工藝變化對除塵器的影響很大。燒結機頭除塵介質成分復雜，含油大量的水分及各種易燃、有害物質和氣體。比如煤粉、焦粉、石灰、礦粉、CO、CO：、機械油等。這些物質進入除塵器，很容易在灰斗中板結成塊，不能及時排出，導致卸灰閥堵死，甚至在高溫或明火作用下燃燒。(1)燒結原料含可燃成分。燒結原料中含有煤粉、焦粉燃料．極小部分未燃燒或未完全燃燒的炭粒隨煙氣進入到機頭電除塵器內。這些炭?；蛘掣皆跇O板上或落入灰斗內，在一定的溫度條件下．有的就會發生燃燒進而造成灰斗結塊。燒結原料中配加了鐵屑或軋鋼皮等含鐵廢料．這些廢料一般都含油較多．其燒結后含油成分吸入電除塵器內并形成聚集。在一定的壓力和溫度條件下就會發生燃燒。煤、煤氣等燃料中含有焦油等高揮發分，這些物質進入電除塵器后．在一定條件下極易發生燃燒。表1為華北部分鋼鐵廠燒結車間燒結機頭電除塵器飛灰化學成分分析表。從表1中數據分析得出．電場收集的灰中未燃碳的含量在8％～15％，未燃碳不易捕集，飛灰中未燃碳含量越高，除塵效率越低，在一定條件下容易發生二次燒結現象。(2)燒結原料中Na、K、zn等元素。國內各大鋼鐵行業使用的原料中一般都含有K、Na、Zn等元素，在煙氣中以K20、Na20、ZnO的形式存在。部分燒結機頭粉塵中此類堿金氧化物的含量高達20％以上．含此類堿性氧化物的粉塵粒徑細、比重輕、比電阻高，粉塵粘度大。吸濕性強。極易在灰斗出現粘灰現象。表2為某燒結機機頭配套除塵器收集的粉塵成分分析表。由表2中可見，燒結機頭粉塵中K20、Na20、ZnO質量分數普遍較高．特別是后置電場。(3)燒結溫度不穩定。燒結過程控制不穩定，出現燒結終點提前或滯后，停車操作控制不好，或者點火溫度、燒結速度、臺車運行速度不合理，都會導致煙氣溫度的過高或過低．從而導致除塵灰粘結現象發生。當煙氣溫度大于200％時．作者簡介：賴棟文。福建龍凈環保股份限公司工程師，主要從事除塵、脫硫、脫硝等設計工作。萬方數據 2015．N0．6．o表l 華北部分鋼鐵廠分電場灰化學成分 ％華北某l電場10·72·12 63·88 1·2 5-55鋼鐵廠2電場11，08 4．54 62．79 0．73 4．75(1)3電場lO．02 3．39 59．59 0．37 4．75 5．98華北某l電場6·6912．81 74．52 O．37 3．7 1．89鋼鐵廠2電場9．1 0．99 69．28 0．37 4．4 4．42(2)3電場12．6 5．49 57．95 1．1 0，11 4．99韉譽端3．07主景篡7．46囂；乏1。3．．，1，2華北某l電場15·34 6·l 55·5 l·46 10-37 3·95鋼鐵廠2電場lO．58 7．31 65．1l 2．6 8．54 5．6(4)3電場9．38 6．03 63．46 2．25 10．26 3．32韉裟麓囂籠6．5蒜要篡表2某燒結機機頭除塵灰成分分析(質量分數) ％抽入的煙氣中的低熔點金屬、金屬氧化物或不完全燃燒物質(如煤粉顆粒)會有紅火現象，從而加劇粉塵燃燒。(4)后置電場除塵灰返燒。目前大多數鋼鐵行業將除塵系統收集的粉塵進行返燒利用。通過大量研究分析，對于前置電場中收集的大顆粒粉塵。含鐵量高，利用價值高，可返回燒結循環利用。而后置電場中的粉塵則呈輕質絮狀，粉塵比電阻較高，粉塵含鐵量少，若將此類灰返燒進入除塵系統，其荷電效果差，同時粉塵一旦被捕集后容易形成固化層，粘結在極板、極線和灰斗壁上。1．4電除塵器設備因素的影響(1)電除塵器本體漏風。機頭電除塵器在高負壓下運行，本體構件連接處、人孔門處、陰陽極振打穿軸處、進出口法蘭、管道與膨脹節(補償器)的連接處、灰斗與卸灰閥連接處、各零部件之間的焊接等連接處的漏風．漏入的冷風會使電場中的風速加大、煙氣溫度下降。進而引起煙氣結露．粘結在灰斗壁板上形成板結。(2)保溫效果不佳。為保證灰斗內部溫度的相對穩定，灰斗壁板上通常都會敷設保溫層。但若出現保溫厚度不夠、保溫材料容重不夠等現象時，保溫的效果就大打折扣了。當灰斗周圍環境的溫度較低時．灰斗保溫起不到足夠的保溫效果而使灰斗內的煙氣結露，進而引起灰斗壁板上的粉塵結塊。1．5操作因素的影響(1)檢修門關閉不嚴。除塵器灰斗的人孔門或檢修孔關閉不嚴，會造成除塵器漏風。引起煙氣溫度下降出現冷凝結露以至于灰斗結塊。(2)操作時序不當。停車時，若立即停止振打系統，極板、極線及灰斗上的積灰沒辦法有效清除；另外。若停機時未等電場溫度冷卻就打開檢修人孔門．將使得積灰粘結在極板、極線及灰斗上．很難再通過振打清除。(3)運行參數未及時調整。在設備的日常運行中，須根據實際的情況適當調整運行參數．以保證設備穩定高效地運行。例如，出現陰雨等低溫天氣時，可適當調整灰斗加熱溫度下限，讓更多的加熱器更長時間的工作。以防止灰斗內部因低溫而結露。2灰斗結塊燃燒的預防措施2．1 降低燒結機漏風通過對原燒結機進行改造。調整燒結機尾部配重；在臺車端部接合面加裝高硬度耐磨板：臺車與風箱滑道處采用低膨脹系數的鎳合金滑道：選用新型密封裝置，將臺車與欄板制造成迷宮件的復合欄板：以及改造燒結機固定滑道潤滑系統等技術改進措施．最大限度的降低燒結機的漏風。燒結機漏風率降低．使進入除塵器的煙氣溫度波動減小及煙氣含氧量降低．避免煙氣溫度過高或過低造成粉塵燃燒或冷凝結露。同時，控制燒結機漏風率可直接降低燒結生產的電耗和固體燃料消耗。燒結漏風率降低10％。每t燒結礦的電耗可降低1．5kWh／t以上．燒結礦產量可提高5％，燒結礦質量可改善1％．3％。各鋼鐵廠采取措施降低漏風率后節約的電耗見表3。表3各鋼鐵廠降低漏風率節約的電耗統計表2．2工藝方面(1)控制可燃原料。嚴格控制煤粉、焦粉、鐵屑等可燃原料的添加比例，減少可燃物進入除塵器電場內部。嚴格控制含油鐵料在原料中的配加份額，一般控制在≤4％，定期檢測其含油量。盡量使用低揮發分煤(含揮發分≤10％．12％，焦油≤1．1％)．同時考慮煤中焦油及碳氫化合物的含量。控制燃料的粒徑，應盡量減少較細燃料粒級(<0．25mm和<1ram)的百分比．燃料平均粒徑宜控制在2．5．3mm。且平均粒徑2．5—3nun燃料占80％左右。去除更細的燃料粒級(特別是<0．25ram)，將改善造粒過程，使原始料透氣性更高，更能保證燃料的充分燃燒，使煙氣中含有的未燃盡成分降低．煙氣中的可燃物含量減少。此外。燃料全部采用焦粉會造成過燒．而無煙煤的摻入比例過高或全部采用無煙煤會造成燒不透．因此無煙煤的摻入比例不要超過25％或30％(焦粉／無煙煤=8／2或7／3．不同配料工藝會有差別)。(2)控制配料濕度。燒結配料濕度6％～8％之間為宜，最大不要超過10％。萬方數據 2015．N0．6．O(3)控制燒結礦堿度。燒結礦堿度控制在1．6～1．8范圍內．粉塵的比電阻值適宜除塵器粉塵荷電，有利于粉塵排灰輸灰流動性的需要。熔劑為石灰石或生石灰．加硅材料為白云石．控制CaO的含量在10％以內，有利于減少電除塵器絮狀粉塵及堿性粉塵的含量。(4)控制燒結鋪底料。燒結鋪底料的厚度以不低于30ram為宜．其粒度10～20ram。顆粒均勻性和底料厚度均勻性應嚴格控制并適時調整，以保證燃料的充分燃燒。對于不設置燒結鋪底料的舊工藝要堅決拋棄．在工藝上給予改進。(5)穩定燒結工藝。穩定燒結工藝，避免燒結過程的大起大落．燒結溫度控制在700。8000C．燒結煙道出口溫度一般控制在150％左右．盡量將煙氣溫度波動范圍控制在100～1700C．并盡可能減少煙氣的含水量。(6)合理利用循環資源。除塵系統前置電場中收集的大顆粒粉塵。含鐵量高，后置電場灰斗收集的粉塵K20、Na20含量高，含Fe量少。燒結粉塵中K20、Na20、ZnO等進入電除塵器后經灰斗排灰返燒再進入電除塵器．存在著富集現象．長此以往會造成除塵效果的惡化。因此建議將前置電場的粉塵循環燒結．而后置電場的粉塵則直接J'HtI!。某廠燒結機頭配套電除塵器由于將4個電場收集的粉塵都進行返燒．導致電除塵器極板極線出現粘灰現象。造成清灰振打困難，除塵效率低，灰斗發生二次燒結現象。經分析研究．對此除塵器輸灰系統系統進行改造(如圖1所示)，前2個電場的集塵灰進行返燒．而后2個電場的集塵灰直接外排。通過改造后除塵效率顯著提高，有效避免了極板極線積灰、灰斗二次燒結現象發生。2．3設備方面(1)設ll；nn熱裝置。在灰斗壁板處設置蒸汽、電加熱器或板式電加熱器等加熱裝置．減少灰斗加熱的故障，提高灰斗溫度，以保證灰斗內部溫度的穩定。防止粉塵在灰斗內結露、受潮而板結．影響卸灰。(2)加強密封。將風箱煙道、進出El法蘭、膨脹節連接處、人孔門、陰陽極振打穿軸處、電除塵器本體等的密封工作做好。如對膨脹節進行更換，對法蘭連接處采用膨脹膠進行密封；對電場內部開焊處進行補焊；將現有的單層檢查門改為雙層門。(3)積灰控制在低料位。使灰斗內積灰保證在低料位。這樣做既能保證灰斗內積灰及時清除，防止托電場，又能保證灰斗密封性．防止灰斗下部漏風和二次揚塵。(4)設置灰斗保溫。根據當地氣候條件及工況條件合理設計灰斗保溫．并嚴格控制灰斗保溫的安裝質量。(5)設置灰斗振動電機。加設灰斗壁板振打電機，定期對灰斗壁板進行振打清灰。(6)加裝聲波清灰器。聲波清灰是將一定能量的強聲波饋入電除塵器電場空間，到達極板、極線后轉化為機械能，與粉塵層形成高頻振蕩．抵消粉塵層中的聚積力，使已結塊的積灰疏松脫落．達到清灰的目的。機頭粉塵細而輕，成分復雜．具有效大的粘結性和腐蝕性，宜選擇振打力度較強的側扣翼j一蛙 塹蘭墨魚望堅堅 ，／’P蛀{三蠡li，娃三￡三日三三E∈每三三旺三{畢蘭越三司旺三喪j二司仨司目．卅I 卅1l一崮I一一一一一一一一一一一一一一一乩一一一一一一 一LL——…………————UL——…一——爭I三E三丑三三E三丑三三旺三甘i三噩三jE三噩三丑三司j ho h葉I+攔毛D三三E三丑三三E三丑三三口三三圭娃三噩三jE三噩三丑三司j畸}甘}lI 1lIII ll焉 fff炒一一一腎Ii I；蘆仨三E三墨{司E三玉三刁E三黹三{三jE三噩三司三司司 IlI甲：I一Lll 一一司圖I 輸灰系統改造方案圖向底部撓臂錘振打為主．同時輔以聲波清灰，來解決粉塵粘結問題。聲波清灰器有效作用大，清灰不留死角，補充了機械振打振打力不足．分布不均的缺陷，使電場內部的極板和芒刺表面積灰情況有所改善。2．4操作方面(1)調整卸灰制度。由于粉塵粘度大，濕度高，在灰斗內長時間存放宜結塊，造成排灰困難。應勤卸灰，同時灰斗內粉塵不應全部卸空．防止空氣從卸灰閥竄入灰斗，從而避免因卸灰閥漏風而造成二次燃燒。可采用虛擬高低料位進行灰位的控制(時間控制卸灰)，配合灰斗高低料位，調整卸灰制度。(2)調整運行參數(加熱、振打等)。據實際情況調整灰斗加熱運行參數。例如．出現陰雨等低溫天氣時，可適當調整灰斗加熱溫度下限。以防止灰斗內部因低溫而結露。根據氣候及工礦特點，適時調整振打時序。一般來說，前電場振打強度要小，振打周期要短，后電場的振打強度要大。振打周期要長。必要時要增加手動清灰，以加大清灰力度。(3)離線清灰。設備停機檢修時，將除塵器自動振打方式(周期性振打)改為手動方式(連續性振打)，并運行一定的時間。將極板、極線以及灰斗內的積灰清除干凈。(4)加大培訓力度。組成一支既熟知燒結工藝又對除塵器全面掌握的專業技術團隊．負責除塵設備Et常的運行維護管理。加大職工的培訓力度，制定科學的巡檢點模式。提高除塵設備作業率。(下轉第94頁)2015．N0．6．0立杵m博三 翁＼三一丑湖一三啪一E合一三集一三 薹偽一萬方數據(1)統一性或稱一致性：同向或近于同向的小褶曲和小斷層成組出現。這樣的小褶曲形成1層在同一石門或同一水平多次揭露．造成煤量顯著增加．而且這種小褶曲都是背斜的西翼陡或近于直立以至于倒轉、煤層變厚1／2．1，3、而且穩定性較好，東翼產狀較緩、煤層穩定性較差、大都有壓薄。這種小褶曲尤如海浪、可以稱之為海浪褶曲。同樣。小斷層的發育的規律往往成組出現、性質相同、產狀一致或夾角很?。憾覕嗑嘣叫?、組內條數越多。一般FH=5～10m時、有2條以上，斷層稍大則條數減少、10m以上斷距的、常常單獨出現。這些小斷層可以是走向斷層、或斜斷層，正反映了它們是在同一應力性質作用下形成的結果。(2)對應性：這種特征即指共軛斷層而言。斷層有相同和相背的區別、有順地層傾向和反地層傾向的對應．其共軛交角一般是大體相等的。這種對應的出現我們不妨運用應力橢球體的模式加以解釋。問題就很明白了、每一組共軛斷層的出現就相當于一個應力橢球體的單位．兩組剪切力的作用必然留下相應的構造形態即共軛斷層。(3)間隔性：所謂間隔性。就是斷層出現都有一定的距(上接第89頁)離．雖然至今難有準確說清距離的數字．成組斷層的2種情況確實存在的。單條斷層往往距離較遠．而斷距較大的斷層距離較遠．還有共軛斷層的距離一般是比較近的。(4)分開與合并：斷層明顯的斷層、其未端往往分叉或分散成2條以上的次斷層。反之則成合趨勢。這可以用構造力學的應力釋放或集中加以解釋。(5)交接與切割：兩條共軛斷層相交。有在煤層中消失的現象，成為漏斗狀煤，稱為交接。其中有一條被另一條斷層切割、加上牽引作用煤層形成假褶曲接合．褶曲煤層是斷層帶煤。4結束語綜上所述為初步總結，主要是對資料的收集不太全面．加上所接觸的井下小構造是局部的．但可以說明小構造的規律是可以認識的。在被掌握的同時．由于地應力的基本來源是一致的，雖然小構造有其區域性。但是可以類比的。地質學本身是一門觀察、收集、歸納和演釋的科學。它的基礎是實踐，實踐必須勤于總結，所以作為地質工作者，在實際工作中要更善于總結，才能不斷地提高業務水平。Ii*?！?#168;¨”‘。’¨¨·∥…¨¨_·’’’¨¨¨+“吣r“¨¨I’·+’Ⅶ¨_-‘’¨¨¨-’’‘Illl·’‰lib·“"¨·I，’”IIh_∥’¨¨_·_‰IIll'?！疘IIi|··…¨¨_一’帥…一‘‘‰．_一+‘’¨¨-_“41111_-’‘¨¨∥’’¨¨∥’’¨¨··_…‰--·’”¨¨·-·’’¨¨"‘。帥¨_·“¨¨_·，…‰-·”IIIi·表1 精密度與回收率的測定結果105．0％。結果表明，微波消解濾膜．石墨爐原子吸收法測痕量鉛具有良好的準確度和精密度．3結論本實驗采用微孔濾膜采集環境空氣樣品．微波消解濾膜，硝酸鎂溶液作為基體改進劑．石墨爐原子吸收法直接進樣測定鉛。本方法測定的線性范圍寬，檢出濃度低，酸的消耗少．方法的精密度與準確度均較好，操作簡便，適合于環境空氣中痕量鉛的測定。參考文獻1 國家環保總局．空氣和廢氣監測分析方法指南(第4版)．北京：中國環境科學出版社．20042楊啟霞。孫海燕．秦紹燕．微波消解原子吸收光譜法測定土壤中的鉛、鎘．環境科學與技術，2005，28(5)3中國人民共和國環境保護部．aJl68—2010環境監測分析方法標準制修訂技術導則(上接第92頁)3結語 參考文獻燒結機頭電除塵器灰斗結塊燃燒是一個較為普遍的現 1王維興．降低燒結機漏風率，提高燒結技術水平．世界金屬導報，象，其原因是多方面的，也較為復雜，它是隨著生產的變化和 2015(03)設備的磨損老化不斷出現的。除了以上提到的幾個因素外． 2高彥·燒結機漏風治理技術方案·燒結球團，2004(01)還有許多方面的問題需要不斷的探索，比如，對于原料配比 3竺?：中溉結廠配用焦粉煤粉比例及其粒度組成的初步研究·柳鋼的影響還需要在以后的實際生產、設備運行中繼續摸索，對 4：萎篡翟≥選型與安裝，北京：中國電力出版社。2005原料配比進行適當的調整變化。只要我們重視并周全考慮每 5李小麗．燒結機機頭煙氣除塵1問題分析．2007年度全奮燒結球團技一個因素，實行有效的針對性措施，就不難攻克灰斗結塊燃 術交流年會論文集．2007燒的“頑癥”。

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