2×12500KVA电炉除尘系统运行中存在的问题与探讨

择要：针对我公司2×12500KVA电炉除尘系统运行一段时间后出现的有关问题，进行综合分析，并提出相应的整改建议。
　　关键词：烟气 除尘系统 布袋 清灰 压差 野风 结露

一、前言
　　为尽快实现工业“三废”的全面达标排放，我公司加大了污染源治理力度，2000年中旬对两座12500KVA电炉烟气进行治理，经过全国邀请招标，结果无锡市东方工业环保有限公司以400万元人民币的总包价格中标。该项治理工程于2000年10月8日正式开工，经过四个月的紧张施工，于2001年2月19日竣工并投入运行。并于2001年2月24日通过柳州地区环境监测站的检测，烟尘外排浓度达到38mg≤Nm³的合同要求，同时根据我公司2001年2月、3月份有关现场车间粉尘监测结果证明，该工程有关技术指标满足标书及合同要求。
总体来讲，该除尘系统在今年5月初前的运行是比较正常的，除尘效果也比较理想。但是，经过数月的连续运行，以及各种客观因素的影响，该系统也逐步显现出一些问题，下面就一些主要问题进行分析探讨，并提出相应的整改建议。本文为分析探讨的方便，首先，将2×12500KVA除尘系统的工艺流程作一个简要介绍。

二、袋式除尘工艺流程及其特点
　　该套系统主要采用干法式除尘原理，先是利用两根Ф1.9米的主烟管从三车间冶炼间加电极糊平台标高附近，将301^#、302^#电炉烟囱中的烟气引出至车间东端的机力冷却器（冷却面积3000m²），经过机冷器降温冷却和大颗粒沉降，以及烟温调控后，进入布袋除尘器进行最后的布袋过滤净化，将烟气中绝大部分粉尘除去，净化后的烟气经风机引入烟囱排入大气。其工艺流程图如下：该套系统主要采用干法袋式除尘工艺。布袋除尘器具有以下优点：对细粉尘的除尘效率高、适应性较强；可捕集各类性质的粉尘，且不因粉尘的比电阻等性质而影响除尘效率；物料便于回收，没有污泥处理、废水污染及腐蚀等问题。但其也有不足，例如：应用范围受到滤料耐温、耐腐蚀及抗压等因素的限制；当含尘气体的温度过高时，需采用降温措施，导致系统复杂化和造价提高；在捕集粘性强及吸湿性强的粉尘或处理露点很高的烟气时，容易堵塞滤袋；占地面积大，滤袋易损坏。我司铁合金电炉粉尘极细而粘，用布袋除尘器可达到较高的除尘效率，但是，如果工艺设计、运行操作及维护不当，也不可避免的出现上述相关问题，下面就该套系统在实际运行中所出现的问题进行分析探讨。

三、存在问题与分析探讨
　　问题一：部分主烟管出现生锈现象。
　　问题描述：301^#主烟管在车间东端近20多米生锈较严重（但是，现场发现与其同在一个标高，而仅仅偏南四米的302^#主烟管却没有生锈的现象）。
　　原因分析：1）、管子在吊装之前的除锈工作没有做好，或除锈质量未达要求；2）、吊装过程由于作业不小心，至使管道表面的防腐层受到一定程度的机械损伤，受损后的管道由于长期暴露在室外及雨水冲刷等外界原因，成为生锈的诱因；3）、由于301^#炉的烟气温度较高，其最高温可达520℃，因此可能造成管道表面的防腐层碳化，抗锈蚀能力减弱；4）、由于301^#主烟管刚好位于301^#炉冲渣池上方，冲渣时产生大量水蒸气蒸发至烟管上冷却成为水珠，这是使烟管生锈的又一主要诱因。
　　影响分析：管道生锈将会迅速使烟管锈蚀破损，大大缩短管道的使用寿命，影响系统正常运行。
　　整改建议：利用停炉检修期有计划的对管道进行除锈防腐处理（应注意选择耐高温材料），防止管道锈蚀情况进一步恶化。
　　问题二：系统时有烟温偏高的现象。
　　问题描述：进入五月份以来，系统烟温时有偏高，特别是301^#炉机冷器降温后的温度常有超过160℃（在301^#与302^#烟气混合之前）的情况，使除尘器烟气最后进布袋之前的烟温常常出现接近100～120℃的上限烟温，对布袋构成极大的威胁。
　　原因分析：1）、炉况原因。炉况不好时，造成电极上抬，高温区上涨，炉面的温度升高，使得烟气的温度随着升高并且粉尘量增大；2）、天气原因。该套系统于2001年2月份投入运行，当时正处于冬季，环境温度较现在低，而该除尘系统采用低阻高效机力冷却器，高温烟气由管道出来经过风冷管，通过风冷管向外界散热，在冷却器的顶部设置有多个低压头小型轴流风机往上抽风，不断带走风冷管散发的热量，同时不断补充周围环境的冷空气，形成对流，以此来达到降温效果，也就是说，环境温度的高低对机冷器的降温效果有很大的影响，因此到夏季时，冷却效果随着环境温度的升高必然受到很大影响；3）、设计原因。承包方设计机冷器的换热面积偏小，没有充分考虑在炉烟高温及环境高温同时出现的最恶劣条件下，机冷器的降温能力应能充分满足系统的正常运行要求。
　　影响分析：主烟管在高温下散发的大量辐射热造成14米配料操作平台的环境温度明显升高，使配料工的工作环境受到影响（现已通过采取改变配料间门口方向，增加珍珠岩隔热层，安装引风管及排风扇从厂房北面引入自然风等一系列措施，使得作业环境有了一定的改善）。温度过高时为防止烧损布袋，需要增补野风，野风量的大量增加，使得系统对炉膛烟气的抽力相对减弱，为了满足抽力要求，不致使炉膛出现大量倒烟现象，必须增大风机的抽风量，也就增加了能耗。另外，混入的野风增多，增大了气体的温度（尤其是多雨季节），容易使布袋结露，导致清灰系统压差增高，布袋易破损，使除尘效果降低，同时也增加了更换布袋的维修费用。
　　整改建议：1）、除尘器操作人员通过实际操作，在实践中探索出三个野风阀工作的最佳配置，做到合理增补野风。当烟温偏高，在能保证系统降温效果和系统抽力的情况下，原则上应尽可能打开厂房内14米平台上（主烟管与原烟囱接口附近）的野风阀，来补充野风，其它机冷器前和除尘器前的野风阀尽量少开或不开，这样补充野风有利于减少野风带进系统的水分，并可以降低14米平台周围的环境温度。2）、在冶炼工艺上尽量做到精心操作，使炉况保持平稳正常，少出或不出烟温偏高的炉况。3）、在有条件的情况下，可增加机冷器的换热面积，增加降温能力（但是此项整改会增加较大的投资和一定的能力耗）。
　　问题三：个别放散阀存在开关不灵的问题。
　　问题描述：301^#炉西面烟囱的放散阀已经卡死，电控操作失灵，人工也无法开关。
　　原因分析：因为电炉冶炼非常繁忙，无法停炉进入烟囱进行检查，因此只能进行推理分析，有以下几种　　可能：1）、蝶阀轴承在高温下变形；2）、蝶阀在高温下变形；3）、材料选择不合理。该蝶阀是原来做为封堵烟囱的盲板，厚度与耐高温性能均达不到有关要求。
　　影响分析：放散阀在系统运行时不能完全关闭，产生一定的向上自然抽力，必然减弱了除尘系统的抽力，抽力减少使炉面倒烟的现象增加，而此时要避免倒烟现象必须要加大主风机的风门，增加抽风量，就必然增加系统的能耗。同时也影响系统管网抽风能力的平衡，即在确保302^#炉抽风能力达到要求的前提下，必然使301^#炉的抽风能力出现过剩，使大量的热烟气和粉尘进入系统，增加了降温和净化的负担。
　　整改建议：在停炉检修前，按耐高温的要求选择合适的材料，制作新的放散阀，在停炉时，将已经变形的放散阀拆卸下来，将新阀重新安装到位，恢复放散阀的正常作用，使系统顺利运行。
　　问题四：系统清灰的压差偏高。
　　问题描述：自从进入五月份后期，清灰工作曲线逐渐由平稳变为高陡，其示意图如下：

正常状态下的清灰工作曲线 　　　　非正常状态下的清灰工作曲线 　 　　一般正常工作压差为＜1.8kPa，但近期压差超过1.8kPa甚至2.0kPa的现象较多（五、六月份的压差异常现象见下表）。 表一 压差值 次数 月份 1.81-1.9kPa 1.9-2.0kPa 2.0kPa以上 五月份 3 2 1 六月份 60 18 8

备注：择要：针对我公司2×12500KVA电炉除尘系统运行一段时间后出现的有关问题，进行综合分析，并提出相应的整改建议。 注：六月份为六月一日至二十一日 　　原因分析：1）、铁合金电炉烟气中粉尘粒度细（粉尘分散度详见表二）、粘性大、易结露；2）、由于近段时间正处于雨季，周围环境中的空气温度大，而烟气温度时有偏高，又不得不增补室外野风，使得进入除尘器的烟气含湿量加大，容易造成结露（布袋板结或糊袋）；3）、302#炉放散阀损坏，影响到风机的抽力，此时不得不加大风门，而301#炉处于正常情况下，使得其抽力过剩，引入的野风量增多，尤其是在雨季，空气含湿量大，使得进入布袋的烟气更湿，加重了结露现象；4）、部分的电磁阀、脉冲阀、离线阀工作不正常，部分喷吹管偏离布袋口，喷吹管的密封胶圈部分脱位，达不到政党的清灰效果，使布袋积灰增加，滤透性差。 表二 烟尘分散度 ＜2μm 2－5μm 5－10μm ＞10μm 所占百分比% 77 18 3 2 备注：择要：针对我公司2×12500KVA电炉除尘系统运行一段时间后出现的有关问题，进行综合分析，并提出相应的整改建议。 影响分析：1）、压差高必然增大系统的阻力，如要确保正常的抽风量，则必须加大风机的风门，增加能耗，从而增加运行费用。2）、另一方面，压差增高，使风机偏移了原来的工作点，系统抽风能降低，使炉膛热烟气和环境野风的混合比例失调，即在风机风门不变的情况下，由一炉膛气体本身温度很高，烟气在热抬升力的推动下，自然上升进入主烟管，因此热烟气进入系统的比例减少不大，但引入的野风比例却因为阻力增加而相对减少了，使得进入系统混合烟气温度升高，增加机冷器的降温负荷，易使布袋烧损，降低除尘效果，同时增加维修费用。 　　整改建议：1）、在系统运行前、后可进行强制清灰二至三次，或通过PLC控制调节来缩短清灰间隔时间，直到压差满足正常要求为止。2）、加强对气源的控制，特别是清灰气源的干燥处理，尽量减少结露的诱因。3）、加强对系统的维护检修，特别是对清灰阀、离线阀、电磁阀、喷吹管制检查维护，确保其正常工作。 　　另外，布袋易损坏也是一个主要问题，除上述各方面的原因外，还和布袋本身的材料及综合性能有关，这套系统的布袋采用的是普通滤料，因而其在耐高温及使用寿命均有一定的局限。建议选择质优耐庐山温且价格合理的滤料逐步替换，使系统正常运行。 四、结束语 　　总体来说，2×12500KVA电炉除尘系统在运行初期的除尘效率是比较好的，其各项技术指标均达到要求，但是在实际运行中出现了一些问题，有设计方面的不足，也有系统维护管理的原因，不论问题出现在任何一个环节，如果得不到及时处理，任其继续发展下去都会形成恶性循环，不仅达不到除尘效果，也会增加系统的能耗及运行费用而且最终可能导致系统瘫痪。而要解决这些问题须从三个方面入手：一、设计方面。由于原整套设备已建成并投入运行，要从设计方面更改不太切合实际，而且这样整改投资较大、能耗也相应增加，因此，一般不宜采用。二、冶炼工艺控制方面。因为炉况的好坏对除尘系统的烟气性质和温度有较大的影响，因此在冶炼上尽量控制炉况，使之处于最佳状态，能够减少除尘系统的运行负荷，延长除尘系统的使用寿命。三、人工操作控制方面。该套系统是可以通过人工操作进行合理调控，因此在日常系统运行中，应密切注意烟气温度助记词清灰压差的变化，利用野风阀进行例题调控烟温，尽可能减少烟气含湿量，加强对除尘器的日常维护与检修，特别是对清灰部分的脉冲阀、电磁阀、离线阀，以及布袋破损时的及时维护处理。四、滤料方面。尽量选择价格合理，耐温较高且易于清灰的布袋滤料。 笔者认为，通过以上整改措施，特别是二、三、四条措施的实施，将除尘系统的各项指标控制在最佳状态下，确保除尘系统正常、稳定的运行是完全可行的。