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摘 要：随着国家环保督察不断升级的压力之下，钢铁企业的环保工作刻不容缓。本文针对炼轧车间环境污染情况，新建三次除尘系统，以解决厂房烟尘问题。
关键词：排放达标;三次除尘;除尘罩
中图分类号：TF769 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）07-0007-02
1 生产纲领
1.1 工程概况
某钢铁厂炼轧车间现有150t级转炉n座，150t级LF炉n座，150t级VD炉n座。在现有转炉一次除尘及二次除尘正常运转的情况下，转炉加废钢及兑铁水时，仍有部分烟尘外溢至厂房顶，排入室外严重污染环境;有时炉内喷溅或氧枪口泄漏也会造成烟尘外溢至厂房顶污染环境。此外，如混铁炉兑铁时、精炼炉冶炼时、钢包烘烤时等情况，也有烟尘飘至厂房屋顶。在国家环保督察不断升级的压力之下，此问题日益突出，炼轧车间急需实施三次除尘系统，以解决厂房屋顶冒烟问题。
1.2 项目现状及存在的问题
炼轧车间转炉炼钢的工艺流程为：铁水→铁水罐（或倒罐或铁水预处理）→转炉冶炼→吹氩→或精炼→连铸→精整→出厂或至轧钢。
目前炼轧车间的转炉除尘现状：
（1）铁水在加料跨转运产生的烟尘没有捕集装置，造成房顶冒烟。（2）在转炉兑铁水或加废钢时，特别是冶炼时炉内大喷，会有大量烟尘外逸，从加料跨和转炉跨气楼排出，造成厂房房顶冒烟较频繁。（3）在冶炼的过程中也有部分烟尘从转炉跨氧枪通道溢出至厂房房顶。（4）混铁炉兑铁由于铁水罐操作原因，罩子偏小，不能直接接受垂直上升的热烟气，从罩子上方溢出至厂房房顶。转炉氩站在吹氩过程中，亦有大量烟溢出至厂房房顶。（5）加料跨北侧3个烘烤器区域工作时无烟气捕集设施，烟气外溢至厂房房顶。（6）加料跨脱硫站区域由于兑铁后的铁水罐回到铁水接受处，行程过程中烟气持续外溢至厂房房顶。（7）VD真空炉区域工作时无烟气捕集设施，烟气外溢至厂房房顶。（8）1～3#LF炉只有炉内排烟，冶炼时烟气外溢至厂房房顶。（9）3套钢包热修及中包倾翻区域由于吸尘罩设置不合理及风量不足原因，除尘效果不佳。
随着产能的提升和生产工艺的变化，炼轧车间厂房房顶冒烟现象越来越频繁，严重污染环境，必须在炼轧车间相应产尘区域屋顶实施三次除尘改造。
1.3 设计原则
（1）在节能、综合利用、安全生产、工业卫生及消防等方面，全面执行国家及行业的法律法规及标准。最终达到“环保、经济、实用”的三优设计。（2）在确保现有厂房结构安全可靠的前提下，设计屋顶罩及配置管网。（3）除尘设备为生产服务，以不影响生产操作和设备检修为首要原则。（4）按照“成熟、可靠、先进、实用”的原则，选用成熟可靠的技术和产品;采用的技术必须是经得住实践考验，且能长期稳定、安全可靠运行。（5）满足国家和企业对转炉炼钢车间烟尘达标排放的要求。（6）除尘设施划分及系统配置合理，工艺流程顺畅，采用节能降耗技术，减少生产运行成本，节约能源，降低工人劳动强度，改善工作条件及环境。（7）性价比优良，运行费用低，投资省、效果好为根本原则。
1.4 设计指标
（1）烟囱颗粒物排放浓度≤10mg/Nm3。（2）岗位颗粒物无组织浓度≤5mg/Nm3（去除环境本底值）。
2 技术方案
2.1 建设内容
转炉三次及屋面除尘新建3套风量120万m3/h的除尘系统;钢包热修新建1套风量25万m3/h的除尘系统;中间包倾翻新建1套微雾抑尘系统。
2.1.1 新建转炉三次及屋面除尘系统
转炉三次及屋面除尘系统新建3套风量120万m3/h的除尘系统。
通过现场实地勘察，拟新上三次除尘的除尘点位有加料跨屋顶及转炉跨屋顶。屋面除尘点位有脱硫站之间屋顶、混铁炉屋顶、烘烤器屋顶、VD炉屋顶、1#LF炉屋顶、2#LF炉屋顶、3#LF炉屋顶。
加料跨三次除尘采用厂房密封，并在吊车及屋面上部中间设置捕集罩的排气工艺。即将加料跨炉前区域厂房现有的气楼全部密封，在正对着炉体上方的加料跨厂房房顶内部用4mm厚的钢板设置屋顶罩排气，将转炉跨与加料跨用轻钢围护结构（面板采用波纹型2-3mm厚钢板）沿柱线隔开，从行车梁顶部封至厂房屋面，且与气楼换气相结合的方式解决转炉加料时产生的厂房外溢烟气。
转炉跨三次除尘采用氧枪气楼屋顶罩烟气捕集换气工艺。用轻钢围护结构（面板采用彩色压型钢板）从皮带散料仓顶部封至厂房屋面，避免横向气流对烟气的干扰，并将转炉跨气楼改造成屋顶罩（用4mm厚的钢板）进行烟气捕集与换气。
考虑到铁水罐兑完铁水后移动时的烟尘外溢，在脱硫站之间增设捕集罩的排气工艺。即将气楼封闭，上部设置屋顶罩及导流板（用4mm厚的钢板）进行烟气捕集与换气。
混铁炉屋顶、烘烤器屋顶、VD炉屋顶、1#LF炉屋顶、2#LF炉屋顶、3#LF炉屋顶区域将上部气楼封闭，上部设置屋顶罩及导流板（用4mm厚的钢板）进行烟气捕集与换气。需要对转炉跨和加料跨间用轻钢围护结构封至厂房屋面，避免横向气流对烟气的干扰。
綜合现场除尘器占地、投资、统一备品备件等因素，拟新建三套风量120万m3/h除尘系统。
2.1.2 钢包热修除尘系统
目前，钢包热修及中包倾翻共用一套13万m3/h除尘设施。因除尘器风量不足，除尘效果较差，故3座钢包热修新建1套除尘设施，除尘风量25万m3/h。同时对钢包热修除尘罩进行修改，提高捕集效果。中间包倾翻利用现有13万除尘系统，除尘罩恢复为可移动顶吸罩。
2.1.3 除尘罩设计
（1）屋顶顶吸除尘罩。炉前每台转炉设计一个烟罩，烟罩四周设置导流板，烟罩内部角度布置合理，烟气上升顺畅，无聚集烟气的死角。烟罩南侧氧枪立柱侧要求向下采用压型彩涂钢板封堵，封堵到氧枪缓冲器上边，内做骨架保证封堵强度与封堵平整度。上部与烟罩南沿连接，以利于烟气导流。原有的通风竖井要求将原有的彩钢板拆除，使用钢板重新封闭，保证除尘管道的气密性;竖井顶部进行可靠封闭。
其余除尘点屋面上方亦设置导流板，拢烟除尘罩根据实际结构改造天窗或竖井而成。
（2）钢包热修除尘罩。由于烟罩及部分管道布置为躲避现有的加沙平台，设置侧吸罩，除尘效果几乎没有，由于加沙移动平台的载重量、驱动电机减速机部分不满足上部设置除尘罩的重量，故需要新建加沙车及上部除尘罩，设置立柱及上部轨道避开检修小车，设置顶吸罩，在某新区有实际案例，保证除尘效果良好。
2.1.4 中间包倾翻BEC微雾抑尘
车间配备有两套中间包倾翻台，分别为1#倾翻台和2#倾翻台，两套倾翻台相邻，为节省投资，考虑共用一套BEC微雾抑尘主机系统，两套中间包倾翻台不同时作业。
根据作业过程中的扬尘情况及现场布置，在每台中间包倾翻平台四周设置喷雾装置，两侧各设11个大喷枪，对翻包过程产生的粉尘进行一次喷雾抑制，在靠车间厂房柱列一侧设置喷嘴支架，在翻包架约5米高处设置8个大喷枪对粉尘的二次抑制。
考虑到中间包翻卸作业的阵发性扬尘，喷雾装置具体布置如下：在翻包机转轴内侧两端分别设4个大喷枪，第一层设2个，安装高度距平台约300mm;第二层2个，安装高度距平台约1000mm（喷射距离5～8米）。外侧分别设7个大喷枪，第一层设3个，安装高度距平台约300mm;第二层4个，安装高度距平台约1000mm。其支架就近利用现有走道栏杆设置，共22支大喷枪。在车间柱列侧支架上再设置8个大喷枪，对烟尘进行二次抑制。
在翻包产生扬尘开始至阵发性扬尘散发出来，整个喷雾抑尘时间约需4min。
工人清扫及铲装时，开启固定横梁上的8个喷枪抑制岗位粉尘，内侧2侧各1支，外侧2侧各4支。共18支。该操作约需作业30min。
在翻包操作平台上布置BEC主机一台，喷雾调节装置及分配器也布置在该平台上。
由于喷雾粉尘抑制技术的特点，始终有部分粉尘不会被抑制。为了尽可能改善操作人员的工作环境，降低操作台附件的粉尘浓度，操作区域与翻包台工作区域之间，设置4个小喷嘴形成雾帘，防止溢出部分的粉尘进入操作台。在现有中间包倾翻平台四周设置喷雾装置，对翻包过程产生的粉尘进行一次喷雾抑制。26套喷雾装置共用一套BEC主机设备，以节省投资。
运行成本分析：运行成本中主要是药剂费用。翻包时，喷嘴耗液30.8L/min，一次翻包喷雾4分钟耗液123.2升，按药液比1：600，消耗药剂205.3ml，药剂单价100元/升计，则中间包翻包全过程抑制剂费用20.53元。其它水、气、电耗费用户自理。
因系统设备基本免维护，故所需运行成本相比常规的袋式除尘或喷水，使用成本极低。
2.2 設计范围
除尘罩、除尘管道、阀门、补偿器、支架、除尘器本体、除尘风机、消音器、烟囱等环境除尘设施，BEC微雾抑尘设施，以及配套的土建、给排水、供配电、消防、电信、计量、仪表检测及自动化控制等。
2.3 综合能耗指标
布袋除尘能耗如表1和表2所示。
参考文献
[1] 张殿印，王纯.除尘工程设计手册[M].北京：化学工业出版社，2003.