加湿搅拌机抑尘抽风装置的设计与应用

刘 伟，韦 俊，李 勇

（柳州钢铁股份有限公司炼铁厂，广西柳州 545002）

0 引言

广西柳州柳钢集团有限公司是我国华南、西南乃至泛北部湾经济圈的特大型钢铁联合企业，2000—2010年，柳钢开启了跨越式发展阶段，至2010年12月29日，柳钢年产量首次突破1000万吨大关，正式迈入了千万吨级钢企行列。在柳钢跨越式发展的10年期间，产能大幅度提升的同时，也加大了环保设施的投入。大量废水、废气、废渣处理设施的投用，使柳钢生产区域环境得到了显著提升，在环保设备、设施投入生产、运行后，日常操作、维护过程中，针对系统、现场存在的缺陷和不足开展针对性的创新改造，以保障环保设施的安全、高效运行和现场环境的稳定达标。

1 系统现状

柳钢炼铁厂环水车间负责高炉配套净环软水系统、渣处理系统及环境除尘系统的生产运行管理。其中，环境除尘系统包括各高炉配套炉前除尘、矿槽除尘、转运站除尘等设备设施，各种除尘设备共计36台套。环境除尘系统均使用低压脉冲袋式除尘器，配套低压离心风机，高炉炉前、矿槽、铸铁机除尘器风量32～142万m3/h，转运站、供料集中除尘风量2.7～18.5万m3/h。除尘滤袋使用550 g/m2普通涤纶针刺毡，布袋规格125 mm×6000 mm。

低压脉冲袋式除尘系统主要工艺流程如图1所示。低压离心风机高速旋转时，在除尘管路及除尘器内产生负压，现场含尘烟气在负压作用下被抽吸干净，经除尘总管送至除尘器进行尘、气分离。在过滤分离过程中，通过涤纶针刺毡过滤，粉尘被拦截在滤袋外部，过滤后达标、干净的空气经过除尘风机，通过烟囱排放到大气中；涤纶针刺毡外部隔离的粉尘达到一定量后，通过定时、定压差反吹，灰尘落入除尘器箱体下部的灰斗，放灰操作人员根据灰量定期通过星型卸灰阀放灰，经下方的埋刮板机，输送至大灰仓集中存放。当大灰仓内除尘的灰量足够多时，经加湿搅拌机加湿卸灰后，通过汽车外运。

图1 低压脉冲袋式除尘系统工艺流程

2019年，生态环境部等五部委下发了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气2019 35号）[1]，在无组织排放方面，要求所有物料储存、输送和生产工艺过程采取密闭、封闭等有效措施，产尘点及车间厂房外不得有可见烟粉尘外溢。

在生态环境部等五部委提出超低排放要求前，虽然一直使用普通敞开式货车运输环境除尘粉尘，但也要求尽最大努力减少各区域、环境的粉尘外溢。因此在卸灰过程中，必须通过加湿搅拌机对灰尘进行加湿后再落到汽车车厢内，以减少放灰过程中的二次扬尘。由于36台套除尘系统每天都要放灰，加湿搅拌机的工作环境恶劣，磨损、腐蚀严重，内部结灰严重，需要定期对加湿搅拌机内的积灰进行清理，加上放灰过程中要实时观察下灰、加湿情况，因此加湿搅拌机盖板无法完全密封，也未配备二次除尘设施。在放灰过程中，干灰从下料口落入加湿搅拌机时，较大的高差导致有轻微的二次扬尘现象，在加湿搅拌操作过程中，由于操作工人工作量大、技术不熟练、操作失误、打水不足等原因也会产生扬尘现象，导致现场环境恶劣，达不到环保标准，还影响操作工人的身体健康。

2 加湿搅拌机抑尘抽风装置的设计

2.1 降尘方案的选定

针对现场放灰过程中加湿搅拌机区域经常发生二次扬尘现象，车间组织技术人员进行攻关改进。通过对现场扬尘情况进行观察、统计、分析，发现导致放灰二次扬尘的原因主要有：①放灰操作人员的技术水平差。放灰操作人员刚上岗或人员变动时，经常出现放灰操作时阀门、加湿机、水阀开关步骤、时机、开度不合适，导致灰量、水量不匹配，二次扬尘严重；②操作人员工作责任心不强。放灰过程中，需要仔细观察灰量、加湿效果进行实时调控，操作人员未及时调控，将导致扬尘现象；③加湿搅拌机、卸灰阀等设备老化、磨损。由于设备维护、检修不及时，卸灰阀、加湿机磨损后未及时更换，导致卸灰量难控制，加湿搅拌效果差，水、灰混合不均匀，导致二次扬尘；④现场环境自然风的影响。各放灰现场均处于室外，大部分放灰点只有两边有挡墙，前后通透，放灰过程中，特别是放灰初期，由于除尘灰落差大，有自然风吹过时，会带起大量灰尘。

针对排查发现的扬尘主要原因进行针对性改进，首先由维保单位全体管理人员对放灰操作人员进行专门的技术培训，对放灰步骤、现场观察的位置与方法、阀门开度及调控要求等技术要求进行手把手的现场操作培训，直至全部掌握为止；其次，对现场扬尘、洒落情况加强检查和考核，通过严格管理，督促操作人员提高责任心，精心操作、避免失误；再次对现场刮板机、卸灰阀等磨损严重的设备进行更新改造，对喷淋水装置进行优化，增加灰仓声波振动器，提高卸灰设备设施的稳定运行率；最后，对放灰点现场环境进行优化改进，在放灰点前后增加挡帘，减少自然风造成放灰过程中的二次扬尘现象。

在上述措施落实后，现场二次扬尘现象虽然得到了有效控制，但未得到根治，随着新设备的使用、磨损，有些问题可能会重复出现，因此，通过组织车间、维保单位技术人员研讨，车间计划利用现场环境的优势，增加加湿搅拌机抑尘抽风装置，及时将加湿搅拌机区域散逸的粉尘回收，从根本上减少二次扬尘情况的出现。

2.2 加湿搅拌机抑尘抽风装置方案设计

由于厂内各环境除尘系统均使用低压脉冲袋式除尘器，整个除尘管路及除尘器区域均为负压状态，各加湿搅拌机距离除尘器进口总管较近，因此，将加湿搅拌机视为一个新的扬尘点，增加配套的除尘设施，即抑尘抽风装置。计划从除尘器进口总管侧面开一个DN350的抽风管接口，从接口处开始敷设DN350抽风管至加湿搅拌机处，与加湿搅拌机盖板连接，抽风管上安装DN350电动控制阀，加湿搅拌机盖板起除尘罩的作用。方案设计如图2所示。

图2 加湿搅拌机抑尘抽风装置组成

2.3 加湿搅拌机抑尘抽风装置工作原理

正常生产过程中，抑尘抽风管上的电动蝶阀关闭，避免造成除尘系统风量浪费。在卸灰操作时，先打开抽风抑尘管上的电动蝶阀，启动加湿搅拌机，然后打开大灰仓下部的卸灰阀，最后打开加湿机水管阀门，开始加湿卸灰，大灰仓内的除尘灰经大灰仓底部的卸灰阀均匀、连续地落入加湿搅拌机内，均匀加水后，经过双轴加湿机搅拌，除尘灰与水均匀混合后以湿润的大颗粒或小块状从加湿搅拌机出口落入下方的汽车车厢。

除尘灰从大灰仓落入加湿搅拌机、水流冲击除尘灰、搅拌机搅拌过程中均会产生少量二次扬尘。在除尘风机的抽力下，除尘总管及抽风管内均保持负压，打开抑尘抽风管上的电动蝶阀后，抽风管产生抽力，及时将加湿搅拌机区域的二次扬尘抽走，进入除尘器过滤后达标排放。当抽风管与加湿机盖板密封较好时，还能在加湿机内形成负压，只要很小的风量，就能达到很好的抑尘效果。

3 加湿搅拌机抑尘抽风装置应用效果

抑尘抽风装置方案确定后，车间安排维保单位开始安装施工，结合现场环境和环保要求，在各高炉炉前除尘、矿槽除尘等灰量较大的大型除尘系统安装抑尘抽风管17套。出于降低成本考虑，抑尘抽风管上未订货、采购安装电动蝶阀，而是利旧安装水系统检修更换下来的手动蝶阀，将旧蝶阀清洗、保养后重复利用，除操作困难些外，阀门的切断效果达到了现场需求。

管路及阀门安装完成后现场进行了效果测试，没有抑尘抽风装置时，卸灰操作过程中经常会有轻微扬尘，操作不当时还会出现比较严重的二次扬尘现象。但打开抑尘抽风管蝶阀后，加湿机区域的粉尘迅速被抽吸干净，现场无肉眼可见粉尘，现场环境明显改善。

施工抑尘抽风管时同步考虑“一管两用”。安装施工过程中，保持抑尘抽风管尽量顺直，减少弯头数量，在检修期间，抑尘抽风管还能作为除尘总管积灰清理的卸灰管。由于除尘总管管径大，管道长，有少部分粉尘在除尘总管水平段沉积下来，日积月累后重量超过支架的设计能力，将会影响除尘管道的安全运行，因此需要定期对除尘总管内的积灰进行清理。停机检修期间，施工人员进入除尘总管清理总管内的积灰时，打开抑尘抽风管电动蝶阀，可以直接将积灰倒入抑尘抽风管，积灰顺着抑尘抽风管进入加湿搅拌机，经加湿后装车外运[2]，降低了清灰人员的劳动强度，也避免了清理、转运粉尘过程中产生的二次扬尘污染环境现场。

4 结语

加湿机抑尘抽风装置设计、安装、应用后，达到了预期的效果，并据此申报了实用新型专利成果。

虽然加湿机抑尘抽风装置应用的点很少，解决的问题也不大，但创新的巧妙思维，加上技术也不复杂，可以推广应用的面还是比较广的。在目前环保工作的高要求下，环保无小事，在日常生产操作、管理维护过程中，肯定会遇到各种各样的问题，但只要发挥集体的智慧，共同思考、商讨，一定可以想到很好的解决办法，只有这样，企业的环保管理工作才能持续进步。