長鋼1號高爐緩解干法除塵系統堵塞的處置措施
摘要：長江鋼鐵1號高爐自2016年年初開始，高爐干法除塵系統陸續出現箱體堵塞的情況，嚴重降低了除塵效率和能力。1號高爐在對高爐煤氣干法除塵系統堵塞的的原因進行分析的基礎上，結合現場實際情況提出了具體的解決措施，并通過實施取得了明顯效果，箱體堵塞問題得到了緩解，為高爐的穩定生產創造了條件。
關鍵詞：高爐煤氣干法除塵除塵灰板結管道堵塞
1前言
高爐煤氣干法除塵系統的穩定運行對高爐和TRT運行有著重要影響。2016年以來，長鋼1號高爐（1080m3）配套干法除塵系統出現管道和箱體閥門堵塞嚴重現象，其中，2016年5月，干法除塵系統箱體堵塞率上升至12.16%，致使高爐均壓困難，除塵灰無法正常收集造成二次污染，多次非計劃慢風切煤氣倒換箱體或休風檢修，直接影響了高爐的正常生產。為此，公司及廠部領導非常重視，廠部多次組織生產科和各個高爐除塵班組等相關單位專業人員進行分析研究，探討解決措施。從干法除塵的操作、設備管理等方面入手，進行了有益的嘗試和探索，并取得了較好效果。
2干法除塵系統管道堵塞情況
（長鋼1號高爐）干法除塵系統的除塵灰從2016年1月開始（的灰分）較以前有較大的變化，表現在除塵灰粘性大、流動性差、顏色為灰白，易結塊，硬度高，清理時需使用風鎬才能清理干凈。
正常情況下，公司要求煉鐵廠各高爐3個月計劃檢修1次，自2016年開始，由于除塵灰堵塞干法除塵系統的進口總管道、閥門處、彎管處、進除塵箱體支管處及輸灰管道，高爐無法正常均壓和正常收集除塵灰，高爐無計劃休風幾率增大，時間延長。除塵灰結塊導致除塵箱體堵塞率急劇上升，嚴重影響了高爐、TRT及干法除塵系統的穩定運行。
2016年以來1號高爐因除塵灰結塊堵塞管道被迫多次非計劃慢風切煤氣倒換箱體或休風檢修。在檢修中，重點對干法除塵系統進口總管、支管及閥門前后進行檢查并清理積灰。檢查發現，除塵灰結塊的部位多在閥門前后，將閥門閥板包住，彎管及箱體進口支管堵塞嚴重，有的已全部堵塞，膨脹節內全積灰，進口總管末端處積灰也較多。另外，在清理積灰時發現結塊在閥門前后的灰塊大且硬度非常高，需用風鎬才可沖開。
下圖為干法除塵系統檢修時箱體進口總管積灰堵塞情況照片。
3除塵灰堵塞管道的原因分析
3.1氣密箱冷卻水泄漏除塵灰含水高，除塵灰易結塊
高爐氣密箱自2011年高爐投產至今，未進行整體更換，高爐2015年11月中修再投產后，陸續發現氣密箱底板冷卻水路出現漏洞，向爐內漏水且直接噴灑在料面，受熱后形成水蒸氣進入荒煤氣管道，造成高爐除塵灰含水高。通過測量冷卻出水流量發現，漏水的管路如圖3顯示，出水量減小了40%，向爐內漏水量大。
3.2除塵灰中堿金屬氧化物富集
高爐在煉鐵過程中，原料中的一些物質揮發成粉塵，這些粉塵隨高爐煤氣經重力除塵器后進入干法除塵系統形成除塵灰。自2016年年初開始，隨著燒結機產量的增大，燒結礦產量大于高爐供料需求，造成多余成品燒堆放在料場，后投放高爐料倉使用，因供料負荷大，造成使用落地燒時不能做到分批分段供料，導致落地燒大量入爐，使得高爐原料結構變化大，原料質量下降。同時，隨著燒結礦產量的增大，燒結礦配比上升，由原有要求的78%至81%提高到82%至85%，其中堿金屬氧化物尤其是鋅的氧化物在除塵灰中富集，含量增高，易造成高爐除塵灰結塊堵塞管道，影響除塵系統的正常運行。
3.3高爐煤氣流分布不均，爐頂溫度不穩定
1號高爐在操作方針上要求，要保持爐內兩道氣流穩定。在日常生產過程中（，通過觀察）發現，爐內氣流雖然未出現大幅度波動，但是會出現邊緣或中心氣流交替強弱表現，不能處于長時間穩定狀態，導致上層煤氣流不穩定，煤氣利用率無法穩定在43%以上，爐頂溫度無法保持穩定。尤其在集中使用落地燒或者料速偏快的情況下，爐頂溫度持續偏低，煤氣中的水分析出成冷凝水，除塵灰吸收水分形成灰塊，這些灰塊越聚越多逐漸堵塞管道，特別是在閥門、彎管、支管等煤氣流速、流向變化的部位更容易形成除塵灰堆積。
3.4干法除塵系統箱體使用周期長
1號高爐干法除塵系統共有12個除塵箱體，采取11用1備的運行模式，正常生產情況下，是要求在計劃檢修時，同步進行倒換箱體作業。由于高爐計劃檢修周期一般為3個月，且1號高爐無計劃檢修幾率小，因此，干法除塵系統箱體基本上使用周期在12個月以上。使用周期偏長，尤其到10個月以后，箱體布袋透氣性衰減明顯，箱體壓差增長快。
4改善（解決）干法除塵系統堵塞的措施（及效果）
4.1控制氣密箱漏水（入爐冷源）降低爐頂荒煤氣含水量
根據氣密箱漏水的情況，通過排查，找出原7路冷卻水管中漏水的4路水管，在不大幅度降低氣密箱冷卻強度的前提下，將氣密箱冷卻水路中漏水較為嚴重的4路進水閥門控制到1/3，總流量由20m3/h控制到10m3/h，逐步將漏水較為嚴重的4路冷卻水停止供水，冷卻介質改為氮氣，將其余三路冷卻水進水總流量控制到5m3/h。改造結束后，通過對比，發現爐頂煤氣中，H2含量有明顯下降如圖4顯示，荒煤氣中含水量得到有效控制。
4.2改善原燃料結構，調整布料模式
聯合廠部生產科與燒結廠生產科進行協調，商定在使用落地燒的情況下將原有的集中供料方式調整為，每天一批次定量供應。高爐與原料槽上協調，確認落地燒分倉供料，保證7個燒結礦料倉中至少有5個倉為現燒。在使用落地燒時，高爐采取交叉備料模式，保證落地燒與現燒混合入爐。同時，與廠部協調，將燒結礦比例重新定位78%至81%。要求高爐工長視爐內氣流變化及時調整溜槽布料角度和環數，保障兩道氣流順暢穩定，固定焦丁500kg/批，并隨（入）礦石入爐，改善礦層透氣性。
4.3改進干法除塵操作方法
增加箱體箱體反吹頻率，由原有的每60分鐘反吹一次，縮減到每45分鐘反吹一次。通過增加反吹頻率，減少箱體內壓差，保證箱體布袋透氣性，防止箱體內除塵灰大面積板結。
4.4延長高爐檢修時間
根據公司要求，煉鐵廠各高爐計劃檢修周期一般為3個月，1號高爐在不縮短檢修周期的前提下，要求延長檢修時間，由原來的6至8小時，延長為10至12小時，用來清理干法除塵系統被堵塞的管道及閥門。
4.5縮短干法除塵箱體使用周期
根據干法除塵箱體使用情況，縮短使用周期，有計劃的倒換箱體，將停用的箱體及時更換筒體除塵布袋，以提高箱體透氣性。
4.6人為干預提高頂溫
高爐在日常操作的過程中，要求高爐工長密切關注爐頂煤氣溫度的波動，當頂溫峰值下降至120℃以下（一下）達到半小時以上時，采取適當控制富氧量和風量的手段，降低高爐料速，提高頂溫，以保證爐頂到干法除塵系統的荒煤氣溫度可以達到100℃以上。
4.7對積灰管道部位進行振打
在日常生產過程中，要求干法除塵操作工增加巡檢次數，通過對箱體進口管道及補償器進行測溫比較的方式，來判斷管道是否正常。如果發現管道壁溫度較低，則認定為管道堵塞，此時可采用使用長柄錘對管道進行振打的方式，振動管道，使得管壁上結塊的除塵灰松動，來緩解管道堵塞。對于干法除塵箱體下部輸灰管，在發現堵塞時，使用此方法效果尤為明顯。
4.8增加重力除塵放灰頻率
通過車間與廠部相關部門協調，增加高爐重力除塵放灰頻率，要求每次放灰盡量放干凈，并且見汽。通過增大重力除塵的使用效率來降低干法除塵系統的除塵負荷，進一步減少除塵灰堵塞干法除塵系統管道及閥門的幾率。
5結語
通過一系列有效措施的實施，1號高爐干法除塵箱體堵塞率有了明顯的下降。截止到2017年5月，干法除塵箱體堵塞率回落至2.93%，高爐產生的除塵灰基本可以正常進行收集，作業區的環境狀況得到了有效的改善，降低了（的）車間的環保壓力。同時，由于干法除塵系統逐步回復正常運行，高爐均壓及TRT的運行逐步回復到正常，受干法除塵系統影響的無計劃休慢風情況減少，高爐生產節奏回復正常水平，產能回歸正常，說明通過措施的實施，已經取得明顯的效果。
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