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浅谈烧结机头电除尘器粉尘结块燃烧的原因及预防措施

文档作者：赖栋文文档来源：福建龙净环保股份有限公司		点击数：	更新时间： 2025年04月04日
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浅谈烧结机头电除尘器粉尘结块燃烧的原因及预防措施赖栋文(福建龙净环保股份有限公司 福建龙岩 364000)摘要 电除尘器被广泛应用于钢铁行业烧结机头除尘系统中，对电除尘器的漏风率、粉尘性质、烟气温度、除尘灰返烧、燃料及工艺、人为操作等因素进行分析，提出改进措施．为烧结机头除尘器工艺的进一步改进提供依据。关键词烧结机头 电除尘 结块燃烧除尘效率措施中图分类号：X74 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2015)06—090—04电除尘器因具有除尘效率高、阻力损失小、总能耗低、自动化程度高、处理烟气量大等特点而广泛应用于钢铁企业烧结机头除尘系统中。在机头电除尘器的日常运行中．灰斗粉尘结块、二次燃烧的现象较为普遍，致使排灰不畅．大大影响除尘效果。此外，灰斗结块后必须进行人工清理，这无疑增加了维修工作量和工人的劳动强度。本文重点分析了机头电除尘器灰斗粉尘结块、燃烧的原因．旨在找出合理且行之有效的应对措施。1 灰斗结块燃烧的原因分析1．1 烧结机漏风的影响由于烧结工作环境温度波动大．烧结机在运转过程受热变形．安装精度以及自身结构密封等因素影响，国内烧结机普遍漏风率可达40％～60％．与发达国家烧结机300／o的漏风率有较大差距。烧结机本体的漏风主要包括：烧结机台车与台车之间漏风．烧结机台车与滑道之间漏风，台车与首尾密封板之间漏风，台车栏板与台车之间漏风。此外，烧结机风箱，导火管、烟道除尘系统等处也存在漏风。烧结机漏风过大．不仅耗电，还会使进入除尘器的烟气温度波动大及烟气含氧量高．引起粉尘结露造成板结。1．2烟气及粉尘性质的影响烧结机头烟气温度变化大。从80～180％．甚至达到200％以上；烟气夹带粉尘多，粉尘主要有金属、金属氧化物或不完全燃烧物质组成，浓度最高可达10洲m3左右；烟气含湿量大．水分含量在8％～12％，最高可达20％，并含有腐蚀性和有毒气体等，都可能引起电除尘器灰斗结块。(1)粉尘粒度细、粘性强。现在烧结厂多采用高碱度烧结．其粉尘中碱金属氧化物和氯化物含量较多，粉尘呈轻飘絮状．具有细而粘的特性。极易粘结在灰斗壁板上，引起灰斗的结块。(2)粉尘比电阻高。烧结烟气中含有K20、Na20等碱性氧化物．这些物质粉尘比电阻高，达到10II一10t3fI·cm(适合电除尘的粉尘比电阻为10L10-吼·cm)。这些比电阻高的粉尘，在到达极板以后不易释放其所带的电荷．使粉尘层与极板之间形成电场，产生反电晕放电，在反电晕放电过程中会有火花放电．因此便形成了火源。(3)烟气湿度大。烟气含湿量较高，烟气水分含量在8％～12％．最高可达20％。在烧结机例行检修或临时停机开车时，机头烟气温度较低，当低于烧结烟气露点(70。80℃)时。容易产生冷凝结露，粘结在阴极线、阳极板和灰斗仓壁上。1．3原料及工艺因素的影响烧结机粉尘成分取决于精矿粉或富矿粉等原料、焦炭粉或无烟煤粉等燃料、石灰石或生石灰等溶剂。烧结生产过程中。工艺变化对除尘器的影响很大。烧结机头除尘介质成分复杂，含油大量的水分及各种易燃、有害物质和气体。比如煤粉、焦粉、石灰、矿粉、CO、CO：、机械油等。这些物质进入除尘器，很容易在灰斗中板结成块，不能及时排出，导致卸灰阀堵死，甚至在高温或明火作用下燃烧。(1)烧结原料含可燃成分。烧结原料中含有煤粉、焦粉燃料．极小部分未燃烧或未完全燃烧的炭粒随烟气进入到机头电除尘器内。这些炭粒或粘附在极板上或落入灰斗内，在一定的温度条件下．有的就会发生燃烧进而造成灰斗结块。烧结原料中配加了铁屑或轧钢皮等含铁废料．这些废料一般都含油较多．其烧结后含油成分吸入电除尘器内并形成聚集。在一定的压力和温度条件下就会发生燃烧。煤、煤气等燃料中含有焦油等高挥发分，这些物质进入电除尘器后．在一定条件下极易发生燃烧。表1为华北部分钢铁厂烧结车间烧结机头电除尘器飞灰化学成分分析表。从表1中数据分析得出．电场收集的灰中未燃碳的含量在8％～15％，未燃碳不易捕集，飞灰中未燃碳含量越高，除尘效率越低，在一定条件下容易发生二次烧结现象。(2)烧结原料中Na、K、zn等元素。国内各大钢铁行业使用的原料中一般都含有K、Na、Zn等元素，在烟气中以K20、Na20、ZnO的形式存在。部分烧结机头粉尘中此类碱金氧化物的含量高达20％以上．含此类碱性氧化物的粉尘粒径细、比重轻、比电阻高，粉尘粘度大。吸湿性强。极易在灰斗出现粘灰现象。表2为某烧结机机头配套除尘器收集的粉尘成分分析表。由表2中可见，烧结机头粉尘中K20、Na20、ZnO质量分数普遍较高．特别是后置电场。(3)烧结温度不稳定。烧结过程控制不稳定，出现烧结终点提前或滞后，停车操作控制不好，或者点火温度、烧结速度、台车运行速度不合理，都会导致烟气温度的过高或过低．从而导致除尘灰粘结现象发生。当烟气温度大于200％时．作者简介：赖栋文。福建龙净环保股份限公司工程师，主要从事除尘、脱硫、脱硝等设计工作。万方数据 2015．N0．6．o表l 华北部分钢铁厂分电场灰化学成分 ％华北某l电场10·72·12 63·88 1·2 5-55钢铁厂2电场11，08 4．54 62．79 0．73 4．75(1)3电场lO．02 3．39 59．59 0．37 4．75 5．98华北某l电场6·6912．81 74．52 O．37 3．7 1．89钢铁厂2电场9．1 0．99 69．28 0．37 4．4 4．42(2)3电场12．6 5．49 57．95 1．1 0，11 4．99鞯誉端3．07主景篡7．46嚣；乏1。3．．，1，2华北某l电场15·34 6·l 55·5 l·46 10-37 3·95钢铁厂2电场lO．58 7．31 65．1l 2．6 8．54 5．6(4)3电场9．38 6．03 63．46 2．25 10．26 3．32鞯裟麓嚣笼6．5蒜要篡表2某烧结机机头除尘灰成分分析(质量分数) ％抽入的烟气中的低熔点金属、金属氧化物或不完全燃烧物质(如煤粉颗粒)会有红火现象，从而加剧粉尘燃烧。(4)后置电场除尘灰返烧。目前大多数钢铁行业将除尘系统收集的粉尘进行返烧利用。通过大量研究分析，对于前置电场中收集的大颗粒粉尘。含铁量高，利用价值高，可返回烧结循环利用。而后置电场中的粉尘则呈轻质絮状，粉尘比电阻较高，粉尘含铁量少，若将此类灰返烧进入除尘系统，其荷电效果差，同时粉尘一旦被捕集后容易形成固化层，粘结在极板、极线和灰斗壁上。1．4电除尘器设备因素的影响(1)电除尘器本体漏风。机头电除尘器在高负压下运行，本体构件连接处、人孔门处、阴阳极振打穿轴处、进出口法兰、管道与膨胀节(补偿器)的连接处、灰斗与卸灰阀连接处、各零部件之间的焊接等连接处的漏风．漏入的冷风会使电场中的风速加大、烟气温度下降。进而引起烟气结露．粘结在灰斗壁板上形成板结。(2)保温效果不佳。为保证灰斗内部温度的相对稳定，灰斗壁板上通常都会敷设保温层。但若出现保温厚度不够、保温材料容重不够等现象时，保温的效果就大打折扣了。当灰斗周围环境的温度较低时．灰斗保温起不到足够的保温效果而使灰斗内的烟气结露，进而引起灰斗壁板上的粉尘结块。1．5操作因素的影响(1)检修门关闭不严。除尘器灰斗的人孔门或检修孔关闭不严，会造成除尘器漏风。引起烟气温度下降出现冷凝结露以至于灰斗结块。(2)操作时序不当。停车时，若立即停止振打系统，极板、极线及灰斗上的积灰没办法有效清除；另外。若停机时未等电场温度冷却就打开检修人孔门．将使得积灰粘结在极板、极线及灰斗上．很难再通过振打清除。(3)运行参数未及时调整。在设备的日常运行中，须根据实际的情况适当调整运行参数．以保证设备稳定高效地运行。例如，出现阴雨等低温天气时，可适当调整灰斗加热温度下限，让更多的加热器更长时间的工作。以防止灰斗内部因低温而结露。2灰斗结块燃烧的预防措施2．1 降低烧结机漏风通过对原烧结机进行改造。调整烧结机尾部配重；在台车端部接合面加装高硬度耐磨板：台车与风箱滑道处采用低膨胀系数的镍合金滑道：选用新型密封装置，将台车与栏板制造成迷宫件的复合栏板：以及改造烧结机固定滑道润滑系统等技术改进措施．最大限度的降低烧结机的漏风。烧结机漏风率降低．使进入除尘器的烟气温度波动减小及烟气含氧量降低．避免烟气温度过高或过低造成粉尘燃烧或冷凝结露。同时，控制烧结机漏风率可直接降低烧结生产的电耗和固体燃料消耗。烧结漏风率降低10％。每t烧结矿的电耗可降低1．5kWh／t以上．烧结矿产量可提高5％，烧结矿质量可改善1％．3％。各钢铁厂采取措施降低漏风率后节约的电耗见表3。表3各钢铁厂降低漏风率节约的电耗统计表2．2工艺方面(1)控制可燃原料。严格控制煤粉、焦粉、铁屑等可燃原料的添加比例，减少可燃物进入除尘器电场内部。严格控制含油铁料在原料中的配加份额，一般控制在≤4％，定期检测其含油量。尽量使用低挥发分煤(含挥发分≤10％．12％，焦油≤1．1％)．同时考虑煤中焦油及碳氢化合物的含量。控制燃料的粒径，应尽量减少较细燃料粒级(<0．25mm和<1ram)的百分比．燃料平均粒径宜控制在2．5．3mm。且平均粒径2．5—3nun燃料占80％左右。去除更细的燃料粒级(特别是<0．25ram)，将改善造粒过程，使原始料透气性更高，更能保证燃料的充分燃烧，使烟气中含有的未燃尽成分降低．烟气中的可燃物含量减少。此外。燃料全部采用焦粉会造成过烧．而无烟煤的掺入比例过高或全部采用无烟煤会造成烧不透．因此无烟煤的掺入比例不要超过25％或30％(焦粉／无烟煤=8／2或7／3．不同配料工艺会有差别)。(2)控制配料湿度。烧结配料湿度6％～8％之间为宜，最大不要超过10％。万方数据 2015．N0．6．O(3)控制烧结矿碱度。烧结矿碱度控制在1．6～1．8范围内．粉尘的比电阻值适宜除尘器粉尘荷电，有利于粉尘排灰输灰流动性的需要。熔剂为石灰石或生石灰．加硅材料为白云石．控制CaO的含量在10％以内，有利于减少电除尘器絮状粉尘及碱性粉尘的含量。(4)控制烧结铺底料。烧结铺底料的厚度以不低于30ram为宜．其粒度10～20ram。颗粒均匀性和底料厚度均匀性应严格控制并适时调整，以保证燃料的充分燃烧。对于不设置烧结铺底料的旧工艺要坚决抛弃．在工艺上给予改进。(5)稳定烧结工艺。稳定烧结工艺，避免烧结过程的大起大落．烧结温度控制在700。8000C．烧结烟道出口温度一般控制在150％左右．尽量将烟气温度波动范围控制在100～1700C．并尽可能减少烟气的含水量。(6)合理利用循环资源。除尘系统前置电场中收集的大颗粒粉尘。含铁量高，后置电场灰斗收集的粉尘K20、Na20含量高，含Fe量少。烧结粉尘中K20、Na20、ZnO等进入电除尘器后经灰斗排灰返烧再进入电除尘器．存在着富集现象．长此以往会造成除尘效果的恶化。因此建议将前置电场的粉尘循环烧结．而后置电场的粉尘则直接J'HtI!。某厂烧结机头配套电除尘器由于将4个电场收集的粉尘都进行返烧．导致电除尘器极板极线出现粘灰现象。造成清灰振打困难，除尘效率低，灰斗发生二次烧结现象。经分析研究．对此除尘器输灰系统系统进行改造(如图1所示)，前2个电场的集尘灰进行返烧．而后2个电场的集尘灰直接外排。通过改造后除尘效率显著提高，有效避免了极板极线积灰、灰斗二次烧结现象发生。2．3设备方面(1)设ll；nn热装置。在灰斗壁板处设置蒸汽、电加热器或板式电加热器等加热装置．减少灰斗加热的故障，提高灰斗温度，以保证灰斗内部温度的稳定。防止粉尘在灰斗内结露、受潮而板结．影响卸灰。(2)加强密封。将风箱烟道、进出El法兰、膨胀节连接处、人孔门、阴阳极振打穿轴处、电除尘器本体等的密封工作做好。如对膨胀节进行更换，对法兰连接处采用膨胀胶进行密封；对电场内部开焊处进行补焊；将现有的单层检查门改为双层门。(3)积灰控制在低料位。使灰斗内积灰保证在低料位。这样做既能保证灰斗内积灰及时清除，防止托电场，又能保证灰斗密封性．防止灰斗下部漏风和二次扬尘。(4)设置灰斗保温。根据当地气候条件及工况条件合理设计灰斗保温．并严格控制灰斗保温的安装质量。(5)设置灰斗振动电机。加设灰斗壁板振打电机，定期对灰斗壁板进行振打清灰。(6)加装声波清灰器。声波清灰是将一定能量的强声波馈入电除尘器电场空间，到达极板、极线后转化为机械能，与粉尘层形成高频振荡．抵消粉尘层中的聚积力，使已结块的积灰疏松脱落．达到清灰的目的。机头粉尘细而轻，成分复杂．具有效大的粘结性和腐蚀性，宜选择振打力度较强的侧扣翼j一蛙 堑兰墨鱼望坚坚 ，／’P蛀{三蠡li，娃三￡三日三三E∈每三三旺三{毕兰越三司旺三丧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——争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叶I+拦毛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炒一一一肾Ii I；芦仨三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 一一司图I 输灰系统改造方案图向底部挠臂锤振打为主．同时辅以声波清灰，来解决粉尘粘结问题。声波清灰器有效作用大，清灰不留死角，补充了机械振打振打力不足．分布不均的缺陷，使电场内部的极板和芒刺表面积灰情况有所改善。2．4操作方面(1)调整卸灰制度。由于粉尘粘度大，湿度高，在灰斗内长时间存放宜结块，造成排灰困难。应勤卸灰，同时灰斗内粉尘不应全部卸空．防止空气从卸灰阀窜入灰斗，从而避免因卸灰阀漏风而造成二次燃烧。可采用虚拟高低料位进行灰位的控制(时间控制卸灰)，配合灰斗高低料位，调整卸灰制度。(2)调整运行参数(加热、振打等)。据实际情况调整灰斗加热运行参数。例如．出现阴雨等低温天气时，可适当调整灰斗加热温度下限。以防止灰斗内部因低温而结露。根据气候及工矿特点，适时调整振打时序。一般来说，前电场振打强度要小，振打周期要短，后电场的振打强度要大。振打周期要长。必要时要增加手动清灰，以加大清灰力度。(3)离线清灰。设备停机检修时，将除尘器自动振打方式(周期性振打)改为手动方式(连续性振打)，并运行一定的时间。将极板、极线以及灰斗内的积灰清除干净。(4)加大培训力度。组成一支既熟知烧结工艺又对除尘器全面掌握的专业技术团队．负责除尘设备Et常的运行维护管理。加大职工的培训力度，制定科学的巡检点模式。提高除尘设备作业率。(下转第94页)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 薹伪一万方数据(1)统一性或称一致性：同向或近于同向的小褶曲和小断层成组出现。这样的小褶曲形成1层在同一石门或同一水平多次揭露．造成煤量显著增加．而且这种小褶曲都是背斜的西翼陡或近于直立以至于倒转、煤层变厚1／2．1，3、而且稳定性较好，东翼产状较缓、煤层稳定性较差、大都有压薄。这种小褶曲尤如海浪、可以称之为海浪褶曲。同样。小断层的发育的规律往往成组出现、性质相同、产状一致或夹角很小：而且断距越小、组内条数越多。一般FH=5～10m时、有2条以上，断层稍大则条数减少、10m以上断距的、常常单独出现。这些小断层可以是走向断层、或斜断层，正反映了它们是在同一应力性质作用下形成的结果。(2)对应性：这种特征即指共轭断层而言。断层有相同和相背的区别、有顺地层倾向和反地层倾向的对应．其共轭交角一般是大体相等的。这种对应的出现我们不妨运用应力椭球体的模式加以解释。问题就很明白了、每一组共轭断层的出现就相当于一个应力椭球体的单位．两组剪切力的作用必然留下相应的构造形态即共轭断层。(3)间隔性：所谓间隔性。就是断层出现都有一定的距(上接第89页)离．虽然至今难有准确说清距离的数字．成组断层的2种情况确实存在的。单条断层往往距离较远．而断距较大的断层距离较远．还有共轭断层的距离一般是比较近的。(4)分开与合并：断层明显的断层、其未端往往分叉或分散成2条以上的次断层。反之则成合趋势。这可以用构造力学的应力释放或集中加以解释。(5)交接与切割：两条共轭断层相交。有在煤层中消失的现象，成为漏斗状煤，称为交接。其中有一条被另一条断层切割、加上牵引作用煤层形成假褶曲接合．褶曲煤层是断层带煤。4结束语综上所述为初步总结，主要是对资料的收集不太全面．加上所接触的井下小构造是局部的．但可以说明小构造的规律是可以认识的。在被掌握的同时．由于地应力的基本来源是一致的，虽然小构造有其区域性。但是可以类比的。地质学本身是一门观察、收集、归纳和演释的科学。它的基础是实践，实践必须勤于总结，所以作为地质工作者，在实际工作中要更善于总结，才能不断地提高业务水平。Ii*。“¨¨”‘。’¨¨·∥…¨¨_·’’’¨¨¨+“吣r“¨¨I’·+’Ⅶ¨_-‘’¨¨¨-’’‘Illl·’‰lib·“"¨·I，’”IIh_∥’¨¨_·_‰IIll'。’IIIi|··…¨¨_一’帅…一‘‘‰．_一+‘’¨¨-_“41111_-’‘¨¨∥’’¨¨∥’’¨¨··_…‰--·’”¨¨·-·’’¨¨"‘。帅¨_·“¨¨_·，…‰-·”IIIi·表1 精密度与回收率的测定结果105．0％。结果表明，微波消解滤膜．石墨炉原子吸收法测痕量铅具有良好的准确度和精密度．3结论本实验采用微孔滤膜采集环境空气样品．微波消解滤膜，硝酸镁溶液作为基体改进剂．石墨炉原子吸收法直接进样测定铅。本方法测定的线性范围宽，检出浓度低，酸的消耗少．方法的精密度与准确度均较好，操作简便，适合于环境空气中痕量铅的测定。参考文献1 国家环保总局．空气和废气监测分析方法指南(第4版)．北京：中国环境科学出版社．20042杨启霞。孙海燕．秦绍燕．微波消解原子吸收光谱法测定土壤中的铅、镉．环境科学与技术，2005，28(5)3中国人民共和国环境保护部．aJl68—2010环境监测分析方法标准制修订技术导则(上接第92页)3结语 参考文献烧结机头电除尘器灰斗结块燃烧是一个较为普遍的现 1王维兴．降低烧结机漏风率，提高烧结技术水平．世界金属导报，象，其原因是多方面的，也较为复杂，它是随着生产的变化和 2015(03)设备的磨损老化不断出现的。除了以上提到的几个因素外． 2高彦·烧结机漏风治理技术方案·烧结球团，2004(01)还有许多方面的问题需要不断的探索，比如，对于原料配比 3竺?：中溉结厂配用焦粉煤粉比例及其粒度组成的初步研究·柳钢的影响还需要在以后的实际生产、设备运行中继续摸索，对 4：萎篡翟≥选型与安装，北京：中国电力出版社。2005原料配比进行适当的调整变化。只要我们重视并周全考虑每 5李小丽．烧结机机头烟气除尘1问题分析．2007年度全奋烧结球团技一个因素，实行有效的针对性措施，就不难攻克灰斗结块燃 术交流年会论文集．2007烧的“顽症”。

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