1工程概况
柳钢1号360、2号360产量各约380万t/a，主要对各种一定配比的矿物烧结成块，并加工成高炉所要求一定粒度的烧结矿，并在烧结过程中除去大部分有害物。生产工艺主要为:原料配料(配料室)→混合(一混室、二混室)→烧结矿(烧结系统主楼)→烧结矿冷却(环冷室)→烧结矿筛分(筛分室)→高炉矿槽(炼铁用)。1号360、2号360各工艺布置形式相似，烧结机规格均为360m2，因此本文主要以后建成投用2号360为例介绍烧结厂360m2除尘工程的设计。
2烧结系统布置
烧结系统工艺主要为:配料、混合料、烧结、成品筛分、输送。2号360机改造布置大体如图1所示。根据工艺和2号360系统总图布置要求，除尘设计分为四项:1)一混除尘系统，对一混混料系统进行除尘;2)机头除尘系统，主要对烧结机头部烟气进行除尘;3)机尾除尘系统，主要对机尾环冷室、烧结室铺底料运输皮带及配料室除尘;4)成品筛分除尘系统，主要对烧结成品输送及筛分系统进行除尘。按照除尘系统与尘源就近布置原则(需符合总布置要求)，该系统除尘设计如图1布置。至此，除尘系统总体规划基本完成。此过程需与工艺专业、总图规划专业等密切配合，并对各个系统尘源风量的核算，做到合理、优化、节能减排。
3针对各除尘系统特点选择相应的除尘形式及设备
烧结系统各工艺程序功能各异:配料室主要是储藏矿物以进行一定比例的配料，产尘特点是各矿物进入储仓及下料至输送皮带时产生的大量粉尘;一混、二混是将矿物混匀，产尘特点是混匀过程中的大量扬尘;烧结则是主要的生产工艺，产尘主要特点是进、出矿料及生产过程中产生的粉尘;环冷室主要用来冷却烧结矿及卸料时产生大量灰尘;成品筛分主要用于筛分烧结成品矿，在筛分过程中因机械振动、运输产生的粉尘。针对所述各工艺形式及产尘特点进行以下对应的除尘工艺设计。
3.1配料室除尘设计分析及设备选择
配料室由多个储存仓组成，储存各种矿物，矿物进仓主要形式为气力输送和皮带输送。产尘的矿仓主要为气力输送进仓的生石灰仓、轻烧白云石仓和皮带输送进仓的返矿仓。各矿仓卸料至皮带输送时亦产生大量粉尘，设计时亦需考虑。其他仓位为含一定湿度焦煤粉、混匀矿等无扬尘，无需除尘设计。在气力输送的作用下，仓内形成较大的正压和扬尘。矿料进仓具有时段性，非持续进料，扬尘具有阵发性。为消除仓内正压，可考虑于每个仓单独设立一个小型除尘系统，工作时除尘设备开启，既节能又能达到设计效果。设计每个仓安装一台BMC2/3/12型旁插扁袋除尘器，收集粉尘仓安装2台。该除尘器单台风量可达7000～12000m3/h。除尘器收集粉尘可直接回放到仓中。该设计可起到除尘、节能及消除仓内正压的作用。设计时需注意各仓有称量矿物设备，所以除尘器与各仓的连接不能固定在楼面上。仓下扬尘卸料产尘可根据其物料特性以除尘罩收集风管合并接至附近的一混除尘系统。其他皮带机输送扬尘可通过除尘罩收集接至附近机尾除尘系统，各除尘点风量可根据经验选取6000～10000m3/h。
3.2一混除尘设计分析及各设备选择
本系统主要对轻烧白云石粉仓、石灰仓卸料点及混合机除尘，系统采用CCJ/A-60型冲击式除尘器，处理风量约70000m3/h。一混系统工段特点是在混合机内矿物加水混合时散发大量含尘水蒸汽，会造成尘雾弥漫。混合机附近有大型机尾除尘，为什么不接入该系统，原因在于尘雾为湿性，与其他粉尘相遇易出现结块封堵管路，再者轻烧白云石粉、石灰粉遇湿后也会出现粘结封堵现象。因此，在一混旁设冲击式除尘器，具有结构紧凑，占地小，维护简单的特点，对5μm的尘粒，除尘效率可达95%左右。除尘原理是:含尘气体进入除尘器后转弯向下，冲激在液面上，部分粗大的尘粒直接沉降在泥浆斗内。随后含尘气体高速通过S型通道，激起大量水滴，使水滴与粉尘充分接触，收集细粒粉尘。净化后的气流经净气分雾室与挡水板后，由通风机排走。收集在液体中的尘粒定期清理又可作为混匀料用。
3.3机头烟气除尘设计分析及各设备选择
在烧结矿生产大量烟尘，属高温烟气类，需通过烧结机大烟道经抽风除尘后将废气排出。抽风过程中会带入一些较大颗粒，且烟气含尘浓度高，在除尘设计时需采取降尘设备进行预处理，将大颗粒沉降，再经下一级除尘设备进行有效除尘。烧结系统烟气温度为150℃左右，比电阻1.4×1010～1.57×1012Ω·cm属中等偏高比电阻粉尘，是电除尘器最适宜扑集粉尘种类，电除尘具有效率高、压损小耗电量少、运行费用低等特点，因此，对烟气二级除尘选择电除尘最为适宜。烟尘经灰斗收集后由仓泵气力输送至配料室粉尘仓回收利用。
3.3.1重力沉降室设计
2号360设有大烟道两个，单个抽风量按100×104m3/h设计，出口处设置重力沉降室分两个箱体进行沉降。为节约场地及较好地布置工艺设备，沉降室按垂直于烧结室布置(见图1)，采用下进上出风的形式。设计沉降室时需注意:1)室内负压大，因此箱体骨架选取时要核算其刚度，且体内设必要支撑，箱体外壁设加强筋。2)烟气温度较高，与烧结烟道连接处设波纹补偿器，沉降室本体设保温层，以防结露及灼伤现场工作人员。3)设检修人孔及爬梯。4)室内流速越低越利于细尘粒沉降但装置则会增大，要与下一级除尘设备效率结合，找出经济流速点。其余设计要点文献［2］也有详述，于此就不作重述。沉降室目前运行正常、效果良好。沉降室灰斗收集的大颗粒灰料经卸灰阀、括板机卸至烧结机室散料皮带中运至下一级循环利用。
3.3.2卧式电除尘选型设计
电除尘设备工艺技术成熟，生产厂家多。设计时主要根据烟气量、含尘浓度、烟尘各项参数等确定设计除尘效率、选择合适电场风速(可由实践经验数据确定或按设计手册选用)、气流分布提出相应订货要求。2号360机头电除尘设计简介:烟气经由沉降室沉降后接入卧式电除尘系统，因沉降室根据烧结工艺分两个箱体沉降，电除尘亦按两套系统设计，2×302m2电除尘系统。除尘器主要设计参数:单套设计风量108×104m3/h，除尘效率95%以上，驱进速度0.05～0.09m/s。主抽风机108×104m3/h，1000r/min，配用电机电压10kV，功率6300kW。系统设计注意要点:1)因烟温高，除尘器箱体需采取保温处理，以防设备结露及内壁尘灰粘结，其进、出口需设波纹膨胀节进行热补偿。2)风机出口需设消声器。3.4机尾除尘设计分析及各设备选择机尾除尘包括烧结机尾部、环冷室、散料皮带受料点及配料室返矿、焦煤的转运。除尘工段特点:尘气温度60～250℃，含尘浓度5～15g/m3，含湿量低，遇水易黏结。机尾除尘采用240m2四电除尘器，主要设计参数:设计风量100×104m3/h，除尘效率95%以上，驱进速度0.05～0.09m/s。主抽风机100×104m3/h，990r/min，配用电机电压10kV，功率2240kW。机尾系统设计注意事项，文献［1］已做详细陈述。补充事项有:机尾烟温高，在除尘风管涂装时需选择耐高温防腐漆类。3.5成品筛分除尘设计分析及设备选择成品除尘主要用于筛分楼及其附近转运站、成品矿仓除尘。该工艺产尘形式是在筛分过程中，物料在筛分机上振动分料产生大量粉尘，分料后通过皮带转运至矿仓各转运点的扬尘。根据2号360布置，成品除尘采用140m2四电场电除尘器，主要设计参数:设计风量55×104m3/h，除尘效率95%以上，驱进速度0.05～0.09m/s。主抽风机63.8×104m3/h，730r/min，配用电机电压10kV，功率1120kW。
4风管设计
除尘工程中，管路设计直接影响整个系统。风管设计时，敷设需尽可能的近，减少弯头、三通等以降低系统阻损，从而降低系统能耗。沿程阻力与扬尘点位置有关，难以减少。局部阻力可从以下几方面入手:1)减小弯头或使圆形风管的曲率半径大于管径的1倍～2倍，在矩形直角弯头内设置导流片。2)尽量使三通的干管与支管的流速相等，并减小它们之间的夹角。变径管的扩散角不超过30°。3)管路与风机的连接保持顺畅。设计时应根据规范及经验选择合理的风管风速，风速直接与除尘效果有直接关联。设计风速过小会导致管道积灰、管径过大增大风管耗材，风速过大则会出现动压大，对管道的磨损也大，增加风管的维护管理量。烧结工程管路设计风速为20～22m/s，在弯头、三通的尘气冲刷面设耐磨处理措施以减少风管维护管理，降低工程投资。
5各系统运行效果
360m2烧结除尘系统投产几年来，柳钢相关技术部门对各除尘系统进行跟踪监测管理，系统运行现场各岗位无扬尘。2012年1号360和2号360各除尘系统排放监测数据如表1所示。通过以上监测数据可看出排放标准优于国家规范GB16297—2004规定值80mg/m3(1号360、2号360均为12年前设计投产)。2012年国家发布标准GB28662—2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》，条款4.1规定“自2012年10月1日起至2014年12月31日止，现有企业执行表1规定的大气污染物排放限值”，即标准“表1”限值80mg/m3;条款4.1规定“自2015年1月1日起，现有企业执行表2规定的大气污染物排放限值”，即标准“表2”限值50mg/m3。由监测数据显示，两座360m2烧结除尘系统排放标准仍然符合新规范要求，效果良好。一混除尘为湿法除尘，经沉淀矿物再接混合再利用，无污染物排放。
6结语
党的十八大提出“大力推进生态文明建设”，“单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放大幅下降，主要污染物排放总量显著减少”等，体现了国家对环境保护的重视程度。钢企烧结系统是扬尘重区，若未配备除尘工程或除尘效果达不到预期势必对环境造成恶劣的影响。治污必须从源头抓起，除尘工程设计是治尘防污的关健步骤，需要根据各工艺条件进行精心设计，做到节约资源，保障效果。
作者：甘荣聪 黄恒成 单位：广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司
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