集中灰倉及倉下輸灰系統

在重鋼2×360 m2燒結機氣力輸灰系統中,集中灰倉作為中轉站,對除塵灰流向暢通起著至關重要的作用。集中灰倉主要包含兩座鋼結構-混凝土倉體、兩臺倉頂單體除塵器、倉下的汽車轉運通道(帶兩套星型給料機-雙螺旋加濕器)、以及兩套倉下氣力輸灰系統。其中,汽車轉運通道作為輔助手段,在氣力輸灰系統無法正常工作時使用。

存在的問題及分析

重鋼2×360 m2燒結機分別于2009年12月及2010年10月投產,而氣力輸灰系統投運后運行并不正常,尤其是集中灰倉及倉下輸灰系統,一度制約了燒結生產,影響燒結工序除塵灰循環以及除塵器煙囪達標排放。

1.灰倉倉體泄漏、打爆

集中灰倉倉體最初設計是由下部鋼結構與上部混凝土澆筑而成,投用初期,因兩部分結合處強度不夠,影響倉體承壓能力。此外,在輸灰系統中,倉頂單體除塵器的作用是將各除塵器輸送來的灰氣分離,讓灰沉降在灰倉內,而將經過凈化的空氣排入大氣。一旦除塵器工作不正常,就無法進行正常的氣灰分離,灰倉也無法正常泄壓,導致倉體經常出現泄漏、打爆現象,影響正常輸灰,嚴重污染周邊環境。

2.灰倉懸料、堵料

2#燒結機與1#燒結機投產初期,由于燒結工序與煉鐵工序產能不匹配,經常出現燒結倉滿停機現象。輸灰系統受燒結主機運行不連續影響,不能正常工作,除塵灰溫度低,水分高,加之機頭除塵灰中K、Ca、Na等堿金屬化合物含量高,容易潮解,除塵灰流動性變差,性狀變復雜,進入集中灰倉后容易懸料、堵料,輸送過程中經常出現下料不暢、堵管等問題。

3.輸灰設備及運行信號故障

集中灰倉倉下輸送倉泵因設計有計量功能,因此,倉泵與灰倉落灰管、倉泵與輸灰管之間采用了柔性金屬軟連接器聯接。系統投運初期,常出現輸灰管堵塞、憋壓等現象,金屬軟連接頻繁出現穿漏、打爆現象。輸灰系統自動化程度高,對閥門開閉、壓力檢測等信號的穩定性和可靠性要求較高。然而實際運行中,進氣閥、排氣閥、進料閥、出料閥、排堵閥等開閉不到位、穿漏、卡堵等現象時有發生,成了系統最主要的故障。

4.輸灰控制系統參數不合理

實際運行中發現,倉泵裝料時間設置過長,進灰過多,導致進料閥關不上,無法輸灰;此外,由于輸灰周期設置過長,輸灰效率較低。

改進措施及效果

針對集中灰倉氣力輸灰存在的問題,我們從2010年3月開始,用了將近一年的時間,逐步進行了整改。

1.灰倉泄漏處理

灰倉倉體改造

針對集中灰倉倉體鋼結構-混凝土結合部位強度低,容易泄漏、打爆的問題,起初采取打掉倉體混凝土預制層,填補漏點后重新澆筑的方案,實施后使用半年左右,倉體泄漏現象減少,未出現倉體打爆現象。1#燒結投產后,由于灰量增加,輸灰時間延長,灰倉運行負荷也相應提高,灰倉打爆現象再次出現,證明重新澆筑后的鋼結構-混凝土結合部位強度仍然不夠。最終決定,將兩座灰倉倉體混凝土結構拆除,全部改為鋼結構。改造實施后,經過一年多的運行證實,基本解決了倉體泄漏、打爆的問題。

單體除塵器運行管理

優化倉頂單體除塵器運行不正常影響灰倉泄壓,主要表現在布袋反吹不正常,以及布袋脫落堵塞除塵器落灰口。解決這一問題,主要依靠優化除塵器運行管理,定期安排單體除塵器檢修,保證布袋反吹效果等措施。實施后,單體除塵器運行穩定性明顯提高。

強化輸灰管理

為了減緩輸灰過程中高壓灰氣進入灰倉,對倉體形成沖擊,制定了灰倉高料位報警后不得進灰,以及嚴禁三條以上輸灰管同時向同一灰倉進灰的制度,通過強化操作來解決灰倉打爆、泄漏問題。

2.灰倉落灰不暢處理

保持燒結生產連續:通過優化生產組織,使燒結生產保持相對連續,提高除塵灰的溫度,改善除塵灰流動性,確保輸灰暢通。實踐證明,燒結作業率提高后,除塵灰性狀明顯改善。

改造灰倉落灰管:灰倉到倉泵之間的落灰管,原設計未充分考慮除塵灰性狀及流動性等因素,其結構不利于落灰。改造方案圍繞在落灰高度一定的情況下,盡可能增加落灰管傾角,使其接近垂直。同時,在容易堵管位置增設檢修平臺,方便處理懸料、堵料。

3.輸灰設備及運行信號故障處理

閥門、金屬軟連接穿漏處理:分析各閥門、金屬軟連接穿漏,主要是受物料沖刷引起,其使用壽命降低的根源仍然是輸灰系統工作不正常。因此,一方面采取強化備件管理,確保穿漏的設備能夠及時更換,以減少其對輸灰系統的影響;而從長遠考慮,只有系統地解決輸灰不暢問題,才能緩解閥門、金屬軟連接等備件使用壽命短的問題。

閥門開閉不到位:系統中進氣閥、排氣閥、進料閥、出料閥、排堵閥等除了因機械卡堵、變形、損壞等原因開閉不到位之外,最主要的問題就是電磁閥出現故障。經現場比對分析發現,由于控制系統電磁閥主要都在室外,現場環境惡劣,尤其是受灰塵多影響,電磁閥使用穩定性大幅度降低。針對這種現狀,采取對現場電磁閥進行隔離保護的措施,將一部分電磁閥移至操作室內,另外一部分也在合適位置增加操作箱,避免灰塵進入。通過以上措施,各閥門開閉不到位的現象得到有效遏制。

4.輸灰程序修正

針對倉泵進灰設置時間過長,裝灰太多的問題,首先對灰倉落灰口插板閥的開度進行調整;同時摸索總結不同工況下除塵灰的性狀,對系統設置進行了調整,將裝灰時間由原來的20 s調整為10 s,有效解決了倉泵裝料閥、進氣閥、出口閥堵料,輸灰管堵塞的問題。由于倉泵裝料時間調整,對輸灰周期也進行了相應調整(由原設計的420 s調整為240 s),從而提高了輸灰頻率,使得每個輸灰周期裝灰時間減少、輸送量下降后,系統輸灰效率不受影響。

結論

1)灰倉倉體全部改為鋼結構后,倉體強度提高,承壓能力增強;通過定期安排單體除塵器檢修,減少布袋反吹故障及布袋脫落現象,提高輸灰系統灰-氣分離效率,保證除塵器對灰倉泄壓能力,同時強化輸灰操作,有效地解決了倉體泄漏問題。改造完成一年多來,未發生倉體打爆現象。2)隨著燒結生產負荷增加,日歷作業率逐步提高,除塵灰性狀得到改善,輸灰系統運行趨于正常;灰倉落灰管的改造完成,使集中灰倉落灰不暢的問題也得到了解決。3)將電磁閥轉移安裝到室內或增設操作箱對之進行隔離保護,減輕了現場惡劣環境對電磁閥的干擾,大大提高了各閥門的工作穩定性,在一定程度上解決了閥門開閉不到位的問題。4)通過縮短倉泵裝灰時間及輸灰周期,減少每個輸送周期的輸灰量,同時提高輸灰頻率,解決了系統堵管、工作不正常的問題,提升了系統運行穩定性,同時也提高了輸灰效率。(本文表略)