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氣力輸送新聞

燒結(jié)除塵灰氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及運(yùn)行

上海麥克曼氣力輸送系統(tǒng)設(shè)備公司132m2和180m2燒結(jié)機(jī)于2013年6月投入運(yùn)行。燒結(jié)系統(tǒng)分別設(shè)有機(jī)頭機(jī)尾電除塵器各一臺(tái)和配料系統(tǒng)布袋除塵器一臺(tái)。由于紅土鎳礦具有高水分、高結(jié)晶水、粒度細(xì)、雜質(zhì)多等特點(diǎn),生產(chǎn)中各除塵器捕集的灰塵量遠(yuǎn)多于普通鐵礦燒結(jié)。傳統(tǒng)工藝中,除塵灰都是通過汽車外運(yùn)或直接通過膠帶運(yùn)輸機(jī)返回到工藝系統(tǒng)重新參與配料。這么做,不僅二次揚(yáng)塵大,混合料水分難以控制,影響生產(chǎn),同時(shí)因除塵灰化學(xué)成分有異于原料,在一定程度也影響燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定。

我公司在總圖設(shè)計(jì)時(shí),受工藝布局和場(chǎng)地限制,180m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭機(jī)尾除塵灰無法直接用傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式運(yùn)送到工藝系統(tǒng)中,需倒運(yùn)多次。而公司作為新建的新材料項(xiàng)目,積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的政策,非常重視清潔生產(chǎn),必須嚴(yán)格控制無序排放和二次揚(yáng)塵?;谏鲜鲈颍C合考慮公司工藝布局上設(shè)有壓縮空氣氣源,而精煉和回轉(zhuǎn)窯噴吹等均為間斷用氣,存在氣源剩余空間,并且國(guó)內(nèi)已有采用氣力輸送除塵灰的成功經(jīng)驗(yàn)[2,3],因此,決定采用氣力輸送方式輸送燒結(jié)除塵灰。

2 燒結(jié)除塵灰的特性

根據(jù)燒結(jié)生產(chǎn)采用的原燃料不同,各廠除塵灰的化學(xué)成分有所差異,但共同點(diǎn)是煙氣量大,粉塵量和粉塵性質(zhì)波動(dòng)大,易吸潮,粘結(jié)力強(qiáng),堆密度在1100k/m3左右。通常,燒結(jié)機(jī)頭電除塵器煙塵濃度為1~6g/m3,溫度在80~180℃之間,煙氣濕度在15%左右,粉塵含堿金屬多,<5μm粒級(jí)占30%以上;機(jī)尾電除塵器煙塵濃度在15~25g/m3,溫度在80~130℃之間,粉塵中主要以鐵離子為主,粒徑在40μm左右;配料布袋除塵器煙塵濃度在10~15g/m3,溫度為常溫,粉塵主要以返礦和石灰粉末為主[4]。我廠紅土鎳礦燒結(jié)除塵灰的主要成分如表1,其中的Fe、CaO、MgO、Ni、Cr都有回收利用價(jià)值,棄之,不僅造成資源浪費(fèi),而且影響環(huán)境。

氣力輸送燒結(jié)除塵灰必須解決的技術(shù)問題有以下幾方面:其一,除塵灰易受潮堵管、灰中有雜物,流速快管道易磨損,必須解決上閥門易卡料,設(shè)備和管道易腐蝕等問題;其二,要考慮如何提高灰氣比,達(dá)到濃相輸送,在減少投資的同時(shí)盡可能降低運(yùn)行費(fèi)用;其三,操作上要簡(jiǎn)單實(shí)用,維護(hù)方便,自動(dòng)化控制程度高,設(shè)備選型是關(guān)鍵。

3 氣力輸灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)麥克曼氣流輸送公司對(duì)除塵器的設(shè)計(jì),氣力輸灰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù),如表2。

氣力輸送系統(tǒng)    

3.2 氣力輸灰系統(tǒng)工藝流程

經(jīng)除塵器捕集的除塵灰由灰斗卸下,經(jīng)刮板輸送機(jī)送至中間料倉,再經(jīng)氣動(dòng)閥進(jìn)入倉泵,然后用壓縮空氣噴吹進(jìn)入輸送管道,送至配料室18m平臺(tái)的132配料倉或者180配料倉。在除塵灰配料倉頂部的輸送管道上安裝有切換閥,可根據(jù)各灰倉的料位將灰送入任意一個(gè)倉中。各灰倉頂部還安裝了流量為80m3/min的布袋除塵器。配料倉中的除塵灰經(jīng)下部的螺旋秤進(jìn)入燒結(jié)系統(tǒng)。其工藝流程如圖1所示。

氣力輸送流程

3.3 設(shè)計(jì)說明

系統(tǒng)輸送設(shè)計(jì)灰氣比為15kg/kg,平均總耗氣量為52m3/min,瞬時(shí)最大耗氣量為80m3/min;系統(tǒng)儀控氣耗氣量為2m3/min。

3.3.1 機(jī)頭氣力輸灰系統(tǒng)

132和180機(jī)頭除塵灰各采用一臺(tái)下引式1.0m3倉泵,共用一根DN94→DN110輸送管道;除塵灰輸送量分別為4.35t/h和5.55t/h,倉泵的出料口徑均為DN94。每臺(tái)倉泵輸送耗氣量約為6m3/min,倉泵充滿系數(shù)為0.8,除塵灰堆密度為1100kg/m3。設(shè)計(jì)每個(gè)輸送循環(huán)為9min,其中輸送3.5min,進(jìn)料及輔助時(shí)間為5.5min。

每倉裝灰量為:1.0×0.8×1.1=0.88t

每小時(shí)輸灰量為:0.88×1×60÷9=5.86t/h>5.55t/h>4.35t/h,滿足輸送要求。

3.3.2 機(jī)尾氣力輸灰系統(tǒng)

132機(jī)尾除塵灰采用一臺(tái)下引式3.0m3倉泵,與180機(jī)尾除塵灰輸送共用一根DN109→DN155輸送管道。132和180機(jī)尾靜電除塵灰每小時(shí)輸送量均為17.5t/h,倉泵的出料口徑為DN109。平均輸送耗氣量為18m3/min。倉泵充滿系數(shù)為0.8,除塵灰堆密度為1100kg/m3。設(shè)計(jì)每個(gè)輸送循環(huán)為8min,其中輸送4min,進(jìn)料及輔助時(shí)間4min。

每倉裝灰重量為:3.0×0.8×1.1=2.6t

每小時(shí)輸送量為:2.6×60÷8=19.5t/h>17.5t/h,滿足輸送量要求。

3.3.3 配料氣力輸灰系統(tǒng)

配料布袋除塵器共有6個(gè)灰斗,每個(gè)灰斗下采用一臺(tái)下引式0.25m3倉泵,每排3個(gè)一組分成兩組交替輸送,共用一根DN94→DN110輸送管道輸送至配料室配料礦槽;每小時(shí)輸送量為5.2t/h,倉泵出料口徑為DN94。平均輸送耗氣量為4m3/min,倉泵充滿系數(shù)為0.8,除塵灰堆密度為1080kg/m3,輸送距離為150m。每組倉泵一個(gè)輸送循環(huán)為10min,其中輸送3min,進(jìn)料、等待及輔助時(shí)間7min。

每倉裝灰重量為:0.25×0.8×1.08=0.22t

每組裝灰重量為:0.22×3=0.66t

兩組每小時(shí)輸送量為:0.66×2×60÷10=7.9t/h>5.2t/h,滿足輸送要求。

3.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1)輸灰系統(tǒng)自動(dòng)化程度高,可遠(yuǎn)程或就地操作,操作簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)集中控制室設(shè)在180機(jī)頭除塵器下,內(nèi)設(shè)有PLC控制柜及工作員站,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行以及對(duì)氣源供氣設(shè)備、管路狀況、料倉設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控。機(jī)頭、機(jī)尾及配料除塵各配置一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制操作箱,控制柜上有操作面板,可進(jìn)行自動(dòng)與手動(dòng)轉(zhuǎn)換??刂葡鋬?nèi)有遠(yuǎn)程接口,可將相關(guān)輸送參數(shù)及工作狀態(tài)傳輸?shù)郊锌刂剖摇?/p>

2)輸送系統(tǒng)具有一、二次進(jìn)氣調(diào)節(jié)能力,能使系統(tǒng)在最佳用氣比及優(yōu)良的流化狀態(tài)下運(yùn)行。采用孔板技術(shù),具有主進(jìn)氣、輔進(jìn)氣、濃度調(diào)節(jié)進(jìn)氣等多種調(diào)節(jié)手段,能確保輸送系統(tǒng)流化效果好,達(dá)到最優(yōu)輸送效果。

3)輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)料氣比為15kg/kg,管道內(nèi)物料流速較低,對(duì)設(shè)備的磨損相對(duì)較小,同時(shí)采用壁厚大于7mm的20#鋼無縫鋼管,耐磨彎頭采用內(nèi)襯陶瓷大曲率半徑彎頭。

4)采取倒抽式排堵方式,排堵速度快,只需將料氣混合物通過排堵閥及管道引出,使輸送管內(nèi)壓緊密實(shí)的物料松動(dòng)后,即可實(shí)現(xiàn)重新輸送。排堵管道上的排堵閥處于常閉狀態(tài),當(dāng)輸送管內(nèi)壓力達(dá)到預(yù)警值并持續(xù)一定時(shí)間后,系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),提示操作人員采取手動(dòng)排堵或自動(dòng)排堵。機(jī)頭排堵管接入機(jī)頭電除塵器的入口,其余接入灰斗。

5)儀表選用具有以下特點(diǎn):①氣力輸送系統(tǒng)的氣動(dòng)閥門全部由安裝在電磁閥箱內(nèi)的電磁閥控制,電磁閥箱采取防塵措施。②限位開關(guān)采用磁環(huán)感應(yīng)式,信號(hào)準(zhǔn)確,現(xiàn)場(chǎng)可直接觀察,確保閥門到位,不漏氣,不漏灰。③輸送系統(tǒng)每臺(tái)倉式泵上都裝有料位計(jì),根據(jù)料位信號(hào)可知倉泵內(nèi)除塵灰是否裝滿;每個(gè)中間倉也安裝了料位計(jì),以便及時(shí)控制下料量。采用泵料位控制與時(shí)間控制相結(jié)合,避免了料位計(jì)失效影響生產(chǎn)的情況。④輸送進(jìn)氣管道上和每根輸灰管道上都安裝了壓力變送器,可根據(jù)壓力大小進(jìn)行輸送運(yùn)行或停止。

6)倉泵系統(tǒng)的特點(diǎn):每個(gè)倉泵上方都安裝了手動(dòng)檢修閥,出口處安裝了輸送補(bǔ)氣器,可調(diào)節(jié)輸送物料的濃度,保證系統(tǒng)安全運(yùn)行?,F(xiàn)場(chǎng)還安裝了輸送用氣儲(chǔ)氣罐和控制用氣儲(chǔ)氣罐,用于穩(wěn)定氣源和為輸粉系統(tǒng)提供控制用氣。

7)接受倉的特點(diǎn):每根輸灰管道在接收倉頂可根據(jù)需要通過切換閥將除塵灰送入相應(yīng)的接收倉中。3臺(tái)終端卸灰箱分別安裝在接收倉倉頂,管道輸送來的除塵灰通過終端卸灰箱送入接收倉。接受倉倉頂還設(shè)有布袋除塵器,兩個(gè)料倉相互聯(lián)通,便于氣流理順。

4 氣力輸灰系統(tǒng)的工作程序和運(yùn)行效果

4.1 系統(tǒng)工作程序

第一階段:裝料階段。倉泵的排氣閥及進(jìn)料閥打開,物料通過進(jìn)料閥從灰倉進(jìn)入倉泵。倉泵裝滿后稱重傳感器發(fā)出料滿信號(hào);關(guān)閉倉泵進(jìn)料閥、排氣閥。

第二階段:氣化階段。裝料完成后,打開出料閥、主輸送進(jìn)氣閥及流化進(jìn)氣閥。壓縮空氣進(jìn)入倉泵,使倉泵內(nèi)的物料氣化,具有很好的流動(dòng)性。

第三階段:輸送階段。氣化到一定程度后,呈流態(tài)化的物料自動(dòng)噴入輸灰管。在此階段,壓縮空氣一直從進(jìn)氣閥源源不斷地供入倉泵,直到倉泵內(nèi)所有的除塵灰全部卸出。

第四階段:吹掃階段。當(dāng)輸灰管中的除塵灰全部到達(dá)灰倉時(shí),輸灰管內(nèi)壓力降低。通過壓力變送器可測(cè)出灰管壓力降低,也能通過稱重傳感器計(jì)量出倉泵內(nèi)除塵灰已輸送完畢。在經(jīng)過數(shù)秒鐘的空氣吹掃后,進(jìn)氣閥關(guān)閉,出料閥關(guān)閉,進(jìn)料閥打開,排氣閥打開,開始下一輪循環(huán)。

4.2 系統(tǒng)運(yùn)行效果

除塵灰氣力輸灰系統(tǒng)自2011年3月投運(yùn)以來,取得了良好效果,灰氣比高于設(shè)計(jì),使輸送效率增高,雖然也出現(xiàn)過故障停機(jī),但都沒有造成燒結(jié)系統(tǒng)停機(jī)。系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及指標(biāo)如表3所示。氣力輸送

從運(yùn)行情況來看,取得了以下效果:

(1)氣力輸灰系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。倉泵安裝維修方便、簡(jiǎn)單,一般無故障;主要閥門、儀表等配套設(shè)備采用標(biāo)準(zhǔn)件,廠內(nèi)具有互換性;輸灰壓力低,料氣混合物在管道內(nèi)的流速低,對(duì)管道及相關(guān)設(shè)備磨損?。徊捎煤癖跓o縫管道,無磨漏,使得燒結(jié)生產(chǎn)線不受到輸灰故障影響。

(2)管道布置合理,不妨礙其它設(shè)備檢修;輸送系統(tǒng)放灰控制合理,除塵灰落入中間倉無冒灰現(xiàn)象,管道運(yùn)行過程處于全密封狀態(tài),無二次揚(yáng)塵,達(dá)到了環(huán)保要求。

(3)燒結(jié)配料采用除塵灰單配后,下料比較穩(wěn)定、準(zhǔn)確,混合料加水穩(wěn)定,促進(jìn)了燒結(jié)過程穩(wěn)定受控,為燒結(jié)礦質(zhì)量改善起到了關(guān)鍵作用。

(4)通過控制進(jìn)料時(shí)間和吹掃時(shí)間,利用接受倉的負(fù)壓控制,實(shí)際運(yùn)行時(shí)灰氣比達(dá)22kg/kg,使得運(yùn)行費(fèi)用降低,每天間斷運(yùn)行累計(jì)時(shí)間不到12小時(shí)。

(5)使用氣力輸灰系統(tǒng)改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境,穩(wěn)定了職工隊(duì)伍。

5 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

除塵灰氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)行一年多以來,平均每分鐘耗氣量約為45m3,壓縮空氣成本約0.03元/m3,小時(shí)費(fèi)用在72元左右,年作業(yè)率70%,運(yùn)行費(fèi)用約49萬元。若采用機(jī)械運(yùn)輸,設(shè)計(jì)功率合計(jì)約120kWh,電價(jià)0.6元/kWh,年作業(yè)率50%,年運(yùn)行費(fèi)用約32萬元;若采用汽車運(yùn)輸,日除塵灰量約為600t,每噸運(yùn)輸費(fèi)用約3元,一年約64.8萬元。

維修費(fèi)用方面,氣力輸送系統(tǒng)的年維修費(fèi)不到3萬元;機(jī)械運(yùn)輸系統(tǒng)一年易損備件更換和維修費(fèi)用在8萬元左右。

人工費(fèi)用方面,氣力輸送因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了自動(dòng)集中控制,定員5人;機(jī)械輸送需要8人,年節(jié)省工資9萬元以上。

綜合以上幾項(xiàng),氣力輸送系統(tǒng)年總費(fèi)用約67萬元,機(jī)械輸送年費(fèi)用約64萬元,二者相差不大。但我公司采用的壓縮空氣是與其它用戶點(diǎn)交錯(cuò)使用,使得運(yùn)行費(fèi)用實(shí)際降低很多,而勞動(dòng)力減少、粉塵回收率提高、燒結(jié)礦質(zhì)量改善所產(chǎn)生的效益是巨大的。

6 有待改進(jìn)的問題

1)輸送系統(tǒng)灰氣比還比較低,應(yīng)研究如何提高,進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)用。

2)機(jī)頭除塵灰溫度變化大易受潮、埋刮板輸送機(jī)冒灰、除塵灰板結(jié)等問題易造成堵管,需加強(qiáng)輸送過程堵漏風(fēng)、漏雨,并針對(duì)除塵灰的特性進(jìn)一步研究防堵措施。

3)除塵灰中時(shí)?;煊欣?、小鐵屑等雜物,建議從源頭控制。

4)中間灰倉即使經(jīng)過流化處理,仍存在下料不暢問題,需進(jìn)一步研究改進(jìn)。

5)配料礦槽料位顯示不太準(zhǔn)確,需要人工探料位,建議選用更合適的料位計(jì)。

6)倉泵輸送灰量與配料螺旋秤計(jì)量數(shù)據(jù)誤差較大,倉泵灰量計(jì)量準(zhǔn)確性還有待改進(jìn)。

7 結(jié)束語

我廠除塵灰氣力輸送系統(tǒng)和燒結(jié)主體工程同步建設(shè),投運(yùn)后取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益,但也存在著一些問題,有待改進(jìn)和完善。下一步,我們將尋求提高灰氣比的突破口,實(shí)現(xiàn)濃相輸送;在設(shè)備上,改進(jìn)縮短倉泵進(jìn)料時(shí)間,使系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)一步縮短,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

氣力輸送系統(tǒng)與其他運(yùn)輸方式比較,投資相當(dāng),運(yùn)行費(fèi)用相差不大,但其具有設(shè)備簡(jiǎn)單、維修費(fèi)用低、占地面積小、工藝布局靈活、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),更能保證燒結(jié)除塵灰的精確配料,改善燒結(jié)礦質(zhì)量。實(shí)踐證明,氣力輸送燒結(jié)除塵灰更符合現(xiàn)代工業(yè)清潔生產(chǎn)的要求。氣力輸送系統(tǒng)設(shè)備故障維護(hù)對(duì)策



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