折叠滤筒在炼钢环境除尘系统的应用及研究

王海亮 张勇

（包头钢铁集团有限公司，内蒙古，包头，014000）

摘 要：在多次重要会议及政府工作报告中均提出要推动钢铁行业超低排放改造，《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号）印发后，更是要求各地分阶段分区域开展钢铁行业超低排放改造^[1]。包头钢铁响应国家政策指引，提前进行布局及落实超低排放升级改造工作，在经历了这次史无前例、超大规模化的环保升级改造工程中，真正从技术创新的层面上获利颇丰，本文通过比较各种升级改造方案的优缺点，得出采用创新型折叠滤筒方案实施除尘系统的升级改造工程，可实现改造周期短、改造效果显著、运营成本低、运行稳定等效果，结合包头钢铁炼钢分厂除尘系统中所应用的情况，以供相关钢铁企业参考，助力打赢蓝天保卫战。

关键词：超低排放；折叠滤筒；除尘器；升级改造

1 引言

随着社会的进步以及生态环境的改变，人类活动与生存环境成为全球所面临的首要问题，近年来党中央、国务院高度重视环境系统的保护，先后在不同方面提出环境保护的重要政策，做为污染源生产大户的钢铁行业，自然离不开重点关照，2019年4月28日，生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部、交通运输部联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号），要求全国新建（含搬迁）钢铁项目原则上要达到超低排放水平。推动现有钢铁企业超低排放改造，到2020年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造取得明显进展，力争60%左右产能完成改造，有序推进其他地区钢铁企业超低排放改造工作；到2025年底前，重点区域钢铁企业超低排放改造基本完成，全国力争80%以上产能完成改造。钢铁企业超低排放是指对所有生产环节（含原料场、烧结、球团、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢、自备电厂等，以及大宗物料产品运输）实施升级改造，要求颗粒物排放浓度小时均值原则上分别不高于10、50、200毫克/立方米。

随着我国对生态环境保护提出更高的要求，现行标准要求已逐渐不能满足发展要求^[2]。在原有钢铁各工序颗粒物排放标准的基础上再次加严，提出了超低排放是指全流程的超低，对各地超低改造也提出了进度要求，进一步推动了钢铁行业除尘治理技术的变革。然而，目前国内钢铁企业多为高炉-转炉长流程，工序繁多复杂，要想满足生产全流程的颗粒物达标排放绝非易事，并且国内钢铁企业发展参差不齐，环保不达标的产能仍为数不少，除尘设施提标改造势在必行。因此，在当前的环保政策形势下，寻求在短时间内使粉尘颗粒物排放浓度达到超低排放的限值要求，无疑是钢铁企业首先面对的最紧迫问题。

2 背景

包钢各产线生产装备配置都已使用一定的年份，装备配置老化是普遍现象，炼钢产线上配置的环境除尘系统亦是如此，炼钢产线上大多数的除尘系统都是以布袋作为过滤元件，可满足以前的环保政策要求，但是对标当下的各项环保指标，就出现了过滤面积少、风速高、系统阻力高、能耗高、排放不达标、等一系列的问题。

面对以上难题，包钢成立专项小组，研究和探讨最优化的可实施解决方案。

3 方案分析

专项小组经过多渠道、多层面的学习了解，掌握了一定的技术储备，以中环协发布的《钢铁企业超低排放改造技术指南》为基准方向，将可研方案缩小为以下几种：

方案一：将原有除尘器拆除，就地新建一台布袋除尘器或者滤筒除尘器；

方案二：将原有除尘器加高，使用更长的布袋增加过滤面积；

方案三：保留原有除尘器，使用“优氪迅”折叠滤筒代替布袋，实现过滤面积增加；

下面以炼钢厂转炉炉前C4除尘器为对象就以上三种方案进行分析研究，转炉炉前C4除尘器投入运行至今超过十年以上，按照当时的环保排放标准设计出口粉尘浓度≤30mg/m³，过滤风速高达1.13m/min，原有设计参数如表1所示：

表1：转炉炉前C4除尘器原有设计参数

3.1 如果采用方案一进行升级改造，按照《钢铁企业超低排放改造技术指南》建议布袋除尘器的过滤风速设计≤0.8m/min，以此为标准设计，需要使用6912条规格为Φ160×6000的布袋，除尘器将要占用700m²的占地面积，方案一除尘器设计参数如表2所示：

表2：转炉炉前C4除尘器方案一设计参数

方案一需要在原有基础上在增加240m²的占地面积，结合现场的实际情况，该条件无法实现；

3.2 如果采用方案二进行升级改造，按照《钢铁企业超低排放改造技术指南》建议布袋除尘器的过滤风速设计≤0.8m/min，以此为标准设计，需要将规格为Φ160×6000的布袋增加长度到9米，除尘器的中箱体需要加高3米，方案二除尘器设计参数如表3所示：

表3：转炉炉前C4除尘器方案二设计参数

方案三需要将原有布袋增加三米长，布袋长度太长有以下不可避免的劣势：

（1）布袋长度过长会制造成本增加：工业除尘器箱体高度要增加，向上延伸会使得构件强度需要加大，因此设备改造成本费用就会增加。

（2）清灰效果差：工业除尘器在线清灰时，除尘布袋越长，喷吹脱离除尘布袋的粉尘被重新吸附会布袋的可能性越大；假如离线清灰，布袋愈长，清灰后暂停的时间也要延长，清灰的分室恢复过滤越慢；

（3）布袋容易损坏：布袋越长，为确保得到有效的清灰效果，需要保持一个强大的喷吹能量，喷吹势能越大，除尘布袋就越容易损坏，布袋越长底部碰撞摩擦的风险越大；

（4）滤袋太长则安装，维护，检查都会不便。

3.3 如果采用方案三进行升级改造，按照《钢铁企业超低排放改造技术指南》建议滤筒除尘器的过滤风速设计≤0.7m/min，以此为标准设计，在规定的装机数量上，倒推单支滤筒的过滤面积要达到5.17m²，同样按照建议要求，折数≤46折进行设计，规格为Φ160×2400的“优氪迅”折叠滤筒单支过滤面积为5.5m²，满足参数设计要求，方案三除尘器设计参数如表4所示：

表4：转炉炉前C4除尘器方案三设计参数

方案三可实现不改动原有除尘器结构的情况下在线进行升级改造，完全不用考虑停产停机来配合改造实施，此处带来的经济效益非常可观；综合三个方案优劣进行对比，方案三优势比较明显，如表5所示：

表5：转炉炉前C4除尘器方案三设计参数

4 折叠滤筒应用效果

包钢除尘系统设备升级改造之后，经过对比发现滤筒除尘器整体使用情况优异，布袋更换成折叠滤筒后之前出现的问题现在就很少甚至不会发生了，之前会出现布袋与骨架匹配的问题，而现在折叠滤筒为一体化设计，规避了相互之间不匹配的风险；另外布袋与布袋、仓壁之间会出现相互摩擦、布袋底部易冲刷磨损，而现在折叠滤筒底部采用高分子材料，耐冲刷、耐摩擦、耐腐蚀，大大减少了损耗率；在同等长度下替换，下箱体的空间会出现使用率低，不利于使用寿命的延长，折叠滤筒一般设计三米以内即可满足替换要求，节省3-4米空间可作为粉尘的自由沉降区域，大大缓解了过滤材料的运行负荷，从而延长折叠滤筒的使用寿命；同时减少了现场检修人员的工作量；折叠滤筒优化折角与折深的设计，结合过滤材料的高透气性，运行阻力通常可保证低于1000Pa以下，当除尘器本体运行阻力下降后，风机效率会大大提升，通过变频或者转数调整，可实现风机节能效果，从而节能降耗；在折叠滤筒除尘器使用期间折叠滤筒呈现了易安装、易检修、易维护的特点；折叠滤筒使用寿命四年以上，使用寿命远远高于传统布袋，大大减少了现场过滤耗材的更换工作；长期稳定运行的工况也大大减少了检修的频次，人工成本节约60%以上；传统布袋往往运行一年之后除尘器进出口压差就开始上升，通常＞1500Pa，即使加强清灰也无法恢复；折叠滤筒所采用的的高效低阻聚酯覆膜材料，除尘器进出口压差可处于长期稳定的运行状态；根据多个已运行的新建折叠滤筒除尘器进出口阻力参数观察，除尘器进出口压差长期小于1000Pa，下降了500Pa左右；折叠滤筒除尘器高效低阻运行情况下，可提升风机效率，进而增加扬尘点抽吸效果，减少粉尘颗粒物逃逸率，从而有效改善作业环境；满足作业现场条件下还可以进行优化调节，通过变频控制达到节约电耗的效果，从而实现低碳、降碳等红利政策。

5 总结

折叠滤筒作为较为成熟及得到业内广泛认可的产品，可以作为大家在环境除尘系统中实施超低排放升级改造的方案首选。在新的时代发展中，折叠滤筒除尘器已经成为钢铁厂烟气排放中应用的重要除尘设备，并具有较高的除尘效率。因此，相关的工作人员就要充分认识其在实现烟气“超低排放”目标，促进行业长久发展中的重要作用，积极的将其应用到实际的除尘工作中，并积极引进国外优秀的除尘理念，通过自身不断努力，对现有的折叠滤筒除尘器进行完善与革新，使其优势得以有效发挥。

参 考 文 献

[1]鲁果,屈荷叶,吴伟,曹宁,王震.超低排放布袋除尘器的研究应用[J].中国环保产业,2021(03):48-50.

[2]弓原.钢铁行业超低排放形势下除尘技术研讨[J].冶金经济与管理,2020(05):7-9.