摘要： 根据钢铁企业烧结工艺和机头、机尾烟气的特点，结合唐山某钢厂烧结工序除尘设备的实际运行情况，分析了烧结机头电除尘器、机尾电除尘器在实际运行中存在的问题及原因，从设备结构和操作出发，提出了使烧结系统除尘设备安全、有效运行的措施。
Abstract： According to the characteristics of sintering process and the flue gas of machine nose and tail of iron and steel enterprises， combined with the actual operation of the sintering process dust removal equipment of one Tangshan steel plant， this paper analyzes the problems in the actual operation of electrostatic precipitator in sintering machine nose and tail and the reasons， and proposes the measures for the safe and effective operation of the sintering system dust removal equipment from the structure and operation of equipment.
关键词： 烧结机头；烧结机尾；静电除尘器；运行管理
Key words： sintering machine nose；sintering machine tail；electrostatic precipitator；running management
中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）05-0144-02
0 引言
钢铁企业烧结生产的特点是物流量大、能耗高、污染严重，所产生的固体废弃物、烟气、噪音等对环境的破坏已引起社会的广泛关注。钢铁行业粉尘排放量约占我国工业粉尘排放总量的25%，整个钢铁企业排入大气的有害总量中约有50%以上是来自烧结[1]。烧结粉尘主要来源于机头、机尾、烧结矿的破碎、筛分、冷却、配料等工序，其烟尘净化设备以电除尘器为主[1]。烧结机作为重要烟尘排放源，其粉尘排放浓度必须符合《工业炉窑大气污染物排放标准》总量控制的50mg/Nm3的规定。由于生产工艺条件的限制，大型烧结机烟尘比电阻高、阵发性负荷、烟气成分复杂，造成部分电除尘器排放不达标，尤其是烧结机机头的粉尘比电阻较高、颗粒细、粘度大，除尘效率不佳，是日常运行管理工作中的难点。本文在分析烧结机机头、机尾烟尘特点的基础上，介绍了烧结机头、机尾静电除尘器常见故障及其产生的原因，并结合实际提出了具体的解决措施。
1 烧结粉尘的特性
烧结机头、机尾粉尘特性如表1所示。两种烟气性质既有相同之处也有不同点，其引起的除尘器常见故障也不同，因此在电除尘器的日常运行管理工作中，只有辨别出电除尘器出现故障的原因，才能采取正确的维护措施。
2 电除尘器的基本情况
唐山某钢厂265m2烧结机新建于2007年，机头、机尾均使用电除尘器，具体设备参数如表2所示。
3 常见故障及原因分析
3.1 管道和除尘器本体磨损 此问题常见于烧结机尾除尘。因机尾粉尘密度大，粒度大，坚硬，外表粗糙，磨啄性强[4]，给管道和设备带来很大的磨损。管道部分尤其是弯头和变径处，磨损严重，甚至将管道磨穿，造成漏风。就除尘器本体而言，磨损最为严重的是入口变径管和气流分布板。气流分布板有两层，若外层磨穿后，粉尘颗粒在高速气流的带动下极易通过气流分布板的孔洞进入电场，直接冲刷极板、极线，导致极线断线，极板穿孔，使电除尘器无法运行。
3.2 灰斗棚灰 除尘系统保温性能较差时，废气温度在除尘器灰仓内降至露点以下，而是收集到灰仓的粉尘含湿量增大，加之卸灰时间间隔较长（18小时左右），使粉尘在灰斗中下部相对狭窄的部位搭桥结块，导致灰斗内的粉尘无法流出，若得不到及时处理，灰斗灰满后会导致电场短路，使电场无法运行。
3.3 极板、极线粘灰 机头、机尾电除尘器均常见此问题。唐山某钢厂烧结机头、机尾电除尘器均采用RS管状芒刺线和C型480极板的极配形式。烧结机头粉尘细、负压大、湿度大。该厂机尾静电除尘器用来处理配料的粉尘，该粉尘石灰含量高，湿度大。如若存在除尘器保温性能差或管道漏风等问题，废气温度在除尘器内降至露点以下，使粉尘含湿量增大。粉尘黏附性增强，沉积在极板上不易被振打下来，使收尘极板导电性能大幅降低，导致二次电流减小。石灰粘附在极线上会使电晕线肥大，降低电晕的放电效果，粉尘难以充分荷电，导致除尘效率降低。
3.4 反电晕现象 反电晕是沉积在收尘极板上的粉尘层所产生的局部放电现象，其与粉尘的比电阻有关，比电阻是用来表示物质电阻特性的物理量。实验表明，当温度低于150℃，粉尘的比电阻随温度升高而增大，当温度高于150℃，比电阻随温度升高而降低。在一定温度条件下，比电阻与电阻、材料截面积、长度有如下关系：R=ρLR/AR。
ρ——材料的比电阻（Ω·cm）；AR——材料的截面积（cm2）；LR—— 材料的长度（cm）。
就静电除尘器来说，适宜的比电阻范围为104～5×1010Ω·cm[2]，烧结机头、机尾粉尘的比电阻均接近或超过了最大值。沉积在极板上的尘粒释放电荷的速度缓慢，形成很大的电附着力，这样不仅清灰困难，而且随着粉尘层的增厚，形成很大的电附着力，这样不仅清灰困难，而且随着粉尘层的增厚，造成电荷积累加大，使粉尘层的表面电位增加，当粉尘层的场强大于其临界值时，就在粉尘层的孔隙间产生局部击穿，产生与电晕极极性相反的正离子向电晕极运动，中和了带负电的粉尘，同时也抵消了大量的电晕电流，使粉尘不能充分荷电。在反电晕情况下，导致粉尘二次扬尘严重，除尘性能恶化。
3.5 极板、极线腐蚀 在烧结生产中，原料和燃料中均含有水分，参与燃烧的空气也含有水分，因此，烧结机头烟气中含有水蒸气，同时铁矿石中含有大量的硫元素，烧结过程中会产生SO2[6]。水蒸气和SO2对降低比电阻，提高除尘效率是有利的。正常工况下，烟气中的水蒸气和SO2不会引起极板的腐蚀，但是在有孔、门等存在漏风的地方，由于这里的烟气温度降至露点以下，烟气中的水与SO2冷凝结合，形成亚硫酸，就会造成酸腐蚀，从而影响极线的放电和极板的导电性能，造成除尘性能恶化。
4 解决措施
4.1 增加除尘系统的保温性能。①减少漏风点，降低漏风率。对灰斗做好密封，防止卸灰时漏风；在人孔门处做好硅胶密封；阴阳极振打穿轴处采用聚四氟板材料密封， 其他易漏风点安装时采用密封焊接，以减轻漏风对电除尘器性能的影响。②及时检查除尘管道的磨损情况，发现管道磨损严重或磨穿，及时修补或更换。③在除尘器入口变径处加贴耐磨衬里，以增加变径管的使用寿命。④保证壳体保温层完好。
4.2 采用新的供电方式 ①在烧结机头特殊的工况条件下，常规的火花控制方式使电除尘器的工作电流比较大，达不到控制反电晕的目的，采用以烟气输出口浊度大小来实现闭环控制的新型控制方式，可以有效地减小二次电流，并使二次电压稳定地工作在电场能够接受的最高电压点附近，大大减少反电晕的发生。②采用脉冲高压电源，脉冲供电系统可通过改变脉冲频率使静电除尘器的电晕电流在很宽的范围内调节，可将电晕电流调整到反电晕的极限，而不降低电压，所以对高比电阻粉尘的收集是非常有利的。脉冲频率调节范围一般在每秒50～400个脉冲，脉冲宽度为60～120μm。
4.3 加强原料控制 ①充分消化生石灰，使其在烧结过程中完全矿化，以减少进入除尘器的石灰含量。②合理利用除尘灰[5]。
4.4 健全管理制度 要运用专业化管理对电除尘器进行日常的运行管理，要加强巡检工作的强度，发现问题要及时的报告，并迅速的解决问题。为设备设立检修档案，定期维护。除尘设备的检修和主体设备的检修同时进行，这样可以节约时间，充分的利用主体设备检修时的停机时间，增加检修效率，减少对生产的影响。
参考文献：
[1]石勇，党小庆，韩小梅，等.钢铁工业烧结烟尘电除尘技术的特点及应用[J].重型机械，2006，3：27-34.
[2]向晓东.现代除尘理论与技术[M].北京：冶金工业出版社，2002.
[3]刘永民，任滨，艾易.静电除尘在烧结机头烟尘治理中的应用[J].工业安全与环保，2002，28（8）：4-6.
[4]张迎福.电除尘在烧结机尾使用中的几个问题[J].工业安全与防尘，1998，24（5）：10-11.
[5]程高举，刘雄飞，王岩，轩凯.烧结机头电除尘器的运行管理[J].工业安全与环保，2010，36（12）：47-48.
[6]邵志勇，孟宪生，胡承岭.烧结机头电除尘器的运行和维护[J].冶金能源，2004，23（1）：15-17.
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