第27卷第2期2017年4月
Journal of Anhui Vocational College of Metallurgy and Technology
安黴冶金科技职业学院学报
Vol.27.No.2Apr. 2017
马钢3002烧结机头电除尘提标改造应用
曹超，程黄根，宋磊
(马钢公司能源环保部安徽马鞍山 243000)
手商要：针对烧结机头老旧的三电场电除尘，采用电源改造和安装静电滤槽的组合方案，结合本体改造，解决了烧结机头 电除尘难以稳定排放达标的行业难题。
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关键词 :烧结；烟尘；电除尘器
中图分类号:TF321.9文献标识码：B
文章编号=1672 -9994(2017)02 -0039 -04
表1改造前机头电除尘主要技术参数
序号
12345671011121314151617181920212223
多年来，国内机头电除尘器普遍存在粉尘超标 排放、治理难度大的问题。《钢铁烧结、球团工业 大气污染物排放标准》（GB28662 - 2012)要求烧结 机球团焙烧设备颗粒物排放限值50 mg/m3，使现 有的新老电除尘器中绝大多数难以达到新的烟尘 允许排放标准，特别是三电场除尘器，出口排放浓 度在100 mg/m3左右，离标准值相差甚远。马鞍山钢铁股份有限公司第二炼铁厂1#烧结 机(300 m2)机头电除尘器于1991年4月由冶金工 业部马鞍山钢铁设计研究院设计，1992年底投产， 除尘设备配1 rf三电场电除尘器，按照国家粉尘 排放标准80 mg/Nm3设计;2012年进行了扩容，除 尘设备在原一电场前增加了一个沉降室，变成了沉 降室+1x3电场电除尘。近年来，由于烧结机 产能增加使得烟气量明显增大;烧结矿和烧结工艺 的变化也致使烟气品质波动频繁，逐渐恶化；同时 除尘设备技术落后且老化，除尘器内的电场烟气流 速较高，已无法满足新标准的排放要求。取样监测 显示电除尘器出口实际烟尘排放浓度近1〇〇 mg/Nm3; 肉眼观察烟囱出口能清楚看到排放物外逸
项目
除尘器规格型号处理烟气量设备耐压烟气温度人口含尘浓度出口含尘浓度电场风速停留时间烟气通道数电场有效断面积室数电场数量单电场长、宽、高总收尘面积比集尘面积趋进速度（折合
400极距）
参数单位套
XKD1/3/2
840000
-18000- -22000
m3/hpa
°C
g/Nm3mg/Nm3m/ sm/ s
排
(正常-17000)
90-132矣4矣801.23411.7715 212
x
m2
室个
3电场
4.84 x (9 x 2) x
210.5884237.96.88600
沉降室+
mm2m2/m3/scm/ smm
1
同极间距阳极板型式阴极线型式阳极振打型式阴极振打型式漏风率设备阻力高压电源 工作制度
改造前电除尘状况
原除尘系统设备是一台沉降室+ 1 m2双室
C 型 390
星型线
挠臂锤侧部振打挠臂锤侧部振打
矣3
%
- 1. 2/
11电除尘技术参数
3电场除尘器，其主要原始设计技术参数见表1:
收稿日期:2017 -04 -13
作者简介:曹超（1982 -),男，马钢公司能源环保部，工程师。
2425
GGAJ02
90kV
^300
pa
24小时连续运转
• 40 •
1.2运行状况分析
安徽冶金科技职业学院学报
2017年第2期
针对机头电除尘无法达标的状况，结合实际运 行经验，分析出有下列因素造成除尘效果不佳。 1.2.1高压电源系统缺陷
1#烧结机除尘器高压电源为高频电源（JHGP -0. 4A/120kv)，该电源的控制模式是以检测火花 为前提。在检测到火花后，通过较大幅度降压供电 或较短时间内停止供电的方式消除火花。相比工 频电源，高频电源发生电场击穿时电场恢复时间 2
改造方案
迄今为止，常规电除尘器、移动极板电除尘器、
布袋除尘器、电袋复合除尘器以及电凝聚技术等各 种技术在提效改造项目中均有使用业绩，其技术特 点各异，优缺点也各自不同。
采用何种技术方案通常是除尘器用户所面临 的一个难以抉择的问题，需要根据具体污染源的实 际情况，在满足排放要求的条件下，对各种除尘技 短，对粉尘排放影响小。但其超过火花电压的部分 电能全部浪费，低于火花电压的部分无法高效荷 电，无效电能比例较大。建立电场的平均电压要远 低于火花始发点的临界电压，粉尘荷电与驱进能力 较差。而且，由于火花放电对极线和极板产生电腐 蚀，使电除尘器效率衰减较快，不仅影响除尘效果， 也造成除尘器本体维护费用的增加。1.2.2电场烟气流速过高
1#烧结机经增产改造后，机头的烟气量明显提 高，烧结机运行最不利工况时，电场烟气流速可高 达1.587 m/s,流经电场的时间仅为9.152 s，由于 烟尘在电场的停留时间太短，因此收尘效率大幅度 下降。
1-2.3电晕电流偏小
1 #烧结机电除尘器均采用的星形放电极，此种 放电极不带芒刺因此放电性能相对较差。一定程 度上影响电晕放电，致使电晕电流偏小。1.2.4收尘面积偏小
1#烧结机电除尘器收尘面积严重偏小，其设计 比集尘面积仅为37.9 mVm3/S。1.2. 5
电除尘器存在绝缘设计等缺陷
1#烧结机电除尘器的各电场同极距均为 600 mm，正常情况高压供电应该运行在100 kV - 120 kV，但实际运行一般为80 kv，这说明绝缘设计 的爬电距离不够。1.3排口监测
项目改造前，委托市场第三方监测机构对出口 粉尘浓度进行了运行监测，结果如下：
表2改造前烧结机头粉尘排放浓度
检测日期 3月30日
3月31日
4月1日
日平均值（mg/m3)
142 137 206
总平均值（mg/m3 )________________162_________________术方式的可行性
、一
次投资、运行维护费用、节能等
各方面进行综合评价，选择适合特定项目的除尘技 术方式。目前，布袋除尘器、湿式电除尘器处理颗 粒物效率较高，稳定达标可靠性好，但投资较高，新 建配套除尘是可根据粉尘特性优先考虑使用。但 废除在用电除尘重新更新，经济可行性不佳。如能 寻求在现有电除尘器基础上，通过部分新技术应用 提高处理效率，实现达标排放，对企业设备资源利 用、治理资金节约均有积极作用。
通过对国内莱钢、天津天钢、唐钢、唐山新宝 泰、沙钢等兄弟单位的电除尘改造情况进行调研，
结合本公司实际，经过多轮论证完善，确定烧结机 头电除尘最终改造技术方案:在现有的电除尘基础 上，进行功能性修复改造，同时改造电源，并对电场 加装静电滤槽。2.1电源改造 2.1.1电源技术
优选北京某厂家的临界脉冲电源技术。该电 源是将380V三相交流电经整流滤波成直流，再逆 变为高频交流，经高频变压器升压后，再经“临界 柔性模块”变为带有微小脉动的平稳直流。临界 脉冲电源采用“硬件储能与限能、软件监视电压变 化趋势”的控制方式，从能量梯度控制入手，使工 作点保持在空气放电特性曲线的最高点及其右侧 很小的区域内。体现“可变内阻”特性，即：“限能” 抑制流注生长，避免产生火花放电；“储能”以保持 高电压。临界脉冲电源能有效提高电场强度和自 由电子密度，大幅度提高高比电阻粉尘核电效率， 改善空间电晕闭塞情况，使收尘效率的大幅提高。 图1所示
总第76期曹超，程黄根，宋磊：马钢300m2烧结机头电除尘提标改造应用
• 41 •
最理想电源)
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伏一安特性曲线
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图1临界脉冲电源伏-安特性曲线
火花放电临界电压（图2)是一个区域，并不是单独的 点构成的曲线，临界脉冲电源定义并利用这个区域进行控 制，实现了有效场强最大化。
尘。尽管大部分粉尘都靠近收尘板，但由于获电粉 尘的相互排斥及存在粉尘的获电不足等多种原因， 使部分粉尘不能被收尘板捕集，而随气流沿收尘板 表面逃逸出电场的现象。当电场振打清灰时，大部 分的二次扬尘也是沿阳极板表面逃逸出电场的d 因此，在电场后增设静电滤槽收尘装置，能有效地 捕集电场末端沿阳极板表面逃逸的粉尘。收尘效
率将会大幅提局。7K意图见图3、4。
-奸
二电场
三电场
图2临界脉冲电源火花放电电压示意图
2.1.2电源改造时限
不停烧结机的情况下在线改造，逐台停运更换 电源，改造工期H天。每台电场配备一台临界脉冲
电源，共计3台。2.1.3电源改造效果
改造完工后，对电源效果进行跟踪测试&为保 证测试结果准确，进行了 5日测量，每日取样4次 (取平均值），具体见表3:
表3检测日期日平均值((
电源改造后烧结机头粉尘排放浓度4月
4月
4月
4月
4月
4月
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电场局部俯视示意图
16曰17日18日19曰22日25曰93
37
78
68
98
53
47
:中：中•中•中
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V*：.：*
mg/m3)mg/m3)
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钱
:樹戰弋臨丄
总平均值
故幅
2. 2
静电滤槽及本体改造
2.2.1静电滤槽原理
当烟尘刚进人电除尘器的电场前，流通断面的 粉尘浓度分布基本一样均勻，但到电场的末端，由 于电场力的作用，流通断面的粉尘浓度分布发生较 大的变化，趋势是:在收尘板与放电极的之间，越靠 近收尘板粉尘浓度越高，而放电极附近几乎无粉
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图4静电滤槽收尘示意图
采用静电滤槽改造各电场，强化电场静电捕集 效果，增加拦截过滤粉尘的机理，提高收尘面积约
30%以上，大幅提高收尘效率g 2. 2. 2
除尘本体维修及消缺 具体内容见表4
• 42 •
表4
编号
名称静电滤槽阴极小框架改造阴极大框架阴极振打系统阳极振打系统滤槽挑梁及吊钩改造新增构件更换芒刺放电极阴极绝缘件改造收尘极板的维修矫正
机械加工件机械加工件
碳钢碳钢碳钢碳钢
spec
安徽冶金科技职业学院学报
烧结机本体改造项目清单
规格型号
单位
数量3155.41806121296616380361152
2017年第2期
将第一、第二电场的阴极星形线更换成芒刺放电极，相应改造阴极小框架，便于芒刺放电极的安装，以改善电极电晕闭塞情况。
改造所有阴极绝缘系统，使高压供电运行在600 mm同极距应达到的正常范围。2.2.3改造时限
利用1#烧结机大修期间进行施工改造，共计30天。
2.2.4监测
改造完工后，对除尘器出口粉尘浓度进行了测试，为保证测试结果准确，进行了 7日测量，每日取样3次(取平均值），具体见表5 :
8月2日
25 23.43
8月5日
23
8月10日
20
8月12日
26
1
23456710
过滤及收尘面积平米
件
套套套套套
米
套
块
5
.7月29日
12
表
检测日期
提效改造后烧结机头粉尘排放浓度（第一次）
8月1日22
7月25日
36
mg/m3 )
总平均值(mg/m3 )
日平均值(
在7天的取样测试中，平均值为23.43 mg/m3, 达到了排放标准。
为验证改造效果，在改造完成几个月后，再次进行了系统性监测，见表6:
表
作用。
2)
该方案改造施工时间短、施工范围小、对
结生产基本不造成影响，具有很强的操作性，特别 适用于总图布置有限的老旧电除尘器。
3) —次性投资低。项目投资不到500万元，较 传统的改造方法可节约近800万元，具有较好的经 济实用性。参考文献
[1] 朱建波，王剑波，郦建国，等.电除尘器[
国电力出版社,2010.[2]
陈小明.烧结机机头电除尘达标改造的有效途径-
6
提效改造后烧结机头粉尘排放浓度（第二次)
11月11月11月
14日15日16日15
16
11月17曰
11月18日19
检测日期日平均值(总平均值(
mg/m3)mg/m3 )
15白天停机16.25
同时在线监测仪表也反映粉尘排放浓度长期 保持在30 mg/m3左右，低于国家排放标准。
M].北京：中
3
结语
1 )针对烧结机头三电场电除尘提效改造且稳
MEC —体化改造技术[C].全国有色金属工业冶炼
烟气治理专利技术推广及三废无害化处置研发技术 研讨会,2012
[3] 赵玉林，穆海芳，刘汉标.大型烧结机头电除尘提效
改造探讨[].中国环境管理干部学院学报,2009,19 (2) ：54 -56.
定达标排放，目前行业内并没有可供参考的成熟技 术。将临界脉冲电源和静电滤槽两种技术有效的 融合并成功用于烧结机头电除尘提效在国内尚属 首例，Xt行业内烧结机头粉尘治理具有良好的示范
J
Application example of 300m Sintering Head of Maanshan Iron & Steel Co For Improving Efficiency of Electrostatic Precipitator
CAO chao,CHENG Huang - gen,SONG Lei
Key words ： sintering, fume; electrostatic precipitator
Abstract：Aiming at the three electric field electrostatic precipitator, use the combination program
for power transform and install electrostatic filter , combined with the transformation of main body, the problem of difficult to achieve stable discharge standards on sintering machine dust removal is solved.
