摘要：通过对1#高炉（A/B座）矿槽除尘系统总管存在问题分析，并设计方案对管路优化改造，消除磨损严重的管道垮塌的安全风险，降低除尘总管的阻损，提高抽尘风量，使该生产区域的工作环境得到了极大的改善。
关键词：除尘总管；管路优化；降低阻损；环境改善
1.前言
柳钢1#高炉（A/B座）矿槽除尘系统运行范围为1#高炉A和1#高炉B的矿槽槽上、槽下、主皮带的原燃料转运除尘，共计130个除尘点。该除尘系统于2003年投用，运行接近15年，除尘总管磨损、堵塞严重。且原燃料在转运过程中，运输空间大，下料落差大，密封性差，集中除尘效果不明显容易导致粉尘无组织排放超标比较严重。特别是近年来环保要求越来越严的情况下，高炉矿槽除尘系统的设备点检维护与提高环保除尘效率提出更高的要求，因此对1#高炉矿槽除尘总管管路进行优化迫在眉睫。
2.#高炉矿槽除尘总管现状分析
目前1#炉A矿槽除尘系统总管（尺寸规格：D2420X8）前端有3个90°弯头，1#炉B矿槽除尘系统总管（尺寸规格：D2420X8）前端有4个90°弯头。主要存在问题：
2.1 矿槽除尘系统运行过程中90°弯管内壁被含尘气流冲刷磨损严重，经过多次焊补，效果不佳；密布穿孔，风管管壁磨损很薄，存在坍塌的风险。
2.2 除尘总管低位90°弯管堵灰严重，管道通风阻损增大，每次检修还需花费大量人力清灰，现状不容乐观。
3.除尘管路优化的方案
3.1 技术原理
除尘风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其管壁间的摩擦而产生的沿途能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
① 减少摩擦阻力：钢管直管段选择内壁是光滑面，钢管弯管段选择内壁是耐磨面。这样除尘风管的空气流动状态大多数属于紊流光滑区到粗糙区之间的过渡区，摩擦阻力系数低，摩擦阻力小。
② 减少局部阻力：
a.布置管道时，尽量取直线，减少弯头，圆形风管弯头的曲径半径一般应大于（1~2）倍管径，R=2.5d最佳；矩形风管弯头断面的长宽比愈大，阻力愈小。
b.为减少三通的局部阻力，注意支管和干管的连接，减少其夹角。
c.降低排风立管的出口流速，减少出口的动压损失。
d.尽量避免在接管处产生局部涡流。
3.2 管路优化具体内容
经过对现场的实际勘察、方案设计、论证等。确认主要的优化内容：
将1#高炉A矿槽除尘总管的3个90°普通弯头改为1个60°复合耐磨弯头和1个30°复合耐磨弯头。将1#高炉B矿槽除尘总管的4个90°普通弯头改为1个60°复合耐磨弯头和2个30°复合耐磨弯头。见图1、图2、图3。
图1
图2
图3
4 优化实施后的效果分析
利用2016年1#高炉（A/B座）年修的机会，对其矿槽除尘管路进行了优化。优化后的效果分析：
4.1 1#高炉（A/B座）矿槽除尘风管管路优化后，消除了磨损严重的管道垮塌的安全风险。见图4、图5。
图4 图5
4.2 降低了除尘总管的阻力损失，表现为：
①风量变化：实施改造后，1#高炉A矿槽除尘风量由201892m3/h提高到310879m3/h；1#高炉B矿槽除尘风量由241340m3/h提高到296198m3/h。
②压差变化：实施改造后，1#高炉A矿槽除尘压差由2.2kPa降低至1.6 kPa；1#高炉B矿槽除尘压差由2.5kPa降低至1.8 kPa。
③ 除尘灰量变化：实施改造后，1#高炉A矿槽除尘收集除尘灰量由平均每天48t提高至60t；1#高炉B矿槽除尘收集除尘灰量由平均每天46t提高至57t。
4.3 经济效益分析（按实施优化项目前后，2016年与2017年的相关数据对比）
①减少清堵的费用：一年需清理90°弯管部位积灰2次，每次所需人工费用10000元，合计20000元/年。
②增加灰量的效益：按高炉生产360天，除尘灰60元/吨计，[（60吨/天-48吨/天)+（57吨/天-46吨/天)]×360天×60元/吨灰=496800元/年。
③降低电耗的效益：按1#高炉（A/B座）250万吨/年计，[（3.64度/吨铁-3.11度/吨铁)+（2.89度/吨铁-2.37度/吨铁)]×0.6元/度×2500000吨/年=1575000元/年。
总计产生经济效益：①+②+③=2091800元/年
4.4 通过实施本项目技术改造，1#高炉（A/B座）矿槽区域的工作环境得到了极大的改善，区域粉尘颗粒物浓度<8mg/m3，符合炼铁工业大气污染物排放标准。为实现“绿色柳钢”及“绿色炼铁”提供了基础和保障，取得了极大的环境效益和社会效益。
5、结语
随着钢铁行业进入微利时代，钢企环保标准的日益提高，除尘设备的正常运行与技改工作开展的成功与否，直接影响到钢企的生死存亡。环保技改工作是一种特殊的创新工作，与设备运行环境、工况、操作、管理等因素密切相关，需要我们继续拓展思路、深挖潜力，结合实际情况通过技术创新、管理创新的手段继续开展环保技改工作，实现环保与降耗的双赢管理。
作者简介：
李大明，大学本科，单位：柳州钢铁股份有限公司炼铁厂，助理工程师，现主要从事设备管理工作。
论文作者:李大明,莫祖杰,农理敏,魏昌贵
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
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