名古屋厂3号烧结机降低漏风的措施

名古屋厂3号烧结机降低漏风的措施

全荣

1　前言

    　烧结机的漏风问题直接影响到烧结矿的产量，要掌握漏风量的构成，有效维修判定漏风多的部位，才能提出防止漏风的有效措施。日本研究者认为台车周围的漏风量占全部漏风量的81％，对全部台车的密封进行彻底改善，可获得增产效果。本文介绍2006年新日铁名古屋厂3号烧结机实施的降低漏风的措施，特别是烧结机台车滑道部分漏风的判定方法及维修效果。

2　漏风的定量化

2．1漏风量的定义

    　从烧结机烟囱排出的烟气称为主排风。主排风是由漏风和有效风构成，漏风是从设备的开口部位等产生的空气；有效风是在烧结料层正下方观测的烧成后的烟气，如(1)式所示。：

    　主排风量=漏风量+有效风量    (1)

    　从料层正下方到烟囱的主排风设备的总漏风率及漏风量按(2)式和(3)式计算。

    　总漏风率：(烟囱排出的烟气O₂含量－有效风O₂含量)÷(漏风O₂含量－有效风O₂含量)    (2)

    　总漏风量=主排风量×总漏风率    (3)

    　有效风O₂含量是指料层正下方的烟气O₂含量，为烧结机长度方向的平均O₂含量。有效风O₂含量是计算漏风量的基点值，如图1所示，在台车宽度方向中央部位正下方测定，主要是为不受漏风影响。以这种定义为前提，可排除伴随料层中烧成反应生成的气体量和原料带入水分量的影响，能够正确研究设备开口部的漏风量。

2．2漏风量构成

    　为了评价各部位产生的漏风占总漏风量的比例，将主排风设备划分为5个部分。由进出各部位的烟气O₂含量测定值之差计算出各个部位的漏风率。再用该漏风率乘以各部位排出一侧的风量计算出漏风量。对烧结机上难以测定烟气O₂含量的部位，可根据风速和断面积计算出漏风量。

2．2．1主风机的漏风

    　主风机管道内为正压，基本上没有发现管道内部漏风，但也有磨损和腐蚀导致风机盖出现缝隙的情况。实际调查中，主风机入口侧和出口侧有0．2vol％的O₂含量之差，由该值计算出的漏风率为1．2vol％。用该漏风率乘以主风机出口侧的风量约15000Nm³／min，计算出该部位的漏风量为180Nm³／min。

2．2．2主管道和旋风集尘器的漏风

    　在主管道和旋风集尘器部位，磨损和腐蚀产生的缝隙是漏风的原因。主管道入口侧和旋风集尘器出口侧的O₂含量之差是0．9vol％。由该值计算出的漏风率为5．3 vol％。在2．2．1项计算出的主风机出口侧风量和主风机的漏风量之差14820Nm³／min是旋风集尘器出口侧风量，用该值乘以漏风率5．3vol％，计算出漏风量为780Nm³／min。

2．2．3风箱和风箱支管的漏风 

    　在称为风箱和风箱支管的固定管道中，由于主排风中粉尘的磨损和SO₂、NO₂的腐蚀形成缝隙，有时从这些缝隙发生漏风。在该部位，首先测定了每个风箱的烟气量和O₂含量，计算出全部风箱烟气量的平均O₂含量。比较该平均值和全部支管烟气合流的主管道内的O₂含量，从其差计算出漏风率。本调查中，两者的O₂含量基本一致，所以判定该部位的漏风量为零。

2．2．4料层空隙的漏风

    　台车和台车的接合部采用的是防止金属接触导致原料下落和漏风的结构。如果烧结原料咬入和摩擦损耗金属接触面，侧壁附近的原料冲掉成为空隙，发生如图1右上方所示的漏风。

    　从点火炉点火侧到卸矿部的开口面积合计约1．0m²，乘以使用热线式风速计在开口正上方直接测定的漏风的平均流速9．5m／s，通过温度修正计算出的漏风量为540 Nm³／mm。

2．2．5台车和风箱滑道的漏风

    　在烧结机长度方向两端的点火炉点火侧和卸矿部两个部位，有称做固定板的气密装置。这种结构主要是为防止漏风。

    　另外，如图1所示，在台车宽度方向两端有称为气密条的金属板，该金属板是推挡风箱防止漏风的装置。

   　 因为这两者的气密部分常时间滑动，磨损导致漏风加大。在这些部位，是很难直接测定漏风量的，所以计算出其他部位的漏风量后，由总漏风量中减去其他部位漏风量计算出该部位的漏风量。

2．2．6漏风量

   　 总漏风率和漏风量是从有效风O₂含量实测值7．3vol％和烟囱排放烟气O₂含量12．3vol％之差计算出漏风率为37．0vol％，再乘以主排风量1 5000 Nm³／min计算出漏风量为5590Nm³／min。在2．2．5项所述的台车和风箱滑道的漏风量是从该值减去其他部位的漏风量计算出的4090 Nm³／min。得出料层空隙和烧结机滑道的漏风量占总漏风量的83 vol％。今后，为了减少烧结机的漏风，尤为重要的是烧结机滑道的管理。

2．3要维修台车的确定

   　 作为防止漏风的措施，烧结机滑道应作为重点维修部位。但是，相对3号烧结机经常使用的150多个台车，常备的预备台车只有10台。因此，为了有效降低台车的漏风，就必须将要更换的台车放在优先顺序。对全部台车的漏风状态和是否要维修按下列顺序进行评价。

  　  (1)将烟气取样管设置在9号风箱。之所以设置在9号风箱是因为在事先的调查中，9号风箱烟气中的水分和粉尘量最少，烟气温度也在100℃左右的较低温度，所以取样管堵塞和O₂含量计发生事故最少；

    　(2)从取样管吸取烟气，连续监测烟气中的O₂含量，掌握通过取样管上部台车的主气密条的漏风状态；

   　 (3)判定台车更换与否的阈值，设定在烟气O₂含量的平均值+3σ (采用对应99％概率区间的3σ)。判定超过该阈值的台车需要维修，按检测O₂含量高的顺序进行台车更换。为了提高判定精度，每2～3周连续测定全部台车通过取样管上方烟气的O₂含量，确认各周出现的再现性。

3　 降低漏风的措施和效果

  　 作为降低烧结机漏风的措施，对固定板的磨损和开口部位进行维护，对要维修的台车集中进行了更换、维修。结果取得了降低约8vol％漏风和增产约5％的效果。对固定板进行维修后，有效风量没有变化，产量增加了。通过加强点火炉点火侧的密封，点火炉内的炉压稳定，料层表面的着火均匀了，由于加强了卸矿一侧的密封，改善了烧结机尾部的烧成状态。更换台车提高了烧结机滑道的密封性，增加有效风量，获得了增产的效果。在上述效果的基础上，在后来的操作中，又将下列两点作为降低并稳定漏风的重点管理项目。

    　(1)定期维修时，对固定板滑动面进行目测检查，出现不良时及时进行维修；

   　 (2)定期维修时，对所有台车进行台车下O₂含量调查，确定要维修的台车，定期维修时进行台车的更换和修整。

4  结语

    　3号烧结机实施了漏风调查和采取降低漏风的措施，得出以下结论：总漏风量83vol％来自烧结机滑道部分的台车和固定板；连续监测在固定风箱台车正下方的烟气O₂含量，掌握全部台车的漏风状态；按台车正下方的烟气O₂含量高的顺序进行台车更换，有效地进行台车的更换、修整。新日铁名古屋厂在降低漏风约8vol％的同时，烧结矿产量提高约5％。