钢铁行业原料码头料场智慧改造方案_周霞.pdf

场景82钢铁行业原料码头料场智慧改造方案文_周霞 上海梅山钢铁股份有限公司摘要：本文介绍了智慧料场技术在上海梅山钢铁股份有限公司原料码头料场改造提升中的应用，除雾降尘、在线监测，自动感应、智慧管控平台等现代环保技术在料场系统中的集成应用，实现料场粉尘无组织管控的创新。针对不同原燃料物理特性、气象、地质、场地等条件，从经济性、实用性和环保等方面出发，优化系统和流程，使料场内粉尘排放量小于 10mg/Nm3，优于超低排放标准。关键词：长江大保护；钢铁行业；智慧料场；无组织扬尘Analysis of Intelligent Transformation Scheme for Raw Material Wharf Stock Yard in Steel IndustryZHOU Xia Abstract This paper introduces the application of smart material yard technology in the transformation and upgrading of raw material wharf material yard of Shanghai Meishan Iron and Steel Co.,Ltd.,as well as the integrated application of modern environmental protection technologies such as mist removal and dust reduction,online monitoring,automatic induction,intelligent control platform in the material yard system,so as to realize the innovation of unorganized control of material yard dust.According to the physical characteristics,meteorology,geology,site and other conditions of different raw materials and fuels,the system and process are optimized from the aspects of economy,practicality and environmental protection,so that the dust emission in the stockyard is less than 10 mg/Nm3,which is superior to the ultra-low emission standard.Key words Yangtze River protection;steel industry;smart stockyard;fugitive dust1 改造前状况梅钢公司原料码头系统由老原料码头和 1号料场、新原料码头和 3 号料场两部分组成，沿江岸线长度约为1km。码头的年吞吐量 2000 万 t，现有泊位 6 个，主要装备有 34T卸船机 4 台、10T 的门机 6 台。占地面积为 34 万 m2，其中料场占地面积约 14 万 m2，主要用于公司采购的铁矿粉、球团矿、块矿等原料的装卸和堆存。梅钢公司生产使用的铁矿粉、煤等约 1000 万 t/a 的原燃料 90%是由长江运输至原料码头，然后通过运输通廊送至焦炉、烧结、高炉等生产装置。2 存在问题2.1 风的因素及影响现有防风网的布置为 L 型。通过 CFD 软件仿真建模分析，受风的影响，当前的料场内部风场极不平稳，易形成流场速度高位区，从而产生无组织扬尘。预测风对区域扬尘的贡献占比为 60%。2.2 物料本身的因素及影响料场内堆放的物料主要有 6 种，分别为粉矿、块矿、球团矿、云屑、蛇纹石、锰矿，其中云屑、蛇纹石、锰矿均为比重小、易扬尘的物料，预测占比约 20%。采用喷枪打水，水柱聚焦和单一，对物料动态均匀保湿能力不够，易引起扬尘，预测占比约10%。2.3 物料堆取等工业活动的影响装载物料的货轮到岸后，首先用码头平台上的卸船机或门机进行卸货，通过皮带输送、转运至料场，用堆取料机进行堆料和取料，再通过皮带输送、转运至烧结和高炉，这一系列的工业活动由于皮带、转运站未全部封闭、未配置抑尘措施，因此均易产生扬尘，预测占比 20%。2.4 水的影响雨季料场内的场地雨水与物料结合形成了有色废水，虽无毒无害，但经雨水排口排放长江，形成可视化污染。3 改造方案3.1 贮运工艺改造梅钢码头区域的现有设施清洁化生产是一项系统工程，根据现状问题采取有针对性的技改措施，分为清洁化装卸、清洁化输送、清洁化贮存和清洁化环境。3.2 清洁化装卸老码头配置1#、2#、3#共 3 个泊位，每个泊位配套 2台龙门抓斗起重机，并配套对应的受料斗，其中1#泊位有2 台移动装卸煤斗，2#、3#泊位各有 1台胶带机移动装卸斗，3 个泊位配置4 套固定式汽车装卸斗。新码头配置 4#、5#、6#共 3 个泊位，采用 4 台桥式83抓斗起重机卸料，设备自带装卸斗。为治理卸船装卸产生的扬尘，考虑采取以下措施：老码头的抓斗龙门座式卸船机采用钢丝绳牵引抓斗装卸料，不适合加设干雾抑尘，本次考虑场地设置射雾器，与卸船机联动，在设备操作时，射雾器喷雾抑尘。也可与区域大气环境粉尘智能监控系统联动，一旦发现颗粒物超标，启动超细雾炮喷雾抑尘。现场已有 2 台移动射雾器，采用手动控制，增设 1 台移动射雾器，并加入中控，实现系统联动。老码头配置有胶带机受料斗和固定汽车装卸斗各 4个，在各个斗的受料口和出料口加设干雾抑尘装置，在卸船机装料至料斗内时，斗上受料口的喷雾抑尘提前开启喷雾抑尘；当卸料斗卸料至胶带机/装车时，出料口的干雾抑尘装置开启干雾抑尘，本次将料斗分组，共配置 2 套干雾抑尘。其中 1 组为胶带机受料斗共用，此组设备均为移动设备，须配带相应的水缆卷筒，共 4 套。另 1 组为固定汽车装卸斗共用。新码头的桥式卸船机加设干雾抑尘装置，在机上直接安装，每台卸船机配置1套，共计 4 套。由于原桥式卸船机配置有洒水系统，自带水箱，本次新增喷雾抑尘取代原洒水系统，并利旧现有水箱，作为喷雾水源，利旧现有给水系统。3.3 清洁化输送码头输送主要有汽车运输和胶带机运输两种方式。其中，胶带机运输为主，汽车运输为辅。凡胶带机运输均考虑通廊封闭改造。3.3.1 通廊封闭改造对码头料场设施的敞开式胶带机通廊、重锤间进行全封闭改造，共计17 条通廊，长度约 700m。在 S 弯路的位置有2 个电缆桥架封闭（不加盖）。胶带机通廊封闭改造做法：对改造范围内的胶带机通廊实施封闭改造，通廊两侧及顶部三面包围，若现有通廊两侧敷设有电缆桥架等公辅设施，考虑一并封闭在内；除特殊区段工艺布置受限外，通廊封闭后两侧走道上方净空为 2200mm，现有通廊底部走台板更换为花纹钢板，胶带机下方增设或修补落矿挡板，确保封闭后下方底板全封闭，不落灰。通廊封闭后拆除封闭通廊内部的胶带机机罩。封闭通廊考虑自然采光和通风，除进出转运跨以外，其余区域的封闭通廊两侧上方留 400mm 高的通风条。胶带机通廊全封闭以后，实现运输过程中的粉尘超低排放。3.3.2 控制和减少汽车运输码头泊位至码头料场区域汽车运输的原料主要包括高炉用块矿、焙烧用熔剂和烧结用云屑。块矿离线筛分系统：在建的 3#料场块矿离线筛分上料设施建成后，离线筛后块矿及筛下粉可全部实现胶带机运输，取消汽车在码头区域倒拨。焙烧熔剂输送系统：焙烧石灰石物料在码头卸船后直接汽车装车运输至焙烧车间堆场，不进入码头料场落地。烧结云屑输送系统：改造原料老码头泊位铁路线，由火车在老码头直接接卸云屑，运至厂内老翻车机处翻卸，通过胶带机运输到 2#料场 F 料条贮存或直供烧结配料室白云石槽。3.4 清洁化转运主要采用转运站封闭改造、胶带机头尾部自动清料装置、清洁转运装置和物料缓冲导料及密封装置4 个措施。在梅钢持续多年的环保技改过程中，对于这四项措施已基本贯彻实施，本次主要是查漏补缺，主要是转运站封闭改造。现有转运站已基本封闭完成，本次补充封闭 4 个转运站。3.5 清洁化料场3.5.1 优化料堆将现有料场内堆存的云屑、蛇纹石、锰矿等极易扬尘的物料转移至厂内，不在码头料场堆存。降低料堆的堆高、缩窄料堆堆宽，进一步减少料堆表面积，降低大风天气产尘率。通过在料条四周设置1.5m 高挡墙，保证料场理论有效贮量基本不变。优化后1#料场料堆堆高降低 1.5m,堆宽减少2.5m，3 号料场料堆堆高降低 2m，堆宽减少3m。改造后生产堆高 12m，可降低料堆的堆高进一步减少料堆表面积，降低大风天气产尘率。1#料场降低 3 个料条的料堆堆高，堆高 12m 降低至 10.5m；并在料条四周设高 1.5m挡墙，留出汽车通道。3#料场降低 4 个料条的料堆堆高，堆高 13m 降低至11m；并在料条四周设高 1.5m 挡墙，留出汽车通道。3.5.2 堆场场地地坪治理在料堆新设的挡墙外铺设与道床之间范围内进行地坪硬化。清理现有的排水沟，将暗沟改为明沟，上设盖板，可承载检修车辆通行。以便于料场清料操作、减少检修车辆通行扬尘。3.5.3 料场半封闭改造在 1#、3#料场周围、两个料场之间加设一定高度的挡风抑尘网，可有效减小料堆表面风速，减少料堆表面扬尘，有效改善料场周边的大气环境。除了1号料场沿江侧的防风网高度为 12m 外，其余部位的防风网高度均为 18m。除了1#、3#料场间的防风网采用柔性防风网外，其余的防风网均采用金属防风网。场景84防风抑尘网的做法统一为底部 1m 高的砖墙，以防止底部锈蚀；矮墙以上5m 高的防护喷绘实体板，为景观做背景墙；实体板以上采用防风抑尘网孔板（材质为镀锌钢板网），可在有效的降低风速的同时，避免实体板过高引起来风流场紊乱而引起扬尘问题。3.5.4 综合抑尘措施（1）超细射雾炮在 1#、3#料场的料条 2 侧上设置超细雾炮，利用风送超细雾至较远的距离，令水雾与空气中的粉尘颗粒凝结而实现抑尘降尘，正常可不定时对料堆表面喷洒水雾抑尘，也可与粉尘浓度监测系统连锁控制降尘。当粉尘浓度监测系统检测到料堆区域粉尘浓度超标时，超细雾炮系统喷雾降尘作业。其中 1#料场配置雾炮 8 台，3#料场配置雾炮 10 台。（2）料堆喷洒水系统1#、3#料场现配置有料条喷洒水系统，可不定时的喷洒水，使料堆表面润湿，避免物料干燥引起扬尘。也可与气象监测系统连锁控制。当环境温度过高，风速过大时，喷洒水系统洒水作业。（3）喷洒结壳剂现在 1#料场、3#料场配备一台全液压移动射雾车，用来对较长时间或长时间堆放物料进行结壳剂的喷洒，提高药剂使用率，避免浪费。移动射雾车是在传统洒水车基础上增加车载全液压射雾系统组成的多功能抑尘车，可实现传统洒水车前喷、后洒及高压水炮作业，也可实现低空抑尘降尘功能。也适用于各种路面冲洗、降温，应急消防洒水,树木、绿化带、草坪绿化灌溉及农药喷洒，低空抑尘降尘等。移动射雾车的喷洒水中可添加结壳剂，制成混合液，再通过车载射雾器将混合液喷洒在 1#、3#料场的各个料堆表面，在润湿表层物料的同时，可风化形成表层硬质封闭膜（厚度约100mm），抑制料堆表层的扬尘。(4)堆取作业扬尘治理现有 1#料场设有 3 台堆取料机，其中 1 台斗轮堆取料机，1 台堆料机，1 台取料机。3#料场设有 4 台斗轮堆取料机，3 台斗轮堆取料机，1 台取料机。两个料场共配置有 4 台斗轮堆取料机，2 台取料机，1 台堆料机。其中1#、3#料场各 1 台斗轮堆取料机可堆取球团矿，1#料场的1台取料机可取球团矿，其他处理的物料种类为矿粉、块矿等。现有 1#、3#料场的 7 台堆取料机原配置有洒水抑尘装置，设备自带水箱，设备投用以来水箱运用较少，至今锈蚀严重。本项目增加堆取料机的移动供水改造，采用水缆卷筒，并根据堆取料机的产尘点配置相应干雾抑尘装置，避免堆取料作业时扬尘。(5)场内移动机具操作扬尘在 1#、3#料场中，有部分物料存在离线移动机具临时作业的工况，如1#料场的料条端部粉矿取料作业、3#料场的块矿离线筛分作业，在此种工况下，可在附近采用料堆超细射雾炮跟踪治理扬尘。3.6 环境监控一体化管控平台在原料场设置一套环境监控一体化管控平台，集成原料场区域环保设备及监测环境数据信息，利用物联网、视频分析等技术，融合地理信息，构建料场环管控“一张图”。实现料场区域环保管控宏观概览，关键综合治理指标（空气质量）实时监测与分析，综合治理指标异常事件报警、上报、事件分拨、事件处理、处理反馈，辅助料场区域安全生产，构建起绿色节能料场，为料场区域绿色节能生产赋能。环境监控一体化管控平台主要由服务器、交换机、防火墙、工程师站、客户端等硬件组成。4 结语通过对原料码头区域的装卸、输送、储存、转运和环境的清洁化进行全方位的智慧升级环保改造。搭建原料码头区域环境监控一体化管控平台，实现区域环保管控宏观概览，关键综合治理指标（空气质量、雨排水）实时监测与分析，综合治理指标异常事件报警、上报、事件分拨、事件处理、处理反馈，辅助原料码头场区域安全生产。本文采取抑尘、降尘、控尘等技术措施，打破思维定式，开拓散装物料堆场扬尘治理的新路径、新标准，创建沿江码头工业旅游景点的新典范探索散装物料堆场治理新路径、新标准，达到超净排放。参考文献1 吴迪.钢铁企业无组织粉尘治理措施研究 J.山西冶金,2022,45(3):136-137,144.2田鹏,李宝忠,董洪旺,等.河钢乐亭综合智能料场的设计特点J.河北冶金,2020,(S1):44-47.作者简介周霞（1976-）,女,河南社旗人,工程师,主要从事环保技术管理工作。