轉(zhuǎn)爐一次干法除塵技術(shù)的應(yīng)用與改進

孟　澤，陳　津，劉春虎

（1.太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 山西　太原　030024； 2.山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西　太原　030003）

生產(chǎn)實踐·應(yīng)用技術(shù)

轉(zhuǎn)爐一次干法除塵技術(shù)的應(yīng)用與改進

孟澤1，2，陳津1，劉春虎2

（1.太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 山西太原030024； 2.山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西太原030003）

介紹轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)的工藝流程、關(guān)鍵設(shè)備功能，并針對國內(nèi)某鋼廠轉(zhuǎn)爐從投產(chǎn)到現(xiàn)在LT系統(tǒng)在設(shè)備上和工藝上出現(xiàn)的問題，提出一系列解決措施。生產(chǎn)實踐表明，該系統(tǒng)目運行穩(wěn)定，凈化后煙氣含塵量合格，符合國家環(huán)保標準。

轉(zhuǎn)爐干法除塵環(huán)保標準

1　工藝流程

轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)汽化煙道冷卻溫度降到800～1 000℃后進入蒸發(fā)冷卻器，在蒸發(fā)冷卻器內(nèi)部得以降溫、粗除塵、調(diào)質(zhì)，最終約有35%左右的灰塵在蒸發(fā)冷出口香蕉彎處被收集。粗灰通過雙板閥、鏈式輸灰機等設(shè)備被送至灰倉并用汽車外送。經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的煙氣進入靜電除塵器[1]，靜電除塵器從入口到出口共有4個電場，4個電場對煙氣進行精除塵，收集剩余的粉塵，煙氣經(jīng)過靜電除塵器后含塵量降到10 mg/m3。靜電除塵通過扇刮系統(tǒng)、振打系統(tǒng)、鏈式輸灰機等設(shè)備收集到剩下65%的細灰。煙氣經(jīng)過靜電除塵器后，能回收的煙氣經(jīng)過煤氣冷卻器被冷卻到70℃以下后進入煤氣柜被回收再利用，不能回收的煙氣通過放散塔點火裝置燃燒放散。工藝流程如圖1所示。

圖1　干法除塵系統(tǒng)工藝流程圖

2　關(guān)鍵設(shè)備功能介紹

2.1蒸發(fā)冷卻器

在轉(zhuǎn)爐LT干法除塵系統(tǒng)中，蒸發(fā)冷卻器起著關(guān)鍵性的作用，可以對煙氣進行冷卻、調(diào)質(zhì)、粗除塵。在蒸發(fā)冷卻器上部均勻布置16個雙介質(zhì)霧化冷卻噴槍[2]，噴槍噴射出來的霧化水蒸氣對煙氣進行降溫，使煙氣在蒸發(fā)冷凝出口達到合適的溫度，確保電除塵進口溫度在140～160℃。在降溫的同時也對煙氣濕度進行調(diào)質(zhì)，使粉塵的比電阻達到更有利于靜電除塵器捕捉的值。約有35%的灰塵在蒸發(fā)冷卻器香蕉彎處被收集后通過輸灰系統(tǒng)運送到儲灰罐。

2.2靜電除塵器

靜電除塵器主要由進口氣流分布板、放電極、收塵極、振打系統(tǒng)、扇形刮灰系統(tǒng)、泄爆裝置等部分組成。靜電除塵器的工作原理是：在陽極和陰極上通以高壓（20～80 kV）直流電流，其間產(chǎn)生一定強度的電場，使空氣電離，產(chǎn)生大量的電子和正負離子，正離子向負極靠近被中和，負離子和電子在電場力作用下向收塵極運動，當(dāng)含灰煙氣通過電場后，固體塵粒與這些電子、負離子碰撞被荷電（粉塵獲得電荷），荷電塵粒在電場力作用下向收塵極運動，被吸附在陽極板上。粉塵經(jīng)振打，在重力、慣性力作用下落至電除塵下部，由扇形刮灰系統(tǒng)和鏈式輸送機收集。煙氣經(jīng)過靜電除塵器除塵后含塵質(zhì)量濃度降低到10 mg/m3。

3　干法除塵系統(tǒng)主要的優(yōu)化改進

3.1各階段干燥煤氣流量的設(shè)定優(yōu)化

為滿足煙氣排放達標并且能夠最大程度地節(jié)能，轉(zhuǎn)爐冶煉期間對各個階段的煤氣流量設(shè)定也不盡相同，如表1所示。

表1　不同階段煙氣流量設(shè)定值　m3/h

3.2蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)的優(yōu)化

在LT轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)中，蒸發(fā)冷系統(tǒng)的控制起著很關(guān)鍵的作用，為后續(xù)靜電除塵器的發(fā)揮更好的作用奠定基礎(chǔ)。通過這幾年的應(yīng)用與實踐，在如下幾方面進行優(yōu)化。

3.2.1在參數(shù)設(shè)定方面的優(yōu)化（見表2）

表2　蒸發(fā)冷系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值

3.2.2在串級控制方面的優(yōu)化

蒸發(fā)冷卻器溫度控制系統(tǒng)屬于典型的間歇式串級溫度自動控制系統(tǒng)。此溫度控制系統(tǒng)使用了雙PID控制回路，一是以噴水量為核心的流量控制回路，二是以蒸發(fā)冷出口溫度為核心的溫度控制回路。當(dāng)蒸發(fā)冷入口溫度達到一定溫度時，噴淋水閥門定時間、定開度打開，當(dāng)規(guī)定時間結(jié)束后，控制模式釋放轉(zhuǎn)為PID控制，PID控制功能圖如圖2所示。通過優(yōu)化溫度控制器的輸出限定參數(shù)K1=0.75、K2=0.5[3]，整定PI控制器2的比例、積分參數(shù)，使蒸發(fā)冷出口溫度控制在（200±50）℃內(nèi)，確保蒸發(fā)冷出口溫度波動小，滿足自動控制快速性、穩(wěn)定性、準確性的各項指標。

3.2.3在設(shè)備方面的優(yōu)化

1）蒸發(fā)冷卻器噴淋水設(shè)計要求水質(zhì)硬度≤200 mg/L，如果水質(zhì)硬度超標很容易導(dǎo)致蒸發(fā)冷卻器噴淋噴嘴堵塞。針對該問題，改用高級除鹽水作為蒸發(fā)冷卻器噴淋用水。高級除鹽水基本不含有易導(dǎo)致結(jié)垢的離子，水質(zhì)硬度很低，滿足生產(chǎn)要求，使蒸發(fā)冷卻器噴淋噴嘴堵塞問題得到解決。

圖2　蒸發(fā)冷出口溫度控制圖

2）在生產(chǎn)運行過程中，蒸發(fā)冷卻器筒壁會慢慢積累硬塊灰，由于檢修周期的不同，積累的硬塊灰的厚度、硬度也不一樣。在每次檢修期間往往需要組織人員對其進行清理，防止因大塊硬灰從蒸發(fā)冷卻器上部跌落到香蕉彎處而導(dǎo)致刮板機故障。檢修初期，需要工作人員通過檢修人孔進入到蒸發(fā)冷卻器桶內(nèi)清理，清理時間長，難度大，而且清理不夠徹底。因此應(yīng)用高壓水清理技術(shù)，引進國外高壓清洗機，在清理時打開檢修人孔，人站在蒸發(fā)冷卻器外部的檢修平臺使用高壓水槍即可進行蒸發(fā)冷筒壁的清灰作業(yè)。

3）利用檢修時間及時檢查水、汽切斷閥是否關(guān)閉嚴密，蒸發(fā)冷噴槍是否被堵塞，如果發(fā)現(xiàn)問題及時予以處理。

3.3靜電除塵器系統(tǒng)的優(yōu)化

1）由于轉(zhuǎn)爐靜電除塵器內(nèi)部環(huán)境惡劣、粉塵多，導(dǎo)致在潤滑系統(tǒng)出故障的情況下A支架筒瓦和扇形刮灰器軸承很容易因為缺油而喪失功能，甚至被迫停產(chǎn)。因此對于A支架和扇形刮灰器軸承采用剖分式自潤滑軸承，不采用甘油潤滑系統(tǒng)，一方面降低油品消耗，另一方面便于更換軸承。

2）密切監(jiān)控電除塵進出口溫差，保證進出口溫差在20℃，控制電除塵進口溫度在140～160℃；合理調(diào)整電除塵頂部氮封中氮氣和空氣的配比，如果發(fā)現(xiàn)異常及時檢查是否漏氣或者調(diào)整蒸發(fā)冷出口溫度設(shè)定。

4　結(jié)語

隨著國家節(jié)能減排政策的不斷深入推廣，冶金行業(yè)清潔節(jié)能型的生產(chǎn)工藝迫在眉睫。轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)自動化程度高、除塵效果好，節(jié)水、節(jié)電，可實現(xiàn)負能煉鋼，但是也存在很多問題，故障時有發(fā)生，甚至嚴重影響生產(chǎn)的順利進行。通過對該系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，大幅降低了故障率，實現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，保障了生產(chǎn)順行。

[1]羅峰，邢界宇，王文為.萊鋼80 t轉(zhuǎn)爐干法除塵自控系統(tǒng)的研究與改進[J]，自動化技術(shù)與應(yīng)用，2010（2）：99-100.

[2]王永剛，王建國，葉天鴻，等.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)在國內(nèi)鋼廠的應(yīng)用[J].重型機械，2006（2）：1-3.

[3]陳其國，鄭小虎.蒸發(fā)冷卻器出口溫度自動控制[J].冶金自動化，2008（1）：64-68. Chen Qiguo，ZhengXiaohu.Automatic control ofoutlet temperature for evaporation cooler[J].Metallurgical Industry Automation，2008（1）：64-68.

[4]馬良.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵回收系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用[J].環(huán)境工程，2013（3）：51-54.

（編輯：胡玉香）

Application and Improvement of Dry-type Dedusting Technology for the Converter

MENG Ze1，2，CHEN Jin1，LIU Chunhu2
（1.Material Science and Engineering College of Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi 030024；2.Taiyuan Iron and Steel（Group）Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

This paper introduces the technology process，key function of dry-type dedusting technology for the converter，and puts forward measures on technology problems of LTsystem in operation of the converter.The practice shows that this system operate steadily and the gas after purification is qualified，which conforms to environmental standards of our country.

converter，dry-type dedusting，environmental standard

X757

A

1672-1152（2016）04-0068-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.23

生產(chǎn)實踐·應(yīng)用技術(shù)

2016-07-19

孟澤（1986—），男，太原理工大學(xué)在職碩士在讀，研究領(lǐng)域：鋼鐵冶金。