炼钢煤气输送工(初级).doc

煤气输送工 （初 级）适用范围：环保作业区在岗人员主编：万朝江 副编：程景利 韩朝霞主审：李香平 赵国强145前 言 为了提高岗位员工的技能水平，推进企业职业技能鉴定培训工作，唐山建龙实业有限公司组织编写了本教材。本教材内容是依据中华人民共和国职业技能鉴定标准炼钢卷，结合炼钢厂的实际情况确定的。在具体内容的组织安排上，考虑了岗位工学习的特点，力求通俗易懂，着重应用，便于职工掌握煤气生产的技能操作知识。 在编写的过程中技术处、人力资源处、炼钢厂的各级领导给予了大力的支持。本书主要由炼钢厂万朝江主编，程景利、韩朝霞等人参与编写；本书主要由炼钢厂李香平、技术处赵国强主审，并提出了许多宝贵意见。在此一并致谢。职业技能鉴定教材的编写因受种种条件所限，疏漏及不当之处在所难免，恳请读者批评指正。唐山建龙实业有限公司编 者2011年5月炼钢厂煤气输送工初级技能鉴定大纲课程类别鉴定范围鉴定内容鉴定比重重要程度理论基础知识 201、炼钢的一般知识（1）主要炼钢方法及其工艺流程特点5Z（2）炼钢过程中发生的主要物化反应Z2、转炉煤气的一般知识（1）转炉煤气的成分组成15Y（2）转炉冶炼过程煤气产生途径Y（3）转炉煤气所具有的性质X专业知识 703、转炉煤气回收的工艺流程（1）煤气回收设备的组成10X（2）我厂煤气回收设备的工艺参数X4、一次除尘风机使用说明（1）一次除尘风机的结构组成15X（2）一次除尘风机的工艺流程X5、煤气工工艺（1）煤气工技术工艺规程15X（2）煤气工岗位危险源点X（3）煤气工岗位停电预案X6、风机工岗位基础知识简介（1）风机工定义及责任划分15Y（2）风机工岗位工艺流程X（3）风机工岗位危险源点X7、煤气化验流程（1）煤气化验器材的介绍与维护15Y（2）煤气化验药品的认知Y相关知识 108、除尘净化系统基础知识（1）净化系统组成部分5Y（2）整个煤气净化系统的工艺流程Y9、安全生产知识（1）煤气工岗位安全生产规程5Y（2）风机工岗位安全生产规程Y实操操作技能701、煤气回收（1）煤气回收操作规程20X（2）煤气回收设备的了解X2、煤气化验的操作（1）煤气化验取样方法的介绍20X（2）煤气化验的工艺流程X3、风机在煤气回收中的应用（1）启动风机的操作规程15X（2）风机日常点检与维护Y4、送煤气操作（1）加压机设备介绍15Y（2）启动加压机操作X工具设备的使用与维护20%5、工具的使用与维护（1）煤气工岗位工具介绍10Y（2）风机工岗位工具介绍Y（3）如何正确监控仪表Y6、空气呼吸器的使用与维护（1）空气呼吸器的结构组成10Y（2）空气呼吸器的操作规程X安全及其它10%7、按安全与文明生产规定进行作业（1）按本岗位安全操作规程及文明生产规定进行作业10X（2）安全基础知识Y重要程度：包括核心要素（用“X”表示）、一般要素（用“Y”表示）、辅助要素（用“Z”表示）注：“鉴定标准”中，每个鉴定内容都有其重要程度指标，表中鉴定内容后标以“X”、“Y”、“Z”的内容。重要程度反映了该鉴定内容在本职业(工种)中对从业人员所要求内容中的相对重要性水平。自然，重要的内容被选取考核的可能性也就较大。其中，“x”表示“核心要素”，是考核中最重要、出现频率也最高的内容；“Y”表示“一般要素”，是考核中出现频率一般的内容；“z”表示“辅助要素”，在考核中出现的几率较小。目 录目 录1第一篇 理论部分4第一章 转炉煤气的生产工艺.1第一节 转炉煤气生产工艺流程1第二节 主要设备和质量指标1第二章 转炉煤气的一般知识.4第一节 转炉炼钢的基本原理4第二节 转炉炉气量及其影响因素5第三节 转炉炉气的温度7第四节 转炉炉气量及其影响因素9第三章 转炉煤气回收系统.11第一节 概述11第二节 转炉煤气回收系统工艺流程13第三节 转炉煤气最佳回收期14第四节 转炉煤气回收系统的设备19第四章 一次除尘风机的使用说明.55第一节 一次除尘风机的结构组成51第二节 一次除尘风机的工艺流程53第五章 煤气工工艺.55第一节 煤气工工艺技术规程55第二节 煤气工岗位危险源点59第三节 煤气工岗位停电预案60第六章 风机工岗位基础知识简介.61第一节 风机工定义及责任划分61第二节 风机工岗位工艺流程62第三节 风机工岗位危险源点62第七章 煤气化验流程.66第一节 煤气化验器材的介绍与维护66第二节 煤气化验药品的认知72第八章 冶炼基础知识.76第一节 钢的概念及其性能76第二节 钢的分类78第三节 常见工业化炼钢方法及特点79第九章 安全生产知识.85第一节 煤气工岗位安全技术规程85第二节 风机工岗位安全生产规程86技能操作92第一章 煤气回收92第一节 煤气回收操作规程92第二节 煤气回收设备的了解95第二章 煤气化验的操作100第一节 煤气化验取样方法的介绍101第二节 煤气化验的工艺流程101第三章 风机在煤气回收中的应用102第一节 启动风机的操作规程103第二节 风机日常点检与维护104第四章 送煤气操作106第一节 加压机设备介绍。106第二节 启动加压机操作。113第五章 工具的使用与维护115第一节 煤气工岗位工具介绍115第二节 风机工岗位工具介绍117第三节 如何正确监控仪表。118第六章 空气呼吸器的使用与维护119第一节 空气呼吸器的结构组成120第二节 空气呼吸器的操作规程121第七章 安全生产知识122第一节 本岗位安全操作规程122第二节 安全基础知识。 126理论部分第一章 转炉煤气的生产工艺一学习目的 系统了解转炉煤气生产工艺的基本知识及安全操作方法。二知识要求1、了解转炉煤气的生产工艺流程；2、了解钢的分类、用途及冶炼方法。第一节 转炉煤气生产工艺流程 目前公司2座65吨转炉炼钢理论产能6240吨/日，副产转炉煤气理论产量28600Nm3/h，实际回收约900013000 Nm3/h，用户主要是一轧（窄带推钢式加热炉）和炼钢（混铁炉和烤包等）。转炉煤气生产工艺流程：炼钢转炉 一文 二文 脱水器 抽气机（一次风机） 煤气柜 二次除尘 加压站 用户（一轧、炼钢）。第二节 主要设备和质量指标转炉煤气工艺的主要设备和质量指标1、主要设备：转炉、一次净化系统、抽气机、放散塔、煤气柜、加压机、管道及附属设施等。2、质量指标：（1）含尘量：一次除尘后，130mg/Nm3；二次除尘后，10mg/Nm3。（2）含水量（机械水）：510g/Nm3（视具体工艺情况）。表11唐山建龙公司煤气用户序号煤气用户产量煤气用量（m3/h）煤气压力（kPa）煤气热值（kJ/Nm3）备注124.3m63孔焦炉80万t/a888774182混合煤气2活性石灰回转窑400t/d54181216720焦炉煤气3化产脱苯管式炉1172焦炉煤气410m2竖炉50万t/a1500022高炉煤气5一期发电75t/h730007.43223高炉煤气6二期发电75t/h5210037739混合煤气7钢管（一期）26万吨（含二期）1330357524混合煤气8冷轧罩式退火炉、焙烧炉50万t/a（含二期）9000（含预留）1474405%混合煤气9冷轧全氢罩式退火炉38501015焦炉煤气10冷轧制氢站700 m3/h15001015焦炉煤气11超细粉热风炉60万t/a1300014000698500混合煤气12高炉喷煤28.8万t/a（富氧2%）30008高炉煤气13450 m3高炉热风炉高炉煤气高炉煤气高炉煤气转炉煤气高炉煤气混合煤气1460t转炉混铁炉烤包器等无资料1552m2烧结机点火炉16一轧推钢式加热炉17二轧双蓄热式加热炉186t锅炉表12唐山建龙公司煤气加压站配置及能力名称煤气加压机型号加压方式升压能力煤气用户备注能源中心煤气加压站一混2D42011单一焦炉12KPa一期发电、二期发电、细粉、钢管未投入运行二混2D603113 KPa冷轧混合2D220011单一高炉12 KPa供一、二混用焦化厂焦炉煤气加压站4R603af单一焦炉19.6 KPa除回炉、管式炉外，供外网两用两备炼钢厂转炉煤气加压站5D11012单一转炉10 KPa一轧、炼钢两用三备烧结厂高炉煤气加压站3AI3001.11/1.29单一高炉17 KPa竖炉三用，无备思考题：1、 转炉煤气工艺的主要设备？2、 转炉煤气生产工艺流程？3、 转炉煤气工艺的质量指标？4、 含尘量的质量指标是什么？5、 含水量的质量指标是什么？第二章 转炉煤气的一般知识一学习目的 理解、掌握炼钢过程中的主要物化反应。二知识要求1、理解转炉炼钢的基本原理；2、理解并掌握影响烟气量的因素和炉气量的计算；3、了解转炉炉气的成分；炉气温度和炉气量相关知识； 第一节 转炉炼钢的基本原理纯氧顶吹转炉炼钢是通过氧枪直接向炉内吹入氧气,与熔池铁水中的硅、锰、磷、碳、硫等发生氧化反应,并由于这些反应的放热 ,使熔池的温度升高。冶炼的基本任务是:1.把熔池中的碳氧化到一定范围内.2.去掉金属中的杂质磷、硫等。3.去除金属中的有害气体和非金属夹杂。4.调整金属到规定的成分要求。5.使熔池温度达到规定的要求。这些任务主要通过上述的氧化反应及由于这些氧化反应而产生的物理现象来完成。其反应的机理如下:吹入炉内的氧气首先与熔池中的铁反应生成氧化铁,存在于渣中。2Fe+ O2=2FeO渣中的氧化铁又与熔池中的硅、锰、磷、碳等进行反应。2FeO+(Si)=(SiO2)+2Fe(FeO)+(Mn)=(Mn0)+(Fe)5(FeO)+2(P)=(P205)+5(Fe)(FeO)+(C)=CO+(Fe)2(FeO)+(C)=CO2+2(Fe)在转炉吹炼的全过程中各元素含量的变化如图 1-1 所示。吹炼时间(%) 图 1-1 转炉吹炼过程中各元素的变化由于在熔池中进行的这些反应都是放热反应,所以熔池的温度迅速上升,平均每分钟上升 20 以上。当碳氧反应生成的一氧化碳或二氧化碳从熔池中析出上浮时,引起熔池的沸腾,对金属液体起搅拌作用,有利于去除有害气体和非金属夹杂物。第二节 转炉炉气量及其影响因素转炉吹炼过程中的主要反应是碳氧反应,转炉炉气也主要是来自于铁水中碳的氧化。在转炉熔池中,碳的氧化物主要是一氧化碳,也有少量的二氧化碳。在一氧化碳从熔池析出后又有一小部分要与炉内的氧继续发生反应,生成二氧化碳。故产生炉气的主要化学反应为:C + O2=co C + O2=CO2 2 CO+ O2=2CO2加入炉内石灰的生烧部分在高温下分解CaCO3=CaO+CO2炉料及炉衬中的水份在高温下分解:2H2O = 2 H2 +O2 吹入炉内的氧气中含有少量氮气,以及部分未进行反应的氧气,也会同炉气一起逸出炉口。所以炉气的主要成分是 C0 、 CO2 、O2、N2 、Hz 等。其组成大致如表 1-1 所示。表 1-1 烟气的主要成分成分C0CO2O2N2H2备注含量（体积分数）%608014190.40.6510未燃法当炉气冒出炉口进入烟罩时,由于一部分空气混入,使炉气中的部分一氧化碳燃烧,二氧化碳的比例增加。由于空气带入氮气,使氮的比例也增加。根据处理的方式不同即分为燃烧法和未燃烧法吸入的空气量不同,则烟气成分也不一样。采用未燃烧法回收的烟气煤气成分如表1-2所示。表 1-2 回收煤气成分成分COCO2N2O2H2硫化物含量 %60-8010-1410-150.1-0.50.2-2.00.1-0.5铁水中含碳一般为4%左右.在吹炼前期铁水温度较低,铁水中易氧化的元素硅、锰等首先氧化,其次是磷等元素,同时也有少部分铁随之氧化,碳的氧化速度是比较低的,此时吹入的氧气主要是用于上述元素的氧化,故炉气中CO含量较低,炉气量较少,炉气温度较低。随着上述元素氧化反应的大量放热,熔池温度不断提高,铁水中硅、锰氧化得差不多之后,熔池温度已超过1400,此时将出现碳和氧的剧烈反应,炉气中CO含量相应地逐渐增加,炉气量也随之增加,炉气温度也逐渐升高。在吹炼后期随着溶池中含碳量的减少,碳氧反应减弱,炉气中CO含量亦相应减少,炉气量也逐渐下降而炉气温度则随熔池温度的升高而升高。图12为吹炼过程中炉气CO及CO2含量变化规律,表1-3为30吨转炉厂实测吹炼过程中炉气成分的变化情况。吹炼时间()图12 吹炼过程中炉气中CO、CO2含量变化表 1-3 30吨转炉炉气成分实测表时间COCO202135”67.620.42.4348”74.010.62.4623”70.010.04.01O55”80.06.02.013lO”82.85.62.0平均76.299.222.51第三节 转炉炉气的温度如上所述,炉内的氧化反应,特别是碳氧反应是放热反应。C +2/102=CO+2430 kJ.kg-1C+O2=CO2+5448 kJ.kg-1放热采用+号,吸热采用一号CO+1/2O2=CO（CO2）+3018 kJ.kg-1随着吹炼的进行熔池的温度不断升高,炉气的温度也在不断增高。炉气的温度与炉内反应及工艺操作有关,其波动范围较大,一般在1450-1600之间,其平均温度为1520左右。烟气进入烟罩内时它的温度也在发生变化,其变化程度决定于从炉口与烟罩之间缝隙吸入的空气量的多少。在未燃烧法中只吸入少量的空气,炉气中的CO大约有10% 燃烧,使烟气的温度能从1520升到1700-1800。在燃烧法中,从炉口喷出的高温可燃气体与大量的空气混合而燃烧,燃烧后的烟气温度与空气过剩系数有关,按燃料燃烧计算可知,当=1时,烟气理论燃烧温度可达到2500-2800。在用余热锅炉回收余热应为“ = 实际吸入空气量/炉气完全燃烧所需要的理论空气量”的情况下,按照现有的技术水平,空气过剩系数最少可达1.2,而一般为1.52.0,这时烟气温度为22001800。当空气过剩系数大于1 以后,其大于1 的部份没有一氧化碳与之进行氧化反应,故不能使烟气温度升高,由于吸入大量的冷空气反而起降温作用。因此只有当空气过剩系数为1 时烟气温度最高.在不回收余热的情况下,为了避免过高的烟气温度,一般要求较大的空气过剩系数,通常为34,有时更大一些,这时烟气温度约为1550-1250oO l 2 3 4 5空气过剩系数a值图 1-3 空气过剩系数与理论燃烧温度之间的关系与炉气成份变化一样,在吹炼过程中随着炉内碳氧反应剧烈程度的变化,炉气的温度也是变化着的.在吹炼初期炉气温度较低,随着硅、锰的氧化及熔池温度升高,碳氧反应越来越剧烈,炉气的温度也越来越高。图1-4为转炉吹炼过程中炉气温度的变化规律。图1-5为某30T顶吹转炉厂测得炉气温度变化的情况。吹炼时问图 1-4 吹炼过程中炉气温度的变化2 4 6 8 10 12 14 吹氧时间(分)图 1-5 30T 转炉炉气温度测量值第四节 转炉炉气量及其影响因素一、炉气量的变化规律 从转炉析出的炉气量是设计烟气净化与回收系统的基本参数之一,因此我们必须对转炉吹炼过程中炉气量、烟气量的变化规律有充分的了解。在转炉吹炼过程中,不管采用燃烧法还是未燃烧法,烟气量都是随着炉气量的变化而变化的,而炉气量又是随着碳氧反应的剧烈程度而变化着的。第二节己讲过,在吹炼的前期碳氧反应较弱因此炉气量较小,而在中期碳氧反应最剧烈,则炉气量也就最大,烟气量也就最大,而在吹炼后期,由于熔池中碳已很少,碳氧反应大大减弱,此时炉气量减少,烟气量也减少,从图1-6中可以清楚地看出吹炼全过程烟气量的变化规律。0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100吹氧时问图 1-6 吹氧时间与炉气量关系吹炼过程中的最大烟气量对于烟气净化系统的设计是最有意义的.最大炉气量受到转炉吨位、最大降碳速度等因素的影响,如25吨转炉的最大烟气量约为16000标米3/小时,120吨转炉约为54000标米3/小时,150吨转炉的最大烟气量约为69000标米3/小时.二、影响炉气量的因素影响最大脱碳速度的因素十分复杂,它决定于吹炼中热力学和动力学的全部过程和烟气量的变化。影响最大脱碳速度的主要因素如下:1、 供氧强度供氧强度提高,单位时间内向熔池内提供的氧气量增加,加剧了碳氧反应,使最大脱碳速度增加。由于脱碳速度增加,使炉气量增加。2、 喷枪孔数采用单孔喷枪吹炼时,降碳不易平稳,最大降碳速度与平均降碳速度差别很大,一般最高达0.4%以上,而采用多孔喷抢时,可使供氧均匀,降碳平稳而供氧强度高,吹炼时间短。3、枪位的影响氧枪喷头到熔池液面高度被称为枪位。枪位低,冲击面积小,冲击深度大,钢、渣搅拌能力强,最大降碳速度相应增加,炉气量增加。反之,枪位高,钢、渣搅拌能力减弱,最大降碳速度相应减少,炉气量减少。4、造渣剂及冷却剂加入的影响当用矿石或铁皮作为冷却剂加入炉内时,对最大降碳速度和最大炉气量影响较大。铁矿石中一般含有80% 的Fe2O3.在炼钢的温度下加入时有90%的Fe2O3 发生如下反应。Fe2O3+3C=2Fe+3CO这说明如果矿石加入量大且集中,炉气量甚至可比正常量增加50%左右,造成风机能力不足,炉口大量冒烟,以至于喷溅等.故一般要求矿石在降碳前期分批多次加入,使炉内反应平稳.思考题：1、转炉炉气量及其影响因素？2、转炉炼钢的基本原理？3、转炉炉气的成分？4、冶炼的基本任务是什么？5、影响最大脱碳速度的主要因素有哪些？第三章 转炉煤气回收系统一学习目的 系统掌握转炉煤气工艺流程、煤气回收过程知识及其相关设备介绍。二知识要求1、掌握煤气回收的工艺流程和煤气回收操作；2、掌握煤气回收成分及其最佳回收期的确定；3、了解煤气回收的设备名称及其参数。第一节 概述氧气顶吹转炉炼钢的主要化学反应为：2C+O2=2CO，因此，在转炉吹炼所产生的炉气中含有大量的CO，炉气量的大小，炉气中CO含量的高低，主要是取决于向炉内供氧量及铁水中含碳量的多少。同时，也根据不同的吹炼时期有一定的变化规律在第一章已做过介绍。转炉吹炼中产生的含有大量CO的烟气，被称为转炉煤气，它是属于二次能源范畴。如果将它随意放散,不仅白白地浪费了大量的能源，而且还会由于CO的有毒作用造成公害。如果将它有效的回收利用，在节能、环保方面将会创造出巨大的价值。年产钢二百万吨的转炉炼钢厂，按每吨钢回收转炉煤气六十标准立方米计算，每年可回收发热值为1750千卡米3。一点二亿标准立方米转炉煤气，合三万吨标准煤左右。因此，随着全世界能源供应的日趋紧张，环保要求日益严格，转炉煤气回收越来越受到人们的重视。 在早期的转炉炼钢厂均采用燃烧法处理转炉烟气，那时只能通过余热锅炉回收烟气中的物理热，而对其化学热的回收，只能通过CO在烟道中燃烧来完成一部分，其回收的效率是低的。五十年代末随着转炉炼钢技术的迅速发展，世界各国就以发展生产、利用二次能源、防止公害为目的，对转炉煤气未燃法回收进行了大量的开发研究。首先，由法国创造了著名的IC法，于1962年第一个未燃回收系统在北法和东法黑色冶金联合公司敦刻尔克钢厂投入运行。与此同时日本新日铁公司和川崎重工公司联合开发OG技术，笫一套OG装置于1962年3月在户烟厂2130吨转炉上投入运行。经过不断改造和亮善，到1979年，日本全国平均吨钢回收煤气七十三点一立方米，新日铁君津钢铁厂创造了一百一十三点一标准立方米吨钢的先进记录，使转炉炼钢的能耗降为负值。我国从六十年代中期开始试验，并成功地实现了转炉煤气的未燃回收，在以后兴建的转炉炼钢厂，其烟气净化回收上也均设计为OG系统，为转炉煤气回收打下良好的基础。本章主要介绍转炉煤气回收系统的工艺流程、转炉煤气最佳回收期的确定、转炉煤气的利用、转炉煤气回收系统的主要设备及其工作原理。第二节 转炉煤气回收系统工艺流程 图51 转炉煤气回收系统工艺流程1一风机 2一三通阀 3一放散烟囱7一放空烟囱8一煤气柜9柜后水封4一水封逆止阀 5一V形水封 6一柜前水封10一加压机前水封11一加压机12一回火防止器转炉煤气回收的工艺流程，如图51所示。当煤气可以回收时，三通阀通向水封逆止阀的一方打开，通向放散烟囱的一方关闭，煤气由鼓风机经三通阀进入水封逆止阀，然后经V型水封，煤气柜入柜水封进入煤气柜内储存，当用户需要使用煤气时，煤气由煤气柜经煤气柜后水封、加压机前水封由煤气加压机抽出，通过水封式回火防止器送至用户管道。当不回收煤气的时候，三通阀通向水封逆止阀的一方关闭，通往放散烟囱的一方打开，转炉煤气便经由三通阀进入放散烟囱，由点火器点火后燃烧放散。由设在高温端(一文前)和低温端(煤气鼓风机后，三通切换阀前)的煤气取样分析系统，随时对煤气取样，分析其CO、O2、CO2的含量，当成分合格可以回收时，便将信号传给三通切换阀，通过执行机构使其动作，由放散转为回收。在炉口设置微差压自动调节系统，测试炉口与烟罩缝隙处烟气的压力，并将信号传给二文喉口执行机构适当调节喉口开启度，维持炉口的微压差(020Pa)防止从炉口吸入空气，保证回收煤气的质量。关于转炉煤气取样分析系统和微差压自动调节系统将在本章的转炉煤气回收系统设备部分中阐述。第三节 转炉煤气最佳回收期一、转炉烟气成分变化规律在第一章中已经讲过转炉烟气的变化规律，列了弄清转炉煤气回收的工作原理，有必要对此进行进一步阐述。氧气转炉在整个冶炼过程中，碳和氧的化学反应可以分为三个阶段，即前期、中期、后期。吹炼前期铁水的温度较低，铁水中易于氧化的元素硅、锰等首先氧化，其次是磷等元素的氧化，碳的氧化速度比较低，所以烟气中CO含量较少。随着温度的升高,冶炼中期出现碳氧的剧烈反应，炉气中CO含量逐渐增高，炉气量也随之增加达最大值。在吹炼后期，随熔池中碳的减少，碳的氧化反应逐渐减弱，炉气量下降，炉气中CO含量亦相应减少。所以炼钢过程中烟气量及烟气中CO含量是不断变化的。图52为某30吨转炉在吹炼期间在炉口平面以上250毫米处，所测烟气中CO、CO2、02含量的变化，表51为转炉吹炼期间原始炉气量的变化情况。图52 炉气成分变化曲线表51 30吨转炉炉气量变化情况取样时间(分)12345678炉气量(标米3时)53477123109971116411516121391331914386综上所述可知，转炉炼钢具有冶炼周期短，而烟气成分又随时间变化的特点。所以搞清转炉烟气成分随时间变化的规律，并以此为依据确定最佳回收时间，这是转炉烟气进行回收的关键条件之一。二、降罩时间的确定由于在转炉吹炼间歇期间，风机仍然处于低速运转状态，因此在整个转炉烟气净化系统内充满了空气，在转炉吹炼开始后需要有一段时间才能将系统内的空气驱赶干净，其所需时间的长短，可以根据整个系统的几何容积及风机的吸风量计算，在吹炼前期是升罩操作，加大空气系数使炉气燃烧。这一段时间被称为前烧期。当烟气净化系统中的空气被全部清除后方能将烟罩下降，准备回收。在吹炼后期，由于熔池中碳已不多，炉气中的CO含量下降，停止回收，将烟罩升起使炉气充分燃烧，同时也便于掌握吹炼终点。最佳回收时间的确定有两种方法，即经验确定法和烟气分析确定法。所谓经验确定法，就是根据经验和计算，首先确定转炉吹炼开始后，净化系统中的原始空气被清扫干净所需的时间，即降罩时间，然后对转炉吹炼期的烟气中CO、O2的含量进行反复多次连续测定，根据数理统计找出烟气中含氧量降到2以下，CO含量达到回收标准值的时间及CO又下降到回收规定值以下的时间。把前者作为回收开始的时间，把后者作为回收终止时间，回收终止后即可升罩。所谓烟气分析测定法，就是根据经验确定降罩时间后，有专门的烟气分析设备，分别在系统的高温端(一文前)和低温端(三通切换阀前)取样连续监测烟气中CO、O2、CO2的含量，当它们都达到回收标准时立即进行回收，当CO值又降到回收标准以下时，停止回收。开始回收和停止回收时三通阀的动作都是烟气成分分析装置发出指令信号，由执行机构自动操纵。三通切换阀内通向放散变为通向回收的动作有两个必要条件，即烟罩必须下降，烟气成分必须合格。三、转炉烟气最佳回收期的确定转炉烟气回收的关键问题是安全，未燃转炉烟气是一种剧毒和易燃易爆性气体，因此，回收转炉烟气时，要特别注意安全，设备装置要严格密封，并要采取有效的安全措施，因为O2爆炸下限含量为5.25%所以人们总是希望把氧含量定得O2的越低，回收期就越短，且回收的气体数量也就越少。正确地选择O2的回收上限，这是需要考虑各种因素的一个相当复杂的问题。但确定的原则是明确的，首先要确保回收的安全，其次是在确保安全的情况下最大限度的回收有价值的烟气，所以将上限确定为2，就是在这个原则上考虑的。有了这样一个关键的数据后，我们就可以根据烟气中O2含量随时间变化曲线确定回收期。烟气回收的价值主要取决于CO的含量，CO的热值为3040大卡标米3,CO含量越高，回收的烟气热值越高，使用价值越大。尽管一般的设计要求回收煤气CO含量要达到60，但一般CO含量达到30以上就有回收价值。我们可以根据对回收烟气中CO含量的要求，找出相应的回收时间来，在一定意义上讲，由这个时间所确定下来的回收期就是最佳回收期。也就是说，只要使用单位对烟气中的各种成分含量提出具体要求，我们就可以找出最佳回收期来。因此应该根据本厂内生产实际情况，在综合考虑的基础上确定最佳回收期。即要保证回收系统绝对安全，又要尽可能提高煤气回收率。由于各转炉厂操作工艺、设备条件不同，有的能够降罩，有的不能降罩，有的有炉口微差压自动调节系统，有的没有炉口微差压自动调节系统。因此，不同厂的空气燃烧系数不同，CO的燃烧率也就不同，从而导致烟气中CO含量不同，表52所示出不同空气燃烧系数下，烟气组成及体积的变化。表52 不同空气燃烧系数时的烟气成分序号燃烧空气 ()CO被燃烧()空气燃烧系数()烟气组成()烟气量与炉气量之比(体积)COCO2N21234567891011121314151617OlO2516.4420.5030.7541.0051.2561.5071.7582.0092.35102.50123OO143.50164.00184.50205OOO5810152025303540455060708090100OOOO05O08O10O15O20O25O30O35O40O45O50O600.700.80O901OO86.0075.5070.0066.5058.8052OO46.0040.5035.7,031.4027.4023.8017.4512.107.453.4610OO13.2015OO16.1018.4020.5022.4024.1025.0027.0028.2029.3031.2032.9033.4035.6036.601.0011.3015.0017.4022.8027.5031.6035.4038.7041.6044.4046.9051.3555.0058.1560.9463.401.0001.0811.1301.1621.2431.324l。4051.4861.5671.6481.7301.8101.9722.1352.2952.4602.620某120吨转炉不降罩(烟罩下沿距炉口450毫米)无炉口微差压自动调节装置时，其烟气成分如表53所示，通过表52可见，其空气燃烧系数约为O.35左右，是属于部分燃烧法。表53 半燃烧法烟气成分平均含量及波动范围取样时间CO()CO2 ()O2()N2(分)平均值波动值平均值波动值平均值波动值平均值24681012141618206.611.424.633.636.937.136.735.232.324.65.46.88O6.35.55.65.95.87.28.029.330.126.523.220.419.719.319.219.420.75.43.53.73.42.52.42.62.53.03.42.01.41.1O90.9O90.91O1.21.31.1O8O50.4O50.4O50.50.6O662.157.147.842.341.842.343.144.647.153.4由表53可知，全部烟气试样分析结果表明，其O2含量均小于2，而在86分时CO平均含量为356323，O 2平均含量为O9，故将回收期确定为开吹后的第818分钟。回收的煤气中CO含量平均为34。所示该厂将最佳回收时间定为开吹后的第613分钟，收集的煤气CO含量平均为51。某30吨转炉则根据本厂的实际情况，确定开吹后2分钟降罩在第311分钟回收煤气。在设有炉口微差压自动调节装置及烟气成分自动分析设施时，其煤气回收量为551标米3吨钢，CO平均含量为43.3，在投入炉口微差压自动调节装置，烟气成分自动分析设施及对烟罩、二文喉口进行一定改造后，CO平均含量增为629。其煤气回收量增加到72.1标米3吨钢，煤气回收率达到74。第四节 转炉煤气回收系统的设备一、煤气鼓风机1、风机的选择风机是氧气顶吹转炉烟气净化回收系统中最关键的心脏设备。由于转炉烟气净化方式不同，烟气量不同，由于转炉烟气净化回收工艺流程不同，系统的压力损失也不同。因此，对于不同的转炉炼钢厂应根据自己的生产实际，选择合适的风机。 用于“未燃烧法回收烟气的除尘风机，其进入介质的温度为3565，含尘量为100150毫克标米3，CO含量约为60，对于湿法或半湿半干法的净化流程，气体的相对湿度为lOO，并含有一定量的机械水滴，为适应上述特点，除尘风机应按如下一般原则选择。（1）要求在调节抽风量时，其压力变化不大，同时当风机：在小风量运转时不喘震；（2）具有良好的密封和防爆性能，（3）叶轮、外壳具有较高的抗磨性和一定的耐腐蚀性，（4）机壳上设有水冲洗和其它清灰装置，（5）具有较好的抗震性。 目前国内氧气顶吹转炉烟气净化系统采用的风机，大体上为D型煤气鼓风机，818型空气鼓风机及锅炉引风机三种。一般在“双文一塔全湿法净化回收系统中采用D型煤气鼓风机，干湿相结合的净化系统中采用818型空气鼓风机，燃烧法净化系统则采用锅炉引风机。国内300吨转炉厂因为烟气净化系统压力损失较小，故采用低转速的双进风涡轮型离心风机。2、风机参数的换算选用转炉风机时，应根据烟气在风机入口处的实际工况，对风机名牌参数进行换算。（1）抽气量换算l 标准气量和工况气量的换算：V=V0（1+d/0.804）(1+ t/273)(760/ p) 式中 d机前入口烟气含湿度(kgNm3) t机前入口烟气温度， p 机前入口烟气压力，毫米汞柱，l 在不同转速下的抽气量换算 V2=V1*n2/n1式中 V1风机在n1转速时气量，米3时 V2风机的实际抽气量，米3时 n1风机名牌给定转速， n2风机实际转速o（2）压力换算 H2=H1(n2/n1)2*2/1 (毫米水柱式中H2一风机实际升压数，毫米水柱 H1风机名牌给定的升压数，毫米水柱 2进入风机的工况烟气比重，公斤米3 1风机名牌给定的气体比重，公斤米3。3、风机的性能规格（1）D型煤气鼓风机目前各转炉厂用于烟气净化回收系统的煤气鼓风机有D25011、D50012、DT00132、D1i00一ll(12)及D1850一ll型五种。 D型煤气鼓风机的主要技术性能 D250一ll、D50012、D700132、Dll0011为单向进气，单级离心式鼓风机，从电机端正视为逆时针方向旋转，出风口方向上水平，(D1l00一11型为上左450如图53所示)其主要结构是由外壳，转子、轴承座、密封套等部件组成。叶轮装在主轴前端。随着液力偶合器的应用普及，目前不少D型风机都新增设了液力偶合器装置。图53 Dl100一11型风机外形D 185011型风机是专为120吨转炉烟气净化系统设计的，该风机配有液力偶合器作无级调速。为下部吸入式，水平圆周方向引出，从电机方向看为逆时针旋转，机壳为铸钢的，分为上下两半。上部机壳有检测孔。叶轮外圆为1550毫米，叶片径向后弯，叶片与气流之间的相对流速在进口处为1523米秒，在出口处为941米秒。叶轮外沿的最大切线速度为2325米秒。在叶轮的抗磨性上采取了如下措施： 1）叶片表面镀铬； 2）叶片材质选用强度高的合金钢30CrMnSi一5； 3）叶片厚度增至8毫米。 风机主轴为两端支撑，较单端支撑抗震性能好。风机轴端有一个测速马达有的已改为齿轮磁力测速仪。马达与主轴转速比为2：1；可将风机转数显示存操作室内。另外，风机还设有四个水冲洗点，其中两个深入叶轮气流入口处，其余两个喷嘴喷向叶轮外圆，对称分布，排水口设在最低处。 图54 D1850风机与液力偶合器组装外形(2)风机技术性能表表54 风机技术性能表宁波180t转炉武钢250t转炉A1850-1.086承德建龙D185011唐山建龙吉林建龙流 量(m3分)500062501850970900进口压力MPa0.0770.0810.0730.07720.082进气温度()65686059出口压力MPa0.10500.10300.10650.11020.1102介质重度(公斤米)0.80.7620.90.80.812主轴转数(转分)14501450289029002900电动机功率(千瓦)3000335014001000-1250电压(伏)1000010000600060006000(3)风机技术性能表图55 宁波180t转炉风机性能曲线图 图56 1850一11型风机性能曲线4、 300t转炉双进风涡轮型离心风机国内 300 吨转炉厂 OG 系统所采用的煤气鼓风机系双进凤涡轮型离心风机。其结构如图 5-7 所示。主要性能参数如下 :功率 ：3100KW转速 ：1430 转 / 分容量 ：21000 标米3/ 时干气,426000 标米3/ 时湿气升压 ：1750 毫米水柱气体回收时机前负压：1200毫米水柱机后正压：550毫米水柱气体放散时机前负压 :1580 毫米水柱机后正压 : 170 毫米水柱该风机的主要特点为:(1 )采用液力偶合器与电机软连接。当吹炼时 , 风机转速为1430转/分,功率为3100千瓦,当非吹炼时风机转速为 600 转 / 分,功率为 310千瓦 。按三吹二放散计算,年节电 2000 万度。(2)风机叶片材质采用YVS170铬钼合金,风机1 6个叶片呈后弯形，厚为9毫米，呈双排结构，叶轮直径2610毫米，内侧装四个喷水咀。(3 )轴承密封采用水封装置 , 防止煤气泄漏。由高位水箱自动供水,浮子开关与电机联锁,在密封水位低于规定值时,风机不能启动,在运转时,低于规定水位以下时发出警报。图57 300t转炉双进风涡轮型离心风机5、轴承密封 图58 风机启动前密封水液面变化情况 (a)风机启动前 (b)风机启动后 1一密封环2一回转密封3一密封水6、风机的喘振 （1）通风机性能的不稳定工作区 由于风机的结构形成不同，风机的性能曲线形状也有不同。大致可分三种情况：l 流量从最小到最大的过程中，压力是从最大到最小，当流量最小时，压力最(如图59a)， “通常称为平滑曲线”。l 流量从最小到最大过程中，开始一段压力逐渐增加，到最高点以后逐渐下，直到流量最大时为止(如图59 b)，通常称为高峰曲线。l 流量从最小到最大过程中，开始一段压力逐渐下降，到最低后又逐渐上升，最高点以后又逐渐下降，直到流量最大为止，通常叫作马鞍形性能曲线(如图5一9 c)。图59 通风机性能曲线形状作为转炉净化系统的除尘风机，其性能曲线为a、b两种。对c形状在此不做讨论。从风机的性能曲线来讲，凡是产生a形状性能曲线的风机，不会出现不稳定工作现象。产生如图59 a、 b型状的性能曲线的风机，如工况点落在性能曲线最高点左边时，则风机流量和压力就可能产生剧烈的波动，造成了机器的振动，增大了机器的噪音。这种现象叫做喘振或飞动。通常把最高点左边的这段性能曲线叫做非稳定工作区，把最高点右边的这段性能曲线叫做稳定工作区。因此，选用风机时都把工况点选在性能曲线最高点的右边