转炉一次除尘系统的改造实践.doc

中国冶金装备网-中国冶金人的网转炉一次除尘系统的改造实践摘要：随着转炉一次一次的扩容改造，传统的转炉一次除尘系统已经不能满足现有转炉的除尘要求。因此，新型转炉除尘系统洗涤塔-环缝式除尘系统应运而生。洗涤塔-环缝式除尘系统具有系统阻力小，除尘效果好的特点，在唐山国丰钢铁有限公司得到了很好的应用，是值得普遍推广应用的先进技术。关键词：转炉，洗涤塔，环缝，脱水器Improvement of Primary Dedusting System in ConverterZhou Jingwei（BeiJing Metallurgical Equipment Research&Design Corporation Limited of MCC Group,Beijing 100029）ABSTRACT: The traditional Primary Dedusting system in converter can not meet the requirement. The new system with washing tower-ringed crack dedusting was invented to solve the problem. The system has small resistance and good dust removal effect. The washing tower-ringed crack dedusting system was used in Tangshan Guofeng Iron & Steel Co. And it is worth to promote.KEYWORDS: Converter Washing tower Ringed crack Dehydrator1 引 言世界上转炉除尘采用OG湿法除尘始于上世纪60年代。OG法即在汽化冷却烟道回收高温烟气热能和对烟气进行冷却降温的基础上, 利用两级文丘里洗涤器、弯头脱水器和水雾分离器湿法净化转炉煤气, 净化后的烟气经离心风机, 由三通切换阀自动切换, 分别进行烟气的回收或放散。由于OG法技术安全可靠，自动化程度高，综合利用好，随着世界各国对能源危机的认识深化，越来越多的国家都采用了“OG”法。这一装置自60 年代初期问世以来,被世界各国所采用, 并且得到了很大的发展, 我国从70年代大量开始进行转炉湿法除尘的研发和应用。目前国内广泛采用二文一塔三脱形式的OG湿法，虽然各设计院、钢厂进行了大量的改进工作，但二文的基本结构没有改变，因此转炉一次除尘系统存在着烟气含尘量高、电耗高、循环水量大、风机维修量大等问题。我院针对新型OG法关键设备喷雾冷却洗涤塔及环缝洗涤塔（RSW）进行开发研究。新型OG除尘系统与湿法双文除尘系统相比具有占地面积小，设备组成少，系统阻力损失小，除尘效率高、循环水量少等优点。2 传统湿法双文除尘系统2.1 传统湿法双文除尘系统简介传统的OG湿法虽然有十多种结构形式，也进行了多方面的改进，但始终没有解决两级文氏管的先天缺陷问题。这种技术是在日本发明的，但在日本20年前就已经淘汰，而在我国如今仍然是最广泛采用的技术。典型的传统湿法双文除尘系统如图1（炼钢厂传统转炉一次除尘系统工艺流程图）所示为双文结构形式1。图1 炼钢厂传统转炉一次除尘系统工艺流程图2.2 传统湿法双文除尘系统存在的缺陷一般炼钢厂随着生产能力的不断扩大而进行改造，导致这种系统的处理能力及效果已经远远与炼钢转炉的发展不相匹配，出现这样那样的问题，其主要存在的问题主要有以下几个方面。（1）除尘效果很难达到要求采用传统OG系统有些可以达到我国现在的100mg/Nm3的排放标准，但实际上很多因素会导致排放超标：如果把标准提高到80mg/Nm3或更低，则没有能达到的。另外烟气含尘量过高则容易造成管道结灰严重，给煤气回收利用带来困难。如果为了环保排放达标，必然减小喉口开度，则容易形成炉口冒烟严重。大量烟气与火焰从炉口冒出，使得大梁温升太高而容易变形，而且较大的黄烟对环境污染严重，加重二次除尘负担2。（2）系统阻力大为了达到一定的环保要求，就要调节一文、二文的喉口开度，势必造成整个系统的阻损加大，有时风机全压高达25-28Kpa仍然抽不净，导致电力消耗高。（3）系统可调性差双文系统中一文和二文喉口的可调性均较差，一般调节一次之后就固定不动，等环境变化太大时再调节，因此这种不能随时调节会因为铁水装入量变化大时导致的烟气量变化大对系统造成冲击，发生炉口冒烟严重或烟囱冒黄烟。（4）系统脱水效果不好 丝网脱水器容易发生堵塞而反冲洗不能达到效果，经过一段时间必须人工清理或更换，造成设备经常维修，维修成本高。3 新型洗涤塔-环缝式除尘系统的应用针对传统湿法转炉除尘系统存在的几个主要问题，在唐山国丰钢铁有限公司一炼钢转炉车间采用洗涤塔-环缝式除尘系统，取得了很好的应用。3.1 工艺介绍新型冷却塔-环缝式转炉一次除尘系统的工艺方案是：来汽化冷却烟道的转炉烟气冷却洗涤塔环缝可调节喉口 (RSW型)文氏管旋流脱水器鼓风机，如图2所示。图2 洗涤塔-环缝式转炉一次除尘系统工艺流程图采用湿式蒸发冷却洗涤塔代替原有一文，塔内内径达到3200mm，采用雾化效果好的喷雾喷枪和三层上下喷射的螺旋喷嘴进行喷雾冷却降温除尘。首先，进入冷却塔的烟气温度达到900左右，由一个向上喷射的螺旋喷嘴对其进行粗降温，温度瞬间降低，然后由喷枪和喷嘴进行进一步降温。喷枪的雾化效果非常好，与流速降低的烟气中的大粉尘颗粒结合后降落到洗涤塔底部。从而达到降温粗除尘的目的。其特点是阻力损失小，阻损在100Pa以内，而原先传统一文阻损在3-5Kpa，有时更高，这样可大大降低系统的阻损；通过喷嘴雾化，雾化效果好，可除去粒径大于15微米的颗粒，即烟气含尘量由130g/Nm3降到6.5 g/Nm3；除尘效率高、节水。环缝式(RSW)可调喉口文氏管新技术，它是采用重铊行程控制环缝面积来调节流量的波动。重铊由二文顶部的液压站控制其提升，改变重铊与喉口外壳的间隙来调节流量的。喷嘴由重铊下部向上喷射，与向上的烟气通过环形缝隙，烟气流速可以达到80120m/s，烟气中细小的颗粒粉尘与高速流动的水颗粒结合成大颗粒而除去。喉口开度与烟气流量更接近线性关系，更能适应转炉烟气气量波动频繁的工况，可以通过程序设置成线性调节，除尘效率高；维修清洗方便，不堵塞喉口也不堵塞喷水口。采用旋流脱水器的目的是去除煤气中的机械水。旋流板脱水器替代二文后90弯头脱水器，该设计充分利用了离心力原理，使管道中烟气进入后，水分在叶片上充分撞击凝聚，在经旋流板导出。该设计强化了水气分离，杜绝了原弯管脱水器除尘水被脱除后又被带出后又被部分带出的弊端，脱水效果良好，并且增加了内部空间，便于进行清灰操作，工人劳动强度大幅度降低。3.2 应用实践唐山国丰钢铁有限公司一炼钢转炉车间采用了本套除尘装置，系统阻力明显减小，通过测试，风机前负压为18-20Kpa，很好的解决了转炉除尘系统阻损大的问题，使得所配的风机能够消耗很低的电量即可以满足要求，从而降低能耗。通过采用环缝式可调喉口装置替代原来二文系统，使得调节更加灵活，更能适应烟气的波动性，通过利用自动控制，不仅保证了炉口的不冒烟，而且保证了烟囱排烟达到标准，受到了用户的好评。通过将脱水器改造成旋流脱水器，脱水效果比较好，靠离心作用将水分从烟气中脱离，而且由于风速较高，不容易粘灰堵塞，既节约了循环水也减少了清灰维修。洗涤塔+环缝式喉口+旋流脱水器是新式转炉除尘系统的主要组成部分，每个部分都对传统除尘系统对应的部分具有优势，将他们组合在一起应用在唐山国丰钢铁有限公司一炼钢厂，使用效果非常明显，改造前后系统参数对比如表1所示。 表1 改造前后对比项目改造前改造后风机电流/A74756970系统总阻力/KPa23252022系统用水量/m3h-1260280200230烟尘排放浓度/mgNm-31002006080从表1中对比可以看出，由于系统总阻力损失减小，使得风机电流相应减少，电耗降低。3.3 存在问题洗涤塔-环缝式转炉一次除尘系统虽然比以往的除尘系统有很大的优势，但由于刚处于开发使用阶段，也存在一些问题，需要进一步研究改进措施。比如，本套工艺的自动控制还不完善，没有达到一个较好的控制水平，没有完全满足工艺的需求。因此，更加完善的控制系统开发是今后努力研究的重点。3 结语 新型洗涤塔-环缝式转炉一次除尘系统具有自身的优势，通