转炉已一次干法除尘技术.doc

啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊系统工作流程为:所需软水由厂区管网送至软水箱,由软水泵送至除氧器,除氧水箱. 蒸发冷却器的温度控制根据出入口烟气温度,流量调节喷水量,确保烟气出口温度在控制.啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊转炉已一次干法除尘技术啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊转炉已一次干法除尘技术1 转炉干法除尘技术背景转炉煤气干法除尘是鲁奇（Lurgi）和蒂森（Thyssen）公司20世纪60年代末合作开发的。转炉干法除尘的基本原理是对经汽化烟道后的高温煤气进行喷水冷却，将煤气温度由9001000降低到200左右，采用电除尘器进行处理。转炉干法除尘系统主要包括：蒸发冷却器、静电除尘器、煤气切换、煤气冷却器、放散烟囱、除灰系统等。与湿法除尘（OG）法比较，干法除尘有以下优点：.除尘效率高。净化后烟气含尘量为10mg/Nm320mg/Nm3，如有特殊要求可降至5mg/Nm3。.系统阻力小，耗能低，风机运行费低，寿命长，维修工作少。.在水、电消耗方面具有明显的优越性。.不需要泥浆沉淀池及污泥处理设施。.含铁干粉灰压块后可直接供转炉利用。2 首钢京唐干法除尘设施的技术特点及实施情况首钢京唐炼钢厂采用2+3的“全三脱”两步法冶炼生产模式。配置2座300t脱磷转炉和3座300t脱碳转炉。脱磷转炉平均冶炼周期25min ，脱碳转炉平均冶炼周期28min。正常情况下，实行2+3转炉全量脱磷、脱碳处理，转炉与板坯连铸机采用3对3的高效快节奏的生产模式。在欧洲转炉干法除尘技术应用非常普遍，但是欧洲钢厂均没有采用“全三脱”转炉两步法冶炼技术。在日本“三脱”转炉两步法冶炼技术应用很多，却没有采用转炉干法除尘的实例。首钢京唐钢铁公司是世界上第一个在 “全三脱”两步法冶炼的大型快节奏转炉上采用干法除尘技术的钢厂。该工艺特点是：“三脱”处理后的铁水，已基本不含Si，C、Mn含量也有较大的降低。但是在工业化生产中仍需解决以下两个问题，对“三脱”处理后铁水进行吹炼，开吹后的炉气量和炉气中的CO含量是否会显著增加？如采用干法除尘是否会增加卸爆发生频率？为了实现在“全三脱”冶炼的转炉上应用煤气干法电除尘技术，技术团队对国外进行了考察调研和认真分析研究。分析结论认为：与常规吹炼相比，“三脱”铁水吹炼前期炉气中CO比率不会增加，这对减少卸爆有利。但“三脱”铁水吹炼前期，炉气量会有显著增加（30以上），如“前烧期”空气过剩系数选择偏低（即烟罩开启不够），可能会有部分未燃CO进入除尘系统，造成燃烧爆炸，但如果操作合理、措施得当，完全可以避免卸爆事故的发生。经过反复研究最终确定：在300t转炉“全三脱”冶炼条件下采用煤气干法除尘技术。首钢国际工程公司作为国家“十一五”科技支撑计划重点项目的负责单位，为探索、验证首钢京唐300t “全三脱”转炉干法除尘在脱碳转炉开吹阶段的可行方案，在2007年底到2008年初和京唐公司炼钢部共同组织完成了在包钢薄板坯连铸连轧厂210t转炉“双渣法”模拟脱碳炉冶炼进行的干法除尘试验。两次试验分别于2007年12月25日和2008年1月21日25日期间进行，试验使用了包钢薄板坯连铸连轧厂2#转炉，共冶炼26个炉次。通过双渣法模拟测试了干法除尘系统在脱碳开吹阶段的运行情况，采用了包括3.2m和2.8m两种开吹枪位的试验方案，试验结果是：转炉冶炼、干法除尘系统运行正常，脱碳冶炼开吹阶段没有发生“卸爆”。并根据包钢转炉干法试验的情况，课题组和首钢京唐公司炼钢部编制了适应常规转炉炼钢和“全三脱”两步法炼钢的初步操作规程。3首钢京唐炼钢厂的生产应用情况首钢京唐炼钢厂采用2座300t脱磷转炉+3座300t脱碳转炉吹炼模式，5座转炉均采用干法除尘技术。工艺路线为转炉烟气经汽化冷却烟道，将烟气温度冷却到950以下后，依次进入蒸发冷却器、静电除尘器、ID风机、切换站、煤气冷却器。见图1。从2009年3月13日首钢京唐钢铁厂第一炉铁水在2#脱碳炉开始热试到2010年2月底，转炉共冶炼11555炉，其中包括试验“全三脱”两步炼钢689炉。在转炉干法除尘课题组成员和生产技术人员共同努力下，通过对生产过程中出现的卸爆和输灰等问题的解决，摸索出一套符合首钢京唐炼钢厂的转炉系统与干法除尘系统相配合的工艺参数。3.1解决的主要问题1）卸爆问题首钢京唐300t转炉卸爆发生的主要原因是由于氧枪未打着火或打火时间过长及枪位低等原因，造成氧含量超标而发生卸爆。通过摸索转炉操作和除尘操作相配合的工艺参数降低了卸爆的发生。到2010年3月22日为止，转炉共卸爆15次。目前每月的卸爆次数均控制在0.3%以内。2）粗输灰堵灰问题由于300t转炉自身粗灰量大，加上石灰和副原料条件不好，造成粗灰量大，出现堵灰现象。技术人员通过间断式输灰，并使程序固定化。最终降低了堵灰的频率和输灰链断的情况并降低了操作工的劳动强度。3）冒烟情况300t转炉在使用初期，冒烟问题比较严重。尤其是在氧枪试氧、烧炉嘴、洗炉底时，为保护干法除尘设备，初期操作要停静电除尘器，造成烟囱冒烟。经过一段时间的摸索后，逐步改进发展为全开四级电场，配合喷蒸汽和定量水，从而减轻了烟囱冒烟的发生。4）双联冶炼工艺操作在“全三脱”冶炼试验中，为保证干法除尘系统适应脱磷工艺和脱碳工艺，课题组摸索出了脱磷炉蒸发冷却器喷水控制模型和脱碳炉开吹时氧气流量、罩裙降罩、枪位控制和加料操作等控制模型，从而减少了转炉因CO/O2、H2报警提枪次数和泄爆事故的发生。为配合转炉进行双联冶炼操作，课题组通过消化蒸发冷却器喷水模式，摸索出脱磷工艺蒸发冷却器喷水曲线并固化程序，在HMI画面上修改为选择操作，可选择常规或脱磷工艺喷水曲线。3.2首钢京唐炼钢厂应用情况1）煤气回收及蒸汽回收表1为首钢京唐炼钢厂统计的2009年10月12月的煤气回收情况，表2为京唐公司统计的2009年10月12月的蒸汽回收情况。从以上两表可以看出，蒸汽回收量和煤气回收量已经基本达到了课题目标要求。2）烟尘排放浓度通过在线粉尘分析，排放烟气含尘量平均为10mg/Nm3，最低在5mg/Nm3以下，基本实现15mg/Nm3课题目标要求。4 大型转炉干法除尘设施的消化引进再创新的研究内容为了进一步消化引进转炉干法除尘技术装备，课题组联合国内具有一定实力和研制基础的单位，对转炉干法除尘的核心设备和技术进行研发。目前研发工作已经全面完成，正在进行课题总结工作，准备在2010年完成课题的验收工作。4.1转炉煤气干法除尘新工艺控制的优化1）干法除尘工艺对转炉吹炼工艺控制的研究。2）研究转炉全三脱吹炼过程中，烟气成份、温度的变化规律，开发干法除尘系统精确控制技术。3）转炉全三脱冶炼条件下,与干法除尘工艺连锁控制技术的研究。4）干法除尘与回收系统关键复合功能组检测与控制技术，蒸发冷却器复合功能组（EC）、静电除尘器复合功能组(EP)、风机站复合功能组（ID）、煤气切换站复合功能组、煤气冷却器复合功能组（GC）、放散塔复合功能组。目前完成干法除尘工艺对转炉吹炼工艺控制的研究，编写完成了干法除尘工艺对转炉工艺的工艺操作要求。完成了“全三脱”冶炼工艺及相应干法除尘系统的快速检测。继续跟踪京唐公司炼钢部共同完成“全三脱”条件下的工艺连锁和相关功能组的检测与控制技术的研究，编制完成适合京唐炼钢厂转炉“全三脱”冶炼模式的自动化连锁程序。4.2转炉煤气干法除尘新工艺冷却系统的优化1）对蒸发塔的烟气流场、温度场及塔内的烟气均布、水蒸汽均布进行研究，并对喷水装置的安装位置及断面分布、烟气流速进行优化。2）建立蒸发塔的数学模型，利用CFD软件对其进行数值模拟，并根据计算结果对蒸发塔的冷却装置进行设计优化；3）对蒸发塔内的粉尘运动进行数学模拟，通过数值计算得到粉尘在蒸发塔内的运动轨迹和沉降位置，并提出相应的粉尘堆积位置。4）建造实验设备（1：10），主要实验设备包括蒸发器模型（有机玻璃）、喷水装置、泵和风机。已经建成蒸发冷却塔数模。对蒸发冷却塔温度场、水蒸汽浓度分布、湿塔底的原因、烟气流动均布装置等进行了研究，并完成了总结报告；物理试验试验场所已选定，正在建设；下一步在试验设备建成之后，进行相关的物模试验。4.3转炉煤气干法除尘新工艺蒸发冷却塔喷枪设备开发1）研究喷枪的基本原理、构造、基本特征等基础理论。2）制造样品试验。3）研制出国产化合格产品。完成首钢京唐炼钢厂喷嘴备件的测绘工作、图纸设计及审查工作。完成了样品制造，并进行了相关试验。下一步将做出合格样品运抵首钢京唐现场，完成研究与试制报告。4.4转炉煤气干法除尘新工艺电除尘器泄爆阀的设备开发1）研究泄爆阀的基本原理、构造、基本特征等基础理论。2）制造样品试验。3）做出国产化的合格产品。泄爆阀已经完成试验样品的图纸设计和样品制造，并在2010年2月底对样品成功的进行了爆破试验，下一步将最终做出合格样品运抵首钢京唐现场，按期完成研究报告。4.5转炉煤气干法除尘新工艺眼睛阀的设备开发1）研究眼睛阀的基本原理、构造、基本特征等基础理论。2）制造样品试验。3）做出国产化的合格产品。眼睛阀已经设计、制造完毕并运抵首钢京唐现场安装使用，同时已经完成研究报告。5 转炉干法除尘技术研发团队首钢国际工程公司课题组成员在教授级高级工程师何巍、张福明的领导下，锻炼了一支以教授级高级工程师张德国、韩愈京，高级工程师王力群、黄忠泽、于育良等一批炼钢和燃气设计师为主导，多名工艺及燃气专业的年轻同志，如工艺设计人张凌义、刘东，燃气设计人曹勇杰、陶有志、马亮等工程师为技术骨干的专业化技术团队。他们组织并承担了转炉煤气干法除尘技术研发课题，同时为国家和企业培养了多名青年技术骨干。近年来，这支由老中青三代技术专家组成的技术团队完成了多项具有自主知识产权的干法除尘专利技术干法除尘的介绍：1.1干法除尘的简介：所谓的干法除尘是相对于湿法除尘而言，转炉一次除尘系统一直以来以OG法（湿法除尘）为主， OG法即湿法除尘，该方法存在的最大缺点是能耗高、耗水量大、污水处理复杂、运行成本高。而干法除尘方法最大的优点是能耗低、耗水量小，环保效果明显，但是该方法一次投资大、结构复杂、耗材多；并且设备机构比较复杂、技术难度大。干法除尘的核心是温度的控制，包括EC（蒸发冷却器）出入口的温度，EP(静电除尘器)出入口的温度，如何保证上述温度的控制是保证干法除尘系统正常运行的前提，温度控制的基础就是保证在EP的电场内不出现气流冷凝的现象，既在电场不会出现潮湿现象，吸附的灰尘是干燥的，不潮湿。如果气流温度过低，所产生的灰尘将出现板结现象，造成EC粗输灰系统及EP细输灰系统的堵塞，并且潮湿的灰尘容易挂在阴极线和阳极板上，不容易下落，造成阴极线的肥大，减小了极距，导致电场的放电频率增加，容易引起卸爆，并且影响除尘器的除尘效率，更严重的是加剧电场内设备的腐蚀，降低设备的使用寿命；另外气流温度过低，将造成风机内出现积水现象，增大风机叶轮的腐蚀速度；但是气流的温度过高将造成设备的额外烧损，降低电场的除尘效果。因此，对于干法除尘而言，气流温度的控制非常重要的，通过干法除尘系统的运行，对于除尘器的入口温度应控制在1201400C为最佳，此时能够保证气流含有一定的水汽，并且保证气流在除尘器内不会产生冷凝，不会造成电场内的放电次数的加剧，也不会造成灰尘的潮湿，又能保证电场内的设备不会遭到破坏。1.2干法除尘的设备组成及工艺介绍：1.2.1干法除尘由以下主要设备组成：蒸发冷却器（EC系统）；煤气管道；静电式除尘器（EP系统）；ID风机；切换站（SOS）；煤气冷却器（GC系统）。1.2.2干法除尘的工艺流程：参考工艺流程图1.3各设备的主要功能1.3.1蒸发冷却器（EC系统）：主要是对转炉高温烟气进行冷却，达到电除尘器所需的温度，是整个干法除尘的核心。1.3.2静电式除尘器：主要通过对阴极线施加高压电，阴极框架和阳极板之间形成电场，将通过电场气流中的颗粒进行电离，使其中的灰尘分别带有正电荷和负电荷，分别向阴极线和阳极板上移动，在移动的过程中对其它的中型颗粒进行击打，使其变为带电体，向两极移动，达到除尘的效果。静电式除尘器是干法除尘的关键。1.3.3ID风机：为干法除尘系统提供动力，将转炉在生产过程中产生的废气和灰尘吸到除尘器内，通过除尘器对转炉废气进行净化，净化后的转炉废气分别送往煤气柜或者排放到大气内。ID风机是干法除尘设备维护的一个重点。1.3.4切换站及煤气冷却器：切换站的功能通过对烟气成分的化验和分析，进行煤气的回收或放散，由两套杯阀进行煤气的回收或者放散。煤气冷却器主要对回收的煤气进行冷却，达到回收所需的温度。一、LT干法除尘简介2005年包钢新建2座120吨转炉，并且实现当年建设当年投产，建设工期8个月，其中与德国Lurgi合作，配套建设干法除尘，2006年二炼钢在一炼钢建设及运行经验的基础上把原2座220吨转炉湿法除尘与奥钢联合作改为干法除尘。二、LT干法除尘的原理LT干法除尘主要是指烟气净化及煤气回收系统，它是使烟气经过蒸发冷却器冷却降温和粗除尘后进入静电除尘器进行精除尘，经精除尘后合格的煤气通过切换站送往煤气柜，不合格的通过烟囱点火放散。三、系统主要设备与关键技术1、蒸发冷却器系统主要技术之一-蒸发冷却器，它精确要求通过雾状喷水直接冷却烟气，并根据烟气含热量精确调节喷水量，所喷的水完全变成蒸汽。2、圆筒型电除尘器系统3、ID-Fan子午加速轴流风机4、切换站和煤气冷却器5、放散烟囱6、控制系统四、干法和湿法除尘的比较1、净化后烟气含尘量低转炉干法除尘系统净化后的烟气含尘量可以达到10mg/m3，远低于国家规定的排放指标（100mg/m3），有显著的环境效益，且回收的煤气可直接经煤气加压风机直接供给用户使用。2、风机寿命长由于干法除尘净化后粉尘为干性，含尘量低，磨损性小，维护工作量小,风机叶片几乎没有粘灰现象，因而风机使用寿命长。3、节电效果特别显著经计算转炉干法除尘系统吨钢耗电量为6.2kwh/t，湿法除尘系统吨钢耗电量15.37kwh/t，所以干法除尘系统比湿法除尘系统吨钢节电9.1kwh/t。4、节水 从总循环水量上比较，湿法除尘系统总循环水量是干法除尘系统总循环水量的3.3倍，并且湿法除尘系统需要庞大的污泥处理系统，而干法除尘系统由于煤气冷却器冷却的是净煤气，仅有极少量的污水外排，利于环保。5、粉尘利用率高干法除尘系统吨钢干粉尘回收送烧结厂直接重复利用或就地压块直接返回转炉。6、水处理费用低干法除尘水处理费用0.14元/吨钢，湿法除尘水处理费用为2.23元/吨钢。7、运行和维护人员少8、占地面积少干法除尘系统总占地面积仅为湿法除尘系统的三分之一。12、一次性投资高LT干法除尘由于关键技术和设备都引进国外，所以一次性投资比湿法要高，约为湿法的2倍，但随着技术和设备的国产化进度，投资会大幅度的降低。13、维护和操作技术要求高LT干法除尘对维护和操作的人员的素质要求很高，而湿法除尘系统维护和操作简单方便，但通过对相关人员进行技术和实践培训，完全能达到要求。14、经济效益高目前120T转炉已经实现负能炼钢，这是在自动炼钢没有发挥作用的时候就已经实现的。五、生产和运行存在的主要问题1、CE热电偶测温不准和相应速度慢EC出、入口热电偶的准确与否直接影响到喷水量的调节，在生产中经常出现测量的温度与实际的烟气温度有个时间差，造成晚喷水或晚关水，使得除得的粗灰湿。2、输灰机堵灰EC、EP输灰机堵灰，尤其EC输灰机及易堵灰，主要是由于EC温度控制不好，喷水量大，造成灰湿，输灰机箱体及下料管堵灰。3、泄爆转炉干法除尘在正常冶炼中容易产生爆炸，为了防止在除尘器里产生大的爆炸。为了避免泄爆要求系统不能大量漏风、工艺操作要精心。4、电场极板变形在运行中发现极板易变形，主要是由于电场温度控制不好、以及电场内部由于漏风造成内部燃烧。5、一电场电压和电流低一电场电流和电压低，始终没有其它电场高，而且带动二电场在吹炼时也低，经常造成除尘效果不好。六、管理中的一些经验1、针对泄爆问题，对炉前冶炼操作做了相应的改动，防止除尘器泄爆。2、在正常吹炼时，适当时候加料不容易泄爆。3、在下枪吹炼时，严格控制O2流量。4、EC入口热电偶国产化，我们与国内几家厂家联合作试验，经多次，多种形式试验后，进口热电偶使用周期为1个月，目前我们的周期延长到近3个月。5、操作站系统改造。最初由西重所操作站系统，运行速度和画面切换特别慢，而且存储数据特别的少，没有历史趋势，我们利用自己的力量对操作站系统改造，后运行速度和画面切换速度很快，而且存储数据特别多、时间长。6、煤气分析仪国产化。煤气分析仪当时外方要求使用进口产品，我们在国内寻找完全能满足生产的要求的产品杭州聚光公司分析仪，而且比外方价格低一倍。7、输灰系统的改造。在投入生产后，输灰系统堵灰和链条断严重影响了转炉的正常生产。两座EP输灰系统共用一条集中输灰机，和一个斗式提升机，由于输灰量选型偏小，造成经常堵灰，利用炉役修把两台输灰系统彻底分开，且把原集中输灰机作为两座转炉的应急输灰。8、风机增加在线吹扫，为了使风机叶轮不挂灰，我们增加了在线吹扫，目前运行很好，避免了因有时除尘效果不好风机挂灰，造成风机振动，影响生产的故障。9、ID-Fan风机国产化，我们与上海鼓风机厂共同研究进行国产化，经过3个月的攻关国产风机投入运行，且完全能够满足工艺的要求，这在国内也是第一家。10、电除尘器的检修经验，特别是在封顶前，先进行升压试验，便于更好的查找除尘器内部件检修的质量和效果。对于极板调整及间距调整寻找到了一种切实可行的办法，并且保证了除尘器的检修质量。更多“管”信息 环琪(太仓)塑胶工业有限公司广州分公司 环琪(太仓)塑胶工业有限公司广州分公司拥有各式塑料阀、管、管配件等管路设备制造技术。 韩国麦格玛科技发展（南京）有限公司 IOREX水处理器有效的去除管道、锅炉、冷却水塔内壁的水垢、水锈、腐水，阻止和杀死自来水中的有害的微生物和细菌。 莱钢120t转炉烟气干法除尘工艺技术 周茂林，沈惟桥，孟宪俭，王玉春 （莱芜钢铁股份有限公司 炼钢厂，山东 莱芜271126） 摘要：莱钢120t转炉采用干法除尘工艺，该工艺由烟气冷却、净化回收及控制系统组成，其中，烟气净化回收系统由蒸发冷却器、静电除尘器、轴流风机、煤气切换站等组成。除部分主体设备外，蒸发冷喷嘴、静电除尘器高压电气设备、轴流风机及控制系统等关键设备从国外引进。生产实践表明，系统运行稳定，净化后的烟气含尘量仅为6.6mg/m3，运行费用低。 关键词：转炉；干法除尘技术；烟气；含尘量 中图分类号：X757 文献标识码：B 文章编号：1004-4620（2005）05-0017-03 Dry Dedusting Technology for 120 ton Converter Flue Gas at Laigang ZHOU Mao-lin, SHEN Wei-qiao, MENG Xian-jian, WANG Yu-chun （The Steelmaking Plant of Laiwu Iron and Steel Co., Ltd., Laiwu 271126, China） Abstract: The 120 ton converter at Laigang adopts dry dedusting technology for the flue gas cleaning and reclaiming, which is composed of the flue gas cooling, cleaning, reclaiming and the control system, thereinto, the flue gas cleaning and reclaiming system consists of the evaporating cooler, electrostatic cleaner, propeller-type fan and gas changing-over station etc. The key facilities such as the evaporative cooling spray nozzle, high voltage electric equipment for the electrostatic cleaner, the fan and its control system are imported from abroad, with part body exception. The production practices show that the system runs stability, the dust removal efficiency is high, the dust content of the flue gas after cleaning is only 6.6mg /m3 and the running cost is low. Key words: converter；dry dedusting technology；flue gas；dust content 我国现有的转炉煤气净化与回收系统多采用传统的湿法除尘技术（OG法），自动化控制水平低，煤气回收量较低，一般吨钢平均回收热值为8360kJ/m3的煤气7080m3。净化后的煤气含尘量仍达100mg/m3,出煤气柜后,需进行湿式电除尘,回收系统能耗较大。目前转炉炼钢的吨钢工序能耗为23.6kg标煤。干法除尘技术(LT法)的吨钢煤气回收量为100m3(煤气热值为8360kJ/m3),煤气含尘量10mg/m3,炼钢吨钢工序能耗仅为10kg标煤。因此，转炉烟气干法除尘技术被公认为是今后的发展方向。莱芜钢铁股份有限公司炼钢厂（简称莱钢炼钢厂）从2002年12月至2003年6月，经多方考察论证，确定在大H型钢生产线采用干法除尘技术。2004年2月完成120t转炉干法除尘施工图设计和控制系统的软件编程，2004年6月底建成。整个工程投资约1.2亿元，投产后10天就达到设计能力，并持续稳定地生产至今。1 干法除尘工艺技术简介莱钢炼钢厂建有3座120t顶底复吹式转炉，年设计产量500万t，三吹三生产，现实际年产量达到300万t，均采用干法除尘技术。工艺范围从烟气进入蒸发冷却器开始到煤气冷却器为止，主要由蒸发冷却器、圆筒静电除尘器、风机、切换站、煤气冷却器等设备组成。静电除尘器、蒸发冷却器本体等LT系统主体设备在国内制造；蒸发冷喷嘴、静电除尘器高压电气设备、ID轴流风机及控制系统、煤气回收切换站等关键设备从德国鲁奇公司引进。工艺流程（见图1）：约1550的转炉烟气在ID风机的抽引作用下，经过烟气冷却系统（活动烟罩、热回收装置及汽化冷却烟道）；温度降至8001200进入蒸发冷却器；蒸发冷却器内12个双介质雾化冷却喷嘴，对烟气进行降温、调质、粗除尘，烟气温度降低到150200，同时约有40%的粉尘在蒸发冷却器的作用下被捕获，形成的粗颗粒粉尘通过链式输送机、双板阀进入粗灰料仓由汽车外运。经冷却、粗除尘和调质后的烟气进入有4个电场的圆形静电除尘器，烟气经静电除尘器除尘后含尘量降至10mg/m3以下。静电除尘器收集的细灰，经过扇形刮板器、底部链板输送机和细灰输送装置排到细烟尘仓由汽车外运至烧结厂重复利用。经过静电除尘器精除尘的合格烟气经过煤气冷却器降温到7080后进入煤气柜，不合格烟气通过火炬装置放散。整套系统采用自动控制，与转炉的控制相联系。 图1 120t转炉干法除尘系统流程120t转炉LT工艺技术参数如下：3120t顶底复吹转炉；平均单炉产钢水量135t；最大烟气量88900m3/h.台；炉气含尘80150g/m3；蒸发冷却器入口烟气温度8501200；最终煤气含尘量6.6mg/m3；吨钢煤气回收量91.4m3（热值8360kJ/m3）。2 系统构成及功能2.1 烟气冷却系统120t转炉烟气冷却系统即余热锅炉为全汽化强制循环和自然循环相结合的冷却系统。强制循环系统分为低压强制循环和中压强制循环，由活动烟罩、除氧器、热水循环泵和循环管路组成低压强制循环系统；由炉口可移动段烟道、汽包、热水循环泵和循环管路组成中压强制循环系统；由固定一段烟道、固定二段烟道、末段烟道、汽包和循环管路组成中压自然循环系统。系统工作流程为：所需软水由厂区管网送至软水箱，由软水泵送至除氧器，除氧水箱的水一路由低压强制循环泵送至活动烟罩进水管，通过活动烟罩后，再经回水管返回除氧器形成低压强制热水循环系统。除氧器的水一路由锅炉给水泵给汽包、蓄热器补水。汽包内的水经下降管分四路分别至可移动段烟道、固定一段烟道、固定二段烟道、末段烟道，汽化冷却烟道吸收烟气的热量，烟道内的水部分汽化形成的汽水混合物经上升管返回汽包。其中，一路下降管水经中压强制循环泵送至可移动段的下降管，通过可移动段后，再经上升管返回汽包，形成中压强制循环系统。为使转炉汽化冷却产生的蒸汽得到充分利用和回收，并使外网不受转炉冶炼周期影响汽源压力波动，设置蓄热器，余热锅炉所产蒸汽经自动控制调节阀调节并入厂区蒸汽外网。2.2 烟气净化回收系统2.2.1 蒸发冷却器转炉冶炼时，对含有大量CO的高温烟气冷却后，才能满足干法除尘系统的运行条件。蒸发冷却器入口的烟气温度为8501200，出口温度约为200才能达到静电除尘器的条件。为此，采用12个双流喷嘴调节最佳水量降温。双流喷嘴的水量可根据进入蒸发冷却器内的干燥气体的热含量随时调整。通入的蒸汽使水雾化成细小的水滴，水滴受烟气加热被蒸发，在汽化过程中吸收烟气的热量从而降低烟气温度。蒸发冷却器除了冷却烟气外，还可依靠气流的减速以及进口处水滴对烟尘的润湿将粗颗粒的烟尘分离出去，达到除尘的目的。灰尘聚积在蒸发冷却器底部由链式输送机和双摆阀连续排出。蒸发冷却器还有对烟气进行调节改善的功能，即在降低气体温度的同时提高其露点，改变粉尘比电阻，有利于在静电除尘器中将粉尘分离出来。除了废气冷却和调节以外，占废气中总灰尘含量40%50%的粗灰也在蒸发冷却器中进行收集。2.2.2 静电除尘器静电除尘器放置在炼钢车间的外部，其集尘电极通过除尘器的外壳接地，集尘电极之间形成通道，而要净化的炉气流经这些通道。在集尘电极之间布置高压框架，框架中装有放电极（阴极）并和高压供电系统连接，由绝缘子支撑。在放电极的紧邻区域是极高强度的电压，由于电晕电压排放的结果，导致形成带负电荷的气体离子，在放电电极和集尘电极之间的电场作用下，带负电的气体离子偏移到带正电的集尘电极上。灰尘离子因而受到部分气体离子的作用同样带上负电，自由移向集尘电极。积聚在集尘电极上的细颗粒粉尘通过振打脱尘系统，掉落在静电除尘器底部的粉尘漏斗中。静电除尘器是一个圆桶形的钢板外壳，带有隔热装置，设计有4个独立的电场，平行布置。电场通道间是形成接地的集尘电极和在其间承载所安排的高压排放电极，集尘电极由单个极板组成，极板形状是按照煤气流向串联排列，各个极板都悬挂于一个共用的顶部结构，并由共同底部支撑结构支撑。通过一个引导杆系统，在其下部导向。放电极系统由排列在通道中央的框架组成，放电极夹紧在框架中,框架是通过支撑框和支撑管连接于上部壳体结构上的支撑绝缘子上。绝缘子采用电加热，用氮气进行吹扫,以防止由于粉尘的积聚或者绝缘体壁的冷凝物（水和汽）形成而产生电火花，导致电器击穿。2.2.3 轴流风机在LT系统内，气体通过轴流风机流通。这种风机具有效率高、气流为直线型的优点。120t转炉ID风机电机功率为715kW。2.2.4 切换站该装置原理上是一个干式运转的阀门站，主要由两个严密密封的具有调节性能的钟型阀组成，负责在火炬和煤气柜之间进行快速切换，以达到回收尽可能多的转炉煤气的目的。另外开关转换必须不会导致烟气压力的突然变化，否则在转炉烟气捕集段将产生干扰性的烟气喘振现象。阀门关闭时必须在转换的终点位置完全密封，为此LT系统的钟型阀配有液压装置，与调节控制装置协同保证在火炬和煤气柜之间阀门快速切换的同时无压力突变现象。2.3 控制系统LT控制系统共分三个控制回路：蒸发冷却器的温度控制、风机流量控制、切换站气体成分控制。整个控制系统的关键是静电除尘器的控制，其性能特点是：根据吹炼、停吹、振打等三种工作状态，进行火花跟踪控制、间歇供电、反电晕检测、峰值跟踪控制和各种保护功能。按设定好的程序对电压和电流进行调节，以发挥最大的电流效率和确保安全生产。电压的峰值为80000V，均值为50000V。电流峰值为2800mA，均值为2000mA。蒸发冷却器的温度控制根据出入口烟气温度、流量调节喷水量，确保烟气出口温度在控制范围内。烟气在汽化冷却和除尘装置的流量，由流量控制系统确定。烟气流量可通过烟气流量调节器的输出信号控制，这种控制可通过改变风机的转速来实现，使炉口保持微正压。汽化冷却烟道中的静压力是决定烟气流量调节的主要参数，另外对烟气流量调节起作用的影响参数是吹氧量和烟气量，在转炉正常作业中，1台计算机负责处理这三个参量并将此作为修正参量输给风机速度调节控制机构，对于在炼钢过程中进行的加料作业，如矿石或石灰石，或者辅助作业，LT系统的烟气流量调节系统将根据给定的程序做出反应。切换站气体成分控制为在规定的时间内，根据烟气成分分析确定切换站的动作。当烟气中CO含量大于规定值30，氧气含量小于规定值2时，回收烟气阀打开。烟道转换所用阀门配有调节元件，流线型通道形状调整膜，便于在烟气切换时系统的压力平衡，防止在转炉口烟气捕集点发生喘振现象。干法除尘系统自动化控制范围是从汽化冷却烟道开始到煤气冷却器结束，设一级基础自动化，与转炉本体、汽包等自动化系统进行联网通讯，组成以太网光纤环网。其自动化控制水平高，具有自适应功能的控制软件，使得干法除尘系统的运行更加符合炼钢工艺的实际变化情况。3 生产实践2004年7月2日莱钢第一套干法除尘系统投运，第二、三套干法除尘系统相继于2004年8月29日、2005年1月2日投运。系统运行稳定，除尘效率高，运行费用低，至今三套干法除尘系统均已通过了验收。生产实践表明，三套干法除尘系统净化后的烟气含尘量考核值平均在6.6mg/m3；风机使用寿命长，维护工作量小。吨钢用水量约为0.05m3，是湿式系统的1/5左右，整个系统没有污水外排，利于环保。干法除尘系统阻力约为7500Pa，吨钢耗电量为3.05kW.h，较湿式系统吨钢节电3.72kW.h。系统自动化程度高，煤气回收时切换速度快，吨钢可回收热值8360kJ/m3煤气91.4m3。同时，由于粉尘含量低，煤气质量高，为煤气并网带来了延伸效益，可以省去并网前的精除尘和消除对管网的伤害。莱钢大型H型钢120t转炉工程干法除尘系统的设计、施工和生产实践，为中小型钢铁企业转炉煤气净化与回收系统的建设和提高技术装备水平开创了一条切实可行的新途径。PLC在莱钢120吨转炉烟气干法除尘控制系统中的应用1 引言 为适应转炉炼钢生产的不断发展和环保要求，继宝钢之后，莱钢3120t转炉煤气净化和回收系统引进了德国鲁奇与蒂森两公司合作开发的干法除尘技术，简称LT法，并首次在国内进行了LT控制系统的开发和设计。LT系统主要由烟气冷却系统、净化系统、煤气回收和放散系统组成。控制系统采用了西门子S7-400系列的PLC，对蒸发冷却器、电除尘器及阀门等工艺生产线设备实现过程检测、监视、调节和控制。 2 工艺控制过程简述 转炉烟经汽化冷却烟道冷却后,温度为8001000进入蒸发冷却器，根据烟气含热量精确控制喷水量，使蒸汽将水完全雾化后冷却烟气降至200左右，约有45%的粗粉尘沉降并通过链式输灰机、灰斗等装置送至灰仓;冷却后的烟气进入圆筒型电除尘器，电除尘器设四个电场，采用高压直流脉冲电源，根据系统运行的不同阶段控制电压，收集剩余的细粉尘，使经过电除尘器的烟气含尘量在10mg/Nm3以下;为适应转炉烟气的变化，轴流风机设变频调速，实现流量调节，并根据气体分析仪检测的CO浓度来控制切换站将煤气送至烟囱或煤气柜，实现放散或回收的快速切换。 3 自动化控制系统的构成 LT自动化控制范围是从汽化冷却烟道开始到煤气冷却器结束，设一级基础自动化，与转炉本体、汽包等自动化系统进行联网通讯，组成以太网光纤环网，通过服务器实现PLC与上位机之间的数据传输、存储和报警等功能。PLC由CPU、存储单元、电源模块、通讯模块、I/O模块、高速计数模块等组成，根据LT设备分散的特点，其自动化硬件系统构建更加灵活合理，上位机放在转炉主控室内，PLC按设备分布区域划分为主站和从站，从站为主PLC的远程扩展单元，通过IM460-4和IM461-4接口模块进行通讯,其中主站PLC柜与MCC、变频器及电除尘器的高压硅整流电源控制装置均放置在干法除尘配电室内;而从站则设在转炉主控楼的PLC控制室，主要是控制蒸发冷却器和相应的输排灰等转炉车间内的LT设备。 4 系统的控制功能和特点 PLC系统为西门子S7-400系列可编程控制器，主CPU为S7-416-2DP，采用功能强大的STEP7 5.2软件包进行软件开发，以实现计算机对干法除尘系统的在线检测、控制、调节和诊断功能;监控机采用WINCC 6.0组态软件，用于编制生产过程流程图，显示设备运行状态，对烟气量、炉口压力、蒸发冷却器入口及出口温度等重要工艺参数作实时和历史趋势，故障报警，报表打印，进行数据设定和操作显示等，完成人机对话。 4.1 蒸发冷却器的喷水控制 当蒸发冷却器入口温度达到预定温度时,供水阀打开,双介质喷嘴同时喷出蒸汽和水,使水在排出时被雾化，所需要的喷水速度是由要在蒸发冷却器中降低的转炉烟气热含量来决定的，因此使用单位时间从热输入推算出来的水流量作为设定值，将实际喷水量作为控制器的输入进行比例控制，通过快速气动调节阀自动调节水流量，其喷水响应时间在4s左右;另外，考虑炉气的比热随着炉气成分和温度而变化的因素，针对蒸发冷却器出口温度设置一个温度控制回路，其输出信号用来改变单位时间的喷水量和计算的水流量之间的比例关系，对上一个比例控制器起到前馈控制的作用，使蒸发冷却器的出口温度控制在设定温度范围内。 4.2 转炉的烟气流量控制 为了适应炼钢工艺，将炼钢过程分为不吹氧、预热、开始吹氧、吹氧、吹氧结束、炉口清理等六个阶段，分别设定各阶段由轴流风机的变频器控制的烟气流量，根据该设定值和炉口压力来实现转炉烟气流量的控制。 将吹氧量与炉口压力控制器的输出信号相乘所得到的值，加到各阶段烟气流量设定的串级比例控制器上。如果吹氧速度发生变化，这种比例控制能够通过炉口压力控制器的输出信号，确保烟气的流速在相同的比例上立即得到适应。 炉况的变化以及炉气温度等所导致的余热锅炉中的压力变化通过压力控制器对吹氧速度和烟气流量之间的比例关系加以修正来进行补偿。测量的烟气流量根据标准的条件进行压力和温度校正。此外，将喷入蒸发冷却器的水蒸汽含量从校正后的烟气流量中扣除，使得受控变量能够代表标准条件下干态的烟气流量。 烟气流量控制器的输出信号经过变频器控制轴流风机的转速。 4.3 切换站的压差控制和钟形阀的位置控制 在炼钢过程中，烟气放散或回收是由CO的浓度条件来触发切换的，通过切换站的两个分别通往煤气柜和烟囱的钟形阀的开启来实现控制。 在放散转回收之前，首先通过烟囱钟形阀对风机下游的压力进行憋压，直到高于煤气柜一定的压力才能进行回收操作;当回收切换至放散时，也必须保持一个小的正压，以防止煤气从煤气柜倒流，因此针对这两种不同的切换方式，在程序中也必须由具有两个不同设定值的差压控制回路来控制切换过程，该控制器的输出信号控制烟囱钟形阀的开度调节，使煤气柜钟形阀前后的压差达到相应的设定值，从而保证煤气在正常切换或紧急快速切换过程中均能实现无压力扰动切换。LT系统的烟气切换所需时间仅为8秒，如在作业过程中发生事故，烟气流可在3秒内被迅速地从通往煤气柜切换到通往火炬的通道里。 5 结束语 莱钢3120t转炉烟气干法除尘系统已于2004年七月运行投产，目前运行效果良好。与传统的湿式OG法相比，LT系统采用了先进的工艺和控制技术，在各种性能指标的对比上均有着明显的优势，干法系统较湿法省水省电，节省运行费用和多回收的煤气效益之和为1060万元，另外，干法除尘的外排粉尘含量6.6mg/Nm3，湿法