新钢三炼钢转炉除尘系统的优化改造

1、新钢三炼钢转炉除尘系统的优化改造李晓少 艾建伟 漆良明 张宁峰(新余钢铁公司机动处第三炼钢厂 江西新余338001摘 要 新余钢铁公司第三炼钢厂转炉除尘系统除尘效果差,外排烟气含尘浓度高,严重污染环境。针对这些缺陷,采用未燃法工艺对其进行了优化改造,取得了较好的经济效益和环境效益。关键词 转炉除尘系统 优化改造 烟尘治理O ptimiza tion Renovation on the C leaning System of Co nverter in No.3Steel Plant of Xinyu Iron and Steel Co.,Ltd.LI Xiao shao AI Jian wei

2、 QI Liang mi ng ZHANG Ning feng(Po wer De pt.,Xinyu Iron and Ste el Co.,Ltd. Xinyu,Jiangxi338001Abstract The cleaning res ults are not s atis factory to the cleani ng s ystem of converter in No.3Steel Plant of Xinyu Iron and Steel Co.,Ltd. and the dus t concentration of di scharging fl ue gas is hig

3、h,which pollutes to the envi ronment.According to these defects,non combustion method i s adopted to conduc t opti miz ati on renovation and good economic and environmental res ults have been obtained.Keywords cleaning s ys te m of converter optimi zati on renovation dust treatment新钢第三炼钢厂现有3 20t转炉,系

4、由3 6t转炉经几次扩建而成,而厂房、余热锅炉、除尘系统以及除尘风机等没有作相应改扩,为扩大规模,提高钢产量,转炉的钢产量达21t,冶炼工艺也发生很大的变化,除尘采用燃烧法工艺,供氧强度由原3.7m3/(t min增加到4.5m3/(t min,冶炼过程中大量的烟气从炉口外溢,浓烟滚滚,方圆几公里都可见,除尘效果差,含尘浓度超标,污水外排,严重污染环境。针对这种情况,新钢公司于2004年58月对转炉除尘系统进行了优化改造,采取未燃法工艺,除尘污水经处理循环利用,彻底解决了转炉除尘系统环境污染问题。1 技术参数转炉公称容量20t,最大铁水装入量为21t/炉,平均出钢量18.8t,吹氧强度4.5m

5、3/(t min,炉气温度1450!,原始炉气量10160m3,粉尘质量浓度80150g/m3。2 原工艺存在的缺陷(1工艺流程:转炉固定水冷烟罩汽化冷却烟道溢流文氏管重力挡板脱水器矩形文氏管90#弯头脱水器湿旋脱水器风机放散烟囱。(2由于装入量增加,供氧强度加大,同时采用燃烧法,炉口与烟罩距离达400mm,转炉一次烟气量大大增加,烟气温度偏高,原除尘设施处理能力不匹配,烟气的净化系统风机抽力明显不足,一文偏小,二文可调失灵,导致除尘效果差,含尘浓度超标,烟气大量从炉口溢出。(3转炉煤气净化系统的煤气洗涤水为直流水,除尘污水经过滤、污泥沉淀池沉淀后直接排放,排放量约为270m3/h,不但严重污

6、染环境,而且供水全部为新水,增加了公司水处理系统的负担,浪费水资源。(4负压水封箱的结构不合理,除尘系统捕捉下来的粉尘主要通过负压水封排至后续的污泥处理工序,但所使用的负压水封箱及重力脱水器的排污管管径小,易堵塞,致使重力脱水器积满水,形成通道封闭。(5重力脱水器、135#弯头脱水器是汽化分离除尘的主要装置,内部常发生结垢现象,检修清垢十分困难,操作人员要到设备内部进行清理,空间狭小,操作很不方便。3 除尘系统优化改造为满足环保的要求,经多次现场调研,方案论证,确定转炉烟气采用全湿未燃法净化系统方案,流程为:炉气与烟罩口处少量空气混合燃烧后进入净化及回收系统(空气燃烧系数10%,含有大量烟尘的

7、高温烟气通过汽化烟道冷却后温度降低到950!,再经2个阶段净化,第1阶段:在溢流文氏管中,通过喷水,烟气被冷却到饱和温度,同时将粗的烟尘颗粒分离出来;第2阶段:经RD矩形文氏管,含尘气体高速通过喉口时,喷嘴高速喷出的水幕与气体中尘粒进行撞击凝聚,成为尘水混合物,然后经脱水器使气水分离,净化后的气体达到排放标准。系统主要从以下几方面采用了一些新工艺、新方法。3.1 一次烟气净化系统(1一次烟气净化系统采用%两文三脱&湿法除尘系统,具有除尘效率高,操作简单,运行可靠,一次投资低的特点,转炉冶炼时产生的烟气经过系统处理后,排放质量浓度可达到150mg/m3以下。(2文氏管内喷嘴采用美国生产的

8、螺纹型喷雾喷嘴,这种喷嘴具有雾化性能好,喷洒直径大,不易堵塞等特点,有利于降低一文出口温度,提高初除尘效率。溢流文氏管溢流面采取这样特殊处理,能够保证溢流水均匀分布,不出现断流现象。(3风机调速由液力耦合器实现,转炉操作人员根据冶炼情况给风机信号来控制风机的转速。当转炉兑铁水时,液92006年第32卷第9期Septe mber2006 工业安全与环保Industrial Safety and Environmental Protec tion力耦合器调速,风机从低速转向高速运转;吹氧完毕氧枪升起,准备放钢时,风机从高速转向低速运行。大约能节约1/ 3的电力消耗,运行费用大大降低。(4为了保证系

9、统的安全运行,在风机出口增加了氧含量检测装置,当烟气中的氧含量超标时报警,操作人员迅速采取措施,处理事故,防止系统产生爆炸的危险。同时,在汽化冷却烟道以后的低温区,尽量避免死角区域,并尽量加快气体流速,防止气体滞留。在各孔解处设置防爆片,系统有关部位设置防爆水封,在万一发生事故时可以泄压。3.2 汽化烟道系统(1由于原转炉余热锅炉系统未设置活动烟罩,大量烟气未被风机抽走,散发在厂房内外,严重污染环境。鉴于这种情况,在水冷固定烟罩与转炉之间增设了活动烟罩,这样保证了烟气不往外散发,也控制了空气的漏入量,从而控制了炉气的燃烧,为下一步转炉煤气回收创造了条件。(2活动烟罩与固定烟罩之间的间隙为30m

10、 m,为使烟气不外漏和空气进入,采用蒸汽密封,此圆环内设置了30个喷气管,切向插入活动烟罩内,在每个喷汽管的端部都装有1个约 3mm耐高温的喷头,以便使喷入的蒸汽有较高的流速和雾化,保证密封严密。密封蒸汽通过布置在活动烟罩外的圆形联箱进入,联箱由 108mm的无缝钢管煨弯而成。(3由于转炉铁水装入量的不断增加,原余热锅炉烟道直径偏小,本次改造时,适当增加了余热锅炉烟道的直径。由原 1100mm增大到 1300mm,增加了热交换面积,有效地降低了汽化烟道出口的烟温,保证净化系统的正常运行。(4因转炉生产是间断的,且吹炼时烟气量波动很大,因此转炉汽化冷却系统所产生的蒸气也是间断的,蒸汽量随时间而变

11、化。原净化系统产生的蒸汽一部分三钢厂自用,多余的放散,大量的蒸汽被浪费。为了有效地利用这种波动的蒸汽,在蒸汽系统中装设了蓄热器,其作用是将转炉汽化冷却装置产生的周期性波动的蒸汽,通过蓄热器的调节,能连续而稳定地向外供汽,使蒸汽得到最大限度的回收和利用。3.3 给排水系统(1改进负压水封箱的结构,将深入水封箱中的管道缩短,调整冲水压力,组织人员定期进行冲洗,保证了排污管不堵塞,提高了系统的运行效果。(2在二文、135#弯头脱水器及烟气输送管道等易结垢或易堵塞的地方增开人孔,炉役期间检修时只需人孔打开进行清理,清理方便,既保证水雾分离的分离效果,又缩短了清理时间,除尘效率也不受影响。(3将3座转炉

12、煤气洗涤水改为循环水系统。系统处理水量480m3/h,系统循环率96%,浊循环水经供水泵加压供用户使用后,经高架流槽流至粗颗粒分离机,经粗颗粒分离机初步分离去除较大颗粒后,重力流至斜板沉淀池沉淀,经斜板沉淀池沉淀后上清液重力流至热水吸水井,经热水提升泵提升至冷却塔冷却后,流至冷水井,经供水泵加压后供用户循环使用。粗颗粒分离机分离出的固体直接外运。斜板沉淀池沉淀下来的污泥经压缩空气提升至污泥调节罐,重力流至带式压滤机脱水后泥饼外运。压滤机滤液经滤液收集池收集后,由滤液提升泵送斜板沉淀池循环处理,排放浓度达到国家规定的排放标准。3.4 控制系统控制系统包括电气传动自动化和仪表控制自动化,采用一体化

13、的PLC,主要功能是对转炉一次烟气除尘和汽化冷却系统生产过程进行数据采集、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话的数据通信,个性过程参量和改变设备的运行状态,监视整个生产过程。工艺系统中大部分设备的操作通过PLC系统的HMI(人机接口完成,少量重要功能还可通过后备常规模拟仪表(如操作器等或操作台按钮完成。在系统调试和运行过程中,通过PLC对转炉一次烟气除尘和汽化冷却系统生产过程中的各关键设备运行状况及各工况点的参数进行有效的控制,保证系统的正常运行。4 效益(1经济效益。烟罩用水、除尘用水都进行循环处理利用,建立了净循环系统、浊循环系统,系统循环率96%,减少了水量的供给,做到了污水零排放,大

14、大节约了水资源,为建设节约型企业作出了贡献。同时,由于除尘效果的提高,除尘副产品污泥的产量得以增加,污泥得以回收再利用,增加了一定的经济效益。改造后转炉设备的可开动率大大提高,提高了钢产量,给公司带来了可观的经济效益。(2社会效益。经过一年多的生产和运行,基本满足了除尘的要求,达到了除尘系统优化的预期效果,转炉冶炼时,活动烟罩升降自如,炉前操作区和转炉上方基本无烟尘,汽化烟道、蓄热器、水处理设施工作正常。经实测,烟气排放质量浓度51101mg/m3,大大低于国家规定的排放标准150mg/m3。(收稿日期:20060217二至四成致癌大气污染物来自植物据日本日刊工业新闻(报道,东京药科大学的一项研究证实,在大气中,大约20%40%的致癌性物质,是来自于植物燃烧时所产生的生物碳。在东京郊区丘陵地区进行的实验中,研究人员抽取了约615万m3的大气。在抽取的大气中