王聰，柳民濤

(安陽鋼鐵集團冷軋有限責任公司，河南安陽455004)

150 t轉爐一次除塵效果及節(jié)能研究

王聰，柳民濤

(安陽鋼鐵集團冷軋有限責任公司，河南安陽455004)

150 t轉爐一次除塵系統(tǒng)的噴嘴，噴水量比較大、供水壓力低，而且噴嘴易堵塞，導致除塵有盲點，除塵效果不好，煙囪時常有冒黃煙、黑煙現(xiàn)象，對周圍環(huán)境影響很大。另外，由于用水量較大，煤氣洗滌的水泵常處在超負荷工作狀態(tài)，耗能高，效率低。對此進行研究并采取了改進措施。

轉爐；一次；除塵；噴嘴

1 轉爐煙囪冒黃煙與黑煙的研究

安鋼第二煉軋廠通過對轉爐煉鋼過程中各個環(huán)節(jié)進行細致的觀察，確定煙囪冒黃煙或黑煙主要出現(xiàn)在以下煉鋼環(huán)節(jié)：

①兌鐵水和對廢鋼期間；②轉爐出鋼和濺渣護爐期間；③轉爐煤氣回收轉為放散時的轉換過程20 s左右。

OG除塵系統(tǒng)除塵原理：OG系統(tǒng)是文氏管后接重力脫水器組成的除塵器。

文氏管是一種高效的混合器，當其喉口通過高速氣流與噴入喉口的大量水滴相碰，可使水滴強烈霧化。氣流速度愈大，水滴霧化愈細。霧化的水滴與氣流中的塵粒相撞混合，使塵粒凝聚增大。在后續(xù)的重力脫水過程中，由于氣體流速下降，依靠塵水混合物慣性從氣流中脫離出來，從而實現(xiàn)除塵目的。

（1）從除塵原理我們能夠知道影響除塵效果的幾個因素之間的關系：除塵水滴的霧化效果：風速越大、喉口愈小，霧化效果越好；水噴頭的霧化性能；除塵水的壓力越高，霧化效果越好。

（2）脫水的效果不好，會直接影響排放煙氣中的含塵量。

第①種情況：

現(xiàn)象：兌鐵水時，煙囪時常出現(xiàn)冒黃煙現(xiàn)象，加廢鋼時煙囪時常會出現(xiàn)冒黑煙現(xiàn)象，尤其是在補爐后煉第一爐兌鐵水時，會有較大量的黑煙從煙囪冒出。

分析：一次風機放散煙囪冒煙主要是因為轉爐OG除塵系統(tǒng)除塵效果太差，大量的煙塵隨著煙氣排出一次的放散煙囪。除塵效果差的原因通過觀察統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，是在這期間風機有時還沒有達到高速，除塵水的霧化效果不理想，而煙囪冒煙往往發(fā)生在這個時候。

轉爐在補爐過程中使用含有瀝青成分的補爐料，在第一爐兌鐵水時，導致其中的油性成分大量揮發(fā)出去，從而造成一次風機放散煙囪冒黑煙。在加廢鋼時冒黑煙往往是含油廢鋼產(chǎn)生的油煙。

表1 第一爐一文5個噴嘴全開數(shù)據(jù)

措施：根據(jù)分析的結論，同煉鋼車間進行溝通試驗，一是在第一爐兌鐵水前，保證將一次風機升到高速；二是補爐后的第一爐延長兌鐵時間至4 min以上。經(jīng)過多次試驗，結果表明通過這兩個措施，大大提高了除塵效果，問題基本得到解決。

第②種情況：

現(xiàn)象：轉爐在出鋼和濺渣護爐時，雖然產(chǎn)生的煙氣量不是很大，但是，一次煙囪還是出現(xiàn)冒黃煙的現(xiàn)象。

分析：由于轉爐在出鋼時，一次風機由高速運行到低速運行，等到濺渣操作時，風機仍然處于低速運行（風機處于沖洗葉輪狀態(tài)，正保持低速運行），并且過去二文喉口采用定喉口開度操作，這樣轉爐煙塵在通過一文、二文時流速降低，不能和除塵洗滌水充分的混合凝并，導致除塵效果不好，造成煙囪冒黃煙。

措施：只有提高煙塵的流速，才能保證除塵效果。根據(jù)這一原理，在濺渣操作時，將二文喉口的開度由大（65°）調到?。?5°），這樣就可以減小煙塵通過二文喉口的截面積，增大煙塵的流速，起到良好的除塵效果。經(jīng)過多次試驗，驗證了這一原理，轉爐在濺渣護爐時，將二文喉口開度調到40°～50°時，除塵效果最好。目前，我們通過不斷的調試和試驗，已基本確定了一套每個風機對應相應轉爐二文喉口開度的工況運行數(shù)據(jù)。

第③種情況：

現(xiàn)象：在轉爐吹氧冶煉期間，1#、2#、3#轉爐有時有大量的黃煙從一次煙囪冒出。細化觀察，確定是在轉爐煤氣回收轉為放散的時候。

分析：在煤氣回收期間，風機出口的壓力比放散的時侯高約7000 Pa，出口的阻力增大使在煤氣回收期間風量減小。另外，在三通閥轉換過程中，又會出現(xiàn)短暫的阻塞現(xiàn)象，風量的變化除塵能力嚴重變化，引起10 s左右的黃煙排放。

措施：通過調整風機轉速與二文喉口的開度，調試出在煉鋼期間每個風機轉速和喉口開度的最佳工況。

結論：一次煙囪冒煙，雖然出現(xiàn)的情況各有不同，但都離不開風機轉速和二文喉口開度這兩個關鍵因素，實際上是要保證二文喉口處煙氣的流速。要保證煙囪不冒黃煙，需要根據(jù)本節(jié)前面介紹的這一原理，不斷進行調試，找出風機風速和喉口開度的最佳工況。

2 轉爐一文的水量與除塵效果研究

轉爐一文是OG除塵系統(tǒng)的第一道除塵工序，主要目的是粗除塵和將煙氣從950℃降到70℃左右。

轉爐OG系統(tǒng)一文共設計有5個螺旋噴嘴，布置在同一平面上，同時向下噴水，噴水量總共為450 m3/h，噴水量比較大，造成一文阻力增大，影響除塵效果。另外，供水泵組把備用泵開啟，也常出現(xiàn)3座轉爐煉鋼，無法保證噴頭水壓的現(xiàn)象，不僅造成電能的大量消耗，也嚴重影響了噴頭的噴水霧化效果。

根據(jù)查閱相關的書籍和互聯(lián)網(wǎng)上的一些新的理論觀點，經(jīng)分析確定了一文的除塵效果并非是水量越大越好（噴水量與煙氣量的比一般在0.35 L/m3～1.5 L/m3，我廠轉爐一文的實際水汽比在2.5 L/m3左右），而是與噴頭噴水的霧化效果緊密聯(lián)系著，而霧化效果又與噴頭的壓力緊密聯(lián)系，所以我們確立了以減少一文的噴水量，提高噴頭壓力從而改善霧化效果的研究思路。

2009年2月2日對2#轉爐在冶煉期間，進行了轉爐一文采用3個噴頭和采用原來的5個噴頭的兩種工況條件下的煙塵檢測（風機前），具體數(shù)據(jù)與檢測結果如表1和表2。

表2 第二爐一文3個噴嘴全開數(shù)據(jù)

從表2中的數(shù)據(jù)對比可知：

（1）一文采用3個螺旋噴嘴后，用水量從446 m3/h降到326 m3/h，水壓上升0.05 MPa，噴頭的霧化效果必然提高。

（2）一文的出口煙氣的溫度從最高72℃上升到73℃，一文降溫效果基本沒有變化。

（3）一文的進出口壓力差減小約1000 Pa，說明一文的阻力降低了大約25%。二文的進出口壓差變化不明顯，整個煉鋼過程中的平均壓差略有上升。

（4）從檢測的排放煙氣含塵量數(shù)據(jù)看，一文采用3個噴嘴效果好于5個噴嘴。

結論：一文供水流量減小，增大了一文的供水壓力，提高了噴嘴的霧化效果；減小了一文噴嘴之前的煙氣阻力，即增大了一文喉口的煙氣流速，粗除塵效果增加，從而影響到最終的除塵效果的提升。

3 對節(jié)能方面的研究分析

在節(jié)能方面，主要體現(xiàn)在一文水量已經(jīng)由原來的446 m3/h減少到330 m3/h左右，煤氣洗滌泵房的高壓泵的效率有所提高，由于生產(chǎn)不飽滿，節(jié)電的效果不顯著。另外，循環(huán)水量的減少，相應的蒸發(fā)量也隨之減少，從而減少了水耗。

[1]鐘樹，單杰山，代洪浪.韶鋼三煉鋼廠120 t轉爐除塵系統(tǒng)新OG改造[A].2009

[2]樂光潮，婁定芳.杭鋼轉爐志[M].北京：北京交通大學出版社，2011.

[3]劉晨.改進和淘汰轉爐OG除塵兩文的技術與方案[EB/OL].（2009－12－03）.http∶//www.anke-tech.com/Pages/ProjectDetail.as px?SubMenuCode=Nav0040&ID=407.

The Effect of Primary Dedusting of the 150 t Converter and Study on Energy Saving

WANG Cong，LIU Mintao
（The Cold Rolling Company of Anyang iron&steel Group,Anyang,Henan 455004,China）

The water nozzles in the primary dedusting system of the 150 t converter had high spray rate while the water supply pressure was low and the nozzles were often clogged,leading to blind spots in dedusting and poor dedusting performance with the chimney giving out yellow and black smoke,which seriously affected the environment.Moreover,with heavy water consumption the water pump for gas scrubbing would operate under overload condition,resulting in high energy consumption and low efficiency.These problems were studied and improvement measures have been adopted.

converter;primary;dedusting;spray nozzle

TF713

B

1006-6764(2014)06-0018-03

2014－02－10

王聰（1985－），男，2008年畢業(yè)于西安建筑科技大學環(huán)境工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事環(huán)境保護工作。