張響 吳飛鵬 趙澤東 鄭世勇 鄭久強(qiáng)

(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司熱軋部)

0 前言

河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司熱軋部轉(zhuǎn)爐車間3 座150 t 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐于1999年陸續(xù)投產(chǎn)運(yùn)行，起初由唐鋼設(shè)計(jì)院有限公司和中冶京誠(原北鋼院)配套設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)，鞍山自動化院配套設(shè)計(jì)的一級、二級控制系統(tǒng)。初始設(shè)計(jì)運(yùn)行壓力為1．78 MPa，實(shí)際運(yùn)行壓力0．8 MPa ～1．2 MPa。汽化煙道的更換周期為一年，新煙道投入后的6 個月內(nèi)故障率在80%左右，由于設(shè)備老化，技術(shù)落后，外排超標(biāo)，放散煙囪屢有紅煙現(xiàn)象，為了進(jìn)一步的改善環(huán)境、提高煤氣回收量，唐鋼熱軋部于2013年對2#轉(zhuǎn)爐和3#轉(zhuǎn)爐的汽化冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改造，于2014年對2#轉(zhuǎn)爐和3#轉(zhuǎn)爐的一次除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造。改造后煙囪外排粉塵穩(wěn)定在50 mg/Nm3以下，節(jié)省了一次風(fēng)機(jī)除塵水量，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 系統(tǒng)改造

1．1 汽化冷卻系統(tǒng)改造

本次改造把原有的汽化系統(tǒng)5 段設(shè)計(jì)改為了7段設(shè)計(jì)。汽化煙道的活動煙罩、爐口段、移動段的直徑增大了200 mm，能夠有效降低煙氣沖刷磨損;中段由原來的1 段改為3 段設(shè)計(jì)，保障了各段的冷卻效果和施工吊裝要求;中三段和末段進(jìn)行了加高1．8 m設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)中避免了積灰，增強(qiáng)了受熱循環(huán)效果;中三段增加了射流輔助循環(huán)，末段進(jìn)行了強(qiáng)制循環(huán)改造，有效的提高了循環(huán)倍率，能夠確保冷卻效果。配合中三和末段加高，汽包平臺提高2 m 以保證自然循環(huán)絕對的高差要求。改造后轉(zhuǎn)爐汽化煙道參數(shù)見表1。

表1 轉(zhuǎn)爐汽化煙道參數(shù)

1．2 一次除塵改造

1．2．1 改造前工藝流程

改造前，轉(zhuǎn)爐車間的一次除塵系統(tǒng)采用國內(nèi)傳統(tǒng)的“塔文”結(jié)構(gòu)，又稱四代“OG”法。轉(zhuǎn)爐冶煉產(chǎn)生的一次煙氣經(jīng)汽化冷卻煙道進(jìn)入噴淋塔，將汽化冷卻煙道出口900 ℃～1000 ℃的煙氣降溫至飽和煙氣(－72 ℃)并捕集粗粒灰塵，達(dá)到初步凈化的目的。然后，進(jìn)入環(huán)縫式(R． S． W．)可調(diào)喉口文氏管提高風(fēng)速進(jìn)行精除塵，精除塵后進(jìn)入旋流噴槍脫水器脫水，最后進(jìn)入風(fēng)機(jī)，如圖1 所示。

圖1 改造前一次除塵系統(tǒng)圖

1．2．2 改造后工藝流程

改造后的煙氣從轉(zhuǎn)爐→活動煙罩→汽化冷卻煙道→高溫非金屬補(bǔ)償器→高效節(jié)能節(jié)水減排洗滌塔→上行式長頸可調(diào)喉口環(huán)縫文氏管→高效減溫減濕旋流脫水器→接原系統(tǒng)。改造后洗滌塔噴嘴縱列布置、二文采用下進(jìn)風(fēng)上控制形式，如圖2 所示。

圖2 改造后一次除塵系統(tǒng)圖

2 改造效果

改造后熱軋部轉(zhuǎn)爐汽化系統(tǒng)的運(yùn)行壓力控制在1．9 MPa ～2．4 MPa 運(yùn)行。轉(zhuǎn)爐汽化系統(tǒng)提壓配套的儀表進(jìn)行同步改造，完善了補(bǔ)熱、自動給水、定排、除氧、爐口微差壓等控制項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)汽化系統(tǒng)改造后的穩(wěn)定運(yùn)行，煤氣回收和蒸汽回收得到了穩(wěn)定提高，一次除塵水用量顯著降低。

2．1 延長汽化煙道使用壽命

通過汽化冷卻煙道改造，煙道使用壽命從現(xiàn)在的一年更換(中段除外)，使用壽命延長到活動煙罩、爐口段2年更換;移動段3年更換;末段使用在4年以上的效果。該項(xiàng)目投入后，每年能夠節(jié)省備件費(fèi)用429 萬元，人工費(fèi)用150 萬元。

2．2 提高煤氣回收量

原有汽化除塵系統(tǒng)無活動煙罩，固定煙罩與爐口距離在500 mm 以上，造成大量的冷空氣進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)，使CO 熱值降低，同時煙氣溫度升高，鍋爐壽命縮短。由于二次燃燒，粉塵粒徑變小，增加了降塵的難度［1］。同時爐口有大量煙塵外溢，廠房頂部冒紅煙。經(jīng)過改造后，增加降罩措施，煙罩內(nèi)部氣體與大氣微差壓控制在6 Pa ～8 Pa。通過增加活動煙罩直徑和降罩操作，提高了煤氣回收量和煤氣熱值，并減少爐口煙塵的外溢。改造后煤氣回收量較改造前平均提高2．1 m3/t，煤氣熱值由改造前的5935．6 kJ/m3提高到改造后的6270 kJ/m3以上，能源成本年降低額達(dá)到208 萬元。

2．3 提高蒸汽回收量

通過增大冷卻煙道直徑，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔馀c煙道接觸面積的增大，提升煙氣的換熱面積，提高轉(zhuǎn)爐煙道冷卻軟水的汽化率;而且通過改造轉(zhuǎn)爐汽包連續(xù)排污管道及閥門控制，實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)檢測排污，控制水質(zhì)達(dá)標(biāo)運(yùn)行;恢復(fù)各段的定排設(shè)備及管道，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐爐前計(jì)算機(jī)畫面控制調(diào)節(jié)閥門定期排污，以減少煙道排管內(nèi)雜質(zhì)的沉積，避免對導(dǎo)熱系數(shù)的影響，確保煙道高效的傳熱效果。改造前2012年全年蒸汽回收量與2014年全年蒸汽回收量對比見圖3所示。

圖3 改造前后蒸汽回收量對比圖

由圖3 可以看出，改造后2014年全年蒸汽回收量平均達(dá)到115．88 kg/t，較改造前2012年全年平均水平95．23 kg/t 提高了20．65 kg/t，2014年鋼產(chǎn)量按450 萬t 計(jì)算，則改造后蒸汽回收較改造前多創(chuàng)效650 萬元。2．4 降低除塵水用量 轉(zhuǎn)爐一次除塵煙囪排放≤50 mg/Nm3。采用七爐取樣，5 爐中間數(shù)據(jù)平均值測定。一次除塵水量≤550 m3/h。改造后2#、3#轉(zhuǎn)爐一次除塵水用量為525 m3/h ～540 m3/h，沒有進(jìn)行改造的1#轉(zhuǎn)爐的一次除塵水用量為635 m3/h，改造前后一次除塵水用量減少100 m3/h，僅除塵水一項(xiàng)每年可降低成本78 萬元。

3 結(jié)語

唐鋼熱軋部通過對轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)和一次除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，取得了較好效果。2#、3#轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)改造后，解決了放散煙囪冒煙問題，煙囪外排粉塵達(dá)到國家新標(biāo)準(zhǔn)要求，外排粉塵含量降至以下50 mg/Nm3，煤氣回收量提高2．1 m3/t，蒸汽回收量提高20． 65 kg/t，一次除塵用水量節(jié)省了近100 m3/h，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。

［1］王鐵剛，張旭，高計(jì)巖．提高轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)能力的生產(chǎn)實(shí)踐［J］．煉鋼，2010，26(2):68 －70．