馬鋼300 t轉爐二次煙氣除塵優(yōu)化

劉勇

(馬鋼股份公司四鋼軋總廠馬鞍山243000)

摘要：介紹了馬鋼四鋼軋300t轉爐二次煙氣除塵系統(tǒng)。通過改造，降低了轉爐轉爐兌鐵水時，火焰和煙塵大量地溢出了爐前風道的現(xiàn)象。每爐鋼節(jié)電1200 kWh，煙氣排放濃度為小于30 mg/m3，煙氣溫度在110 ℃以下。實踐證明，該系統(tǒng)具有節(jié)能、捕集率高、排放濃度低、自動化程度高等特點。

關鍵詞：二次煙氣；除塵效果；除塵系統(tǒng)；節(jié)能；風量

中圖分類號：TF805.3文獻標識碼：B

收稿日期：2014-11-21

作者簡介：劉勇(1975-7)，男，馬鋼第四鋼軋總廠，工程技術人員。

1現(xiàn)狀及存在的問題

轉爐在兌鐵水、加廢鋼、濺渣護爐，吹氬合金微調(diào)時均產(chǎn)生大量煙氣，這些煙氣統(tǒng)稱轉爐的二次煙氣。存在問題具體如下：

(1)轉爐轉爐兌鐵水時，火焰和煙塵大量地溢出了爐前風道，直接飄散到廠房和部分設備上，不僅對設備造成損壞也對環(huán)境造成了極大地污染。

(2)由于煙罩入口煙氣溫度較高，其中段長期受煙氣熱輻射及沖刷而燒壞、變形，使用壽命短(僅有一年)。

(3)由于轉爐二次煙氣溫度較高，有時會造成濾料損壞，煙囪排放超標。

(4)除塵系統(tǒng)風機轉速恒定：轉爐在非兌鐵水狀態(tài)，風機全速運轉，造成電能浪費。

(5)鋼水進入吹氬合金微調(diào)處理時，煙塵會大量地溢出，直接飄散到廠房和部分設備上，不僅對設備造成損壞也對環(huán)境造成了極大地污染。

2針對這些問題，制定方案

(1)轉爐爐前風罩改型以增大吸風面積，增加兩側副吸風煙道，同時對爐前風罩中段進行尺寸外延，在現(xiàn)有設備基礎上將吸風面積最大化。

(2)優(yōu)化轉爐爐前煙罩中斷的結構形式，在充分考慮備件自重的前提下增加耐材防護。

(3)在系統(tǒng)中增加摻冷閥，作為冷卻，與熱電偶進行連鎖控制，使系統(tǒng)的煙氣溫度保證低于100 ℃。

(4)為降低電耗，風機設計采用變頻調(diào)速電機，根據(jù)冶煉工況的變化對風機轉速進行進程控制。

(5)將吹氬合金微調(diào)站除塵風量直接加入轉爐二次煙氣除塵系統(tǒng)。

3除塵優(yōu)化方案的實施

(1)除塵系統(tǒng)風量的分配

轉爐二次煙氣除塵系統(tǒng)風量以兌鐵水時為最大，其組成見表1：

表1　轉爐二次煙氣量分配

從表1知，轉爐二次煙氣不是恒定的，轉爐兌鐵所需風量為6×105m3/h，220 ℃?？傦L量定為1.4×106m3/h

(2)為避免因煙氣溫度過高而造成除塵器濾料造價昂貴，將煙氣溫度冷卻至100 ℃以下。設計將轉爐合金微調(diào)站的除塵加入轉爐二次煙氣除塵系統(tǒng)，也解決了轉爐合金微調(diào)站加料系統(tǒng)的除塵問題。在系統(tǒng)中增加摻冷閥，直接空冷按熱平衡式進行計算，將轉爐二次煙氣溫度220 ℃降到100 ℃，需滲入3000 m3/min的冷空氣，通過計算確定摻冷閥通徑為DN1600，該閥為電動蝶閥與熱電偶進行連鎖控制，使系統(tǒng)的煙氣溫度保證低于100 ℃。

(3)風機的選擇與控制。

風機設計采用變頻電機控制，可根據(jù)轉爐工況所需風量對風機轉速進行調(diào)節(jié)。

(4)除塵器的選擇

為使除塵器設備阻力變得更低， 300t轉爐二次煙氣除塵應用了適合LCMD型長袋脈沖除塵器，其主要特點是：是一種處理風量大、脈沖噴吹性能好、清灰能耗低、清灰效果好、除塵效率高、運行可靠、維護方便、占地面積小的大型除塵設備，主要性能參數(shù)如下：

表2　主要性能參數(shù)

(5)轉爐爐前風罩改型以增大吸風面積，增加兩側副吸風煙道，同時對爐前風罩中段進行尺寸外延690 mm，在現(xiàn)有設備基礎上將吸風面積最大化，一定程度的降低了轉爐兌鐵水時，火焰和煙塵大量地外溢的現(xiàn)象.(附圖1)

(6)爐前風罩主要承擔著轉爐兌鐵時的高溫輻射及煙氣沖刷，原先使用一年不到就會在中段出現(xiàn)耐材脫落，型材燒損，鑄鐵板變形脫落等現(xiàn)象，使用壽命最多一年，而且更換難度大，對生產(chǎn)影響面積大，基本需要純鐵水吹煉或雙爐停產(chǎn)方可進行檢修。我們通過優(yōu)化轉爐爐前煙罩中斷的結構形式，在充分考慮備件自重的前提下增加耐材防護，很大程度上提高了煙罩中斷的使用壽命.現(xiàn)使用壽命為2年。(附圖2)

(7)進程控制

(1)1#轉爐:兌廢鋼或兌鐵時，F(xiàn)M1-1，F(xiàn)M1-2打開，其余閥門關閉，二除風機高速。

(2)出鋼時FM1-3打開，其余閥門關閉。二除風機中速。

(3)鋼水至合金微調(diào)處理位時FM1-4打開，其余閥門關閉，二除風機中速。

(4)鋼水至合金微調(diào)頂渣位時FM1-4打開，其余閥門關閉，二除風機中速。

(5)鋼水至合金微調(diào)處理位或頂渣位時，如下一爐兌廢鋼或兌鐵信號又來時，執(zhí)行FM1-1，F(xiàn)M1-2打開，其余閥門關閉，二除風機高速。

3投產(chǎn)后的效果

(1)從表2可知，若不對風機進行調(diào)速，每煉1爐鋼約45 min，風機轉速為900 r/min，耗電3000 kW；采用變頻調(diào)速裝置以后，前8 min風機轉速900 r/min、后37 min轉速550 r/min，耗電為1700 kW。這證明：采用變頻調(diào)速裝置后，每煉1爐鋼將節(jié)電約1300 kW。

表3　風量與功率的關系

(2)長袋低壓脈沖除塵器的清灰能力強，投產(chǎn)后，除塵器阻力僅為800 Pa，煙囪排放濃度僅30 mg/m3。

(3)改造后一定程度上改善了轉爐兌鐵水時，火焰和煙塵大量外溢的現(xiàn)象，減少污染。

(4)改造后延長了爐前煙罩中斷的使用壽命，原壽命頂多1年，現(xiàn)使用壽命為2年多。平均每年節(jié)約備件費約60萬。

4結語

馬鋼300t轉爐二次煙氣除塵系統(tǒng)通過上述措施優(yōu)化，具有降低電耗、煙氣捕集率高、排放達標等優(yōu)點。 實施后各類指標均達到設計指標。

參 考 文 獻

[1]張殿印.除塵工程設計手冊[M].北京：環(huán)境科學與工程出版中心，2003.9

Optimization of dust removal for Masteel 300 t converter secondary flue gas

LIU Yong

Abstract：Four steel mill of masteel 300 t converter flue gas dust removal equipment selection, long bag low pressure pulse filter fan adopts frequency conversion control, and design will be blowing argon alloy trimming station dust air directly to join converter secondary flue gas dust removal system. Against the system after putting into production, reduce the converter converter molten iron, the flames and smoke heavily over the stove before the phenomenon of air duct. 1200 kw per furnace steel saving electricity, flue gas emission concentration of less than 30 mg/m3, flue gas temperature below 110 ℃. Practice has proved that the system is energy saving, high capture rate, low emission concentration, high degree of automation.

Key words：frequency converter； Secondary flue gas; Dedusting effect; Dust removal system; Energy saving; Air volume