孟　澤，陳　津，劉春虎

（1.太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 山西　太原　030024； 2.山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西　太原　030003）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

轉(zhuǎn)爐一次干法除塵技術(shù)的應(yīng)用與改進(jìn)

孟澤1，2，陳津1，劉春虎2

（1.太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院， 山西太原030024； 2.山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西太原030003）

介紹轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)的工藝流程、關(guān)鍵設(shè)備功能，并針對(duì)國(guó)內(nèi)某鋼廠(chǎng)轉(zhuǎn)爐從投產(chǎn)到現(xiàn)在LT系統(tǒng)在設(shè)備上和工藝上出現(xiàn)的問(wèn)題，提出一系列解決措施。生產(chǎn)實(shí)踐表明，該系統(tǒng)目運(yùn)行穩(wěn)定，凈化后煙氣含塵量合格，符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

轉(zhuǎn)爐干法除塵環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

1　工藝流程

轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)汽化煙道冷卻溫度降到800～1 000℃后進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器，在蒸發(fā)冷卻器內(nèi)部得以降溫、粗除塵、調(diào)質(zhì)，最終約有35%左右的灰塵在蒸發(fā)冷出口香蕉彎處被收集。粗灰通過(guò)雙板閥、鏈?zhǔn)捷敾覚C(jī)等設(shè)備被送至灰倉(cāng)并用汽車(chē)外送。經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)后的煙氣進(jìn)入靜電除塵器[1]，靜電除塵器從入口到出口共有4個(gè)電場(chǎng)，4個(gè)電場(chǎng)對(duì)煙氣進(jìn)行精除塵，收集剩余的粉塵，煙氣經(jīng)過(guò)靜電除塵器后含塵量降到10 mg/m3。靜電除塵通過(guò)扇刮系統(tǒng)、振打系統(tǒng)、鏈?zhǔn)捷敾覚C(jī)等設(shè)備收集到剩下65%的細(xì)灰。煙氣經(jīng)過(guò)靜電除塵器后，能回收的煙氣經(jīng)過(guò)煤氣冷卻器被冷卻到70℃以下后進(jìn)入煤氣柜被回收再利用，不能回收的煙氣通過(guò)放散塔點(diǎn)火裝置燃燒放散。工藝流程如圖1所示。

圖1　干法除塵系統(tǒng)工藝流程圖

2　關(guān)鍵設(shè)備功能介紹

2.1蒸發(fā)冷卻器

在轉(zhuǎn)爐LT干法除塵系統(tǒng)中，蒸發(fā)冷卻器起著關(guān)鍵性的作用，可以對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻、調(diào)質(zhì)、粗除塵。在蒸發(fā)冷卻器上部均勻布置16個(gè)雙介質(zhì)霧化冷卻噴槍[2]，噴槍噴射出來(lái)的霧化水蒸氣對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，使煙氣在蒸發(fā)冷凝出口達(dá)到合適的溫度，確保電除塵進(jìn)口溫度在140～160℃。在降溫的同時(shí)也對(duì)煙氣濕度進(jìn)行調(diào)質(zhì)，使粉塵的比電阻達(dá)到更有利于靜電除塵器捕捉的值。約有35%的灰塵在蒸發(fā)冷卻器香蕉彎處被收集后通過(guò)輸灰系統(tǒng)運(yùn)送到儲(chǔ)灰罐。

2.2靜電除塵器

靜電除塵器主要由進(jìn)口氣流分布板、放電極、收塵極、振打系統(tǒng)、扇形刮灰系統(tǒng)、泄爆裝置等部分組成。靜電除塵器的工作原理是：在陽(yáng)極和陰極上通以高壓（20～80 kV）直流電流，其間產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電場(chǎng)，使空氣電離，產(chǎn)生大量的電子和正負(fù)離子，正離子向負(fù)極靠近被中和，負(fù)離子和電子在電場(chǎng)力作用下向收塵極運(yùn)動(dòng)，當(dāng)含灰煙氣通過(guò)電場(chǎng)后，固體塵粒與這些電子、負(fù)離子碰撞被荷電（粉塵獲得電荷），荷電塵粒在電場(chǎng)力作用下向收塵極運(yùn)動(dòng)，被吸附在陽(yáng)極板上。粉塵經(jīng)振打，在重力、慣性力作用下落至電除塵下部，由扇形刮灰系統(tǒng)和鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)收集。煙氣經(jīng)過(guò)靜電除塵器除塵后含塵質(zhì)量濃度降低到10 mg/m3。

3　干法除塵系統(tǒng)主要的優(yōu)化改進(jìn)

3.1各階段干燥煤氣流量的設(shè)定優(yōu)化

為滿(mǎn)足煙氣排放達(dá)標(biāo)并且能夠最大程度地節(jié)能，轉(zhuǎn)爐冶煉期間對(duì)各個(gè)階段的煤氣流量設(shè)定也不盡相同，如表1所示。

表1　不同階段煙氣流量設(shè)定值　m3/h

3.2蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)的優(yōu)化

在LT轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)中，蒸發(fā)冷系統(tǒng)的控制起著很關(guān)鍵的作用，為后續(xù)靜電除塵器的發(fā)揮更好的作用奠定基礎(chǔ)。通過(guò)這幾年的應(yīng)用與實(shí)踐，在如下幾方面進(jìn)行優(yōu)化。

3.2.1在參數(shù)設(shè)定方面的優(yōu)化（見(jiàn)表2）

表2　蒸發(fā)冷系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定值

3.2.2在串級(jí)控制方面的優(yōu)化

蒸發(fā)冷卻器溫度控制系統(tǒng)屬于典型的間歇式串級(jí)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。此溫度控制系統(tǒng)使用了雙PID控制回路，一是以噴水量為核心的流量控制回路，二是以蒸發(fā)冷出口溫度為核心的溫度控制回路。當(dāng)蒸發(fā)冷入口溫度達(dá)到一定溫度時(shí)，噴淋水閥門(mén)定時(shí)間、定開(kāi)度打開(kāi)，當(dāng)規(guī)定時(shí)間結(jié)束后，控制模式釋放轉(zhuǎn)為PID控制，PID控制功能圖如圖2所示。通過(guò)優(yōu)化溫度控制器的輸出限定參數(shù)K1=0.75、K2=0.5[3]，整定PI控制器2的比例、積分參數(shù)，使蒸發(fā)冷出口溫度控制在（200±50）℃內(nèi)，確保蒸發(fā)冷出口溫度波動(dòng)小，滿(mǎn)足自動(dòng)控制快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性的各項(xiàng)指標(biāo)。

3.2.3在設(shè)備方面的優(yōu)化

1）蒸發(fā)冷卻器噴淋水設(shè)計(jì)要求水質(zhì)硬度≤200 mg/L，如果水質(zhì)硬度超標(biāo)很容易導(dǎo)致蒸發(fā)冷卻器噴淋?chē)娮於氯?。針?duì)該問(wèn)題，改用高級(jí)除鹽水作為蒸發(fā)冷卻器噴淋用水。高級(jí)除鹽水基本不含有易導(dǎo)致結(jié)垢的離子，水質(zhì)硬度很低，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，使蒸發(fā)冷卻器噴淋?chē)娮於氯麊?wèn)題得到解決。

圖2　蒸發(fā)冷出口溫度控制圖

2）在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，蒸發(fā)冷卻器筒壁會(huì)慢慢積累硬塊灰，由于檢修周期的不同，積累的硬塊灰的厚度、硬度也不一樣。在每次檢修期間往往需要組織人員對(duì)其進(jìn)行清理，防止因大塊硬灰從蒸發(fā)冷卻器上部跌落到香蕉彎處而導(dǎo)致刮板機(jī)故障。檢修初期，需要工作人員通過(guò)檢修人孔進(jìn)入到蒸發(fā)冷卻器桶內(nèi)清理，清理時(shí)間長(zhǎng)，難度大，而且清理不夠徹底。因此應(yīng)用高壓水清理技術(shù)，引進(jìn)國(guó)外高壓清洗機(jī)，在清理時(shí)打開(kāi)檢修人孔，人站在蒸發(fā)冷卻器外部的檢修平臺(tái)使用高壓水槍即可進(jìn)行蒸發(fā)冷筒壁的清灰作業(yè)。

3）利用檢修時(shí)間及時(shí)檢查水、汽切斷閥是否關(guān)閉嚴(yán)密，蒸發(fā)冷噴槍是否被堵塞，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)予以處理。

3.3靜電除塵器系統(tǒng)的優(yōu)化

1）由于轉(zhuǎn)爐靜電除塵器內(nèi)部環(huán)境惡劣、粉塵多，導(dǎo)致在潤(rùn)滑系統(tǒng)出故障的情況下A支架筒瓦和扇形刮灰器軸承很容易因?yàn)槿庇投鴨适Чδ?，甚至被迫停產(chǎn)。因此對(duì)于A支架和扇形刮灰器軸承采用剖分式自潤(rùn)滑軸承，不采用甘油潤(rùn)滑系統(tǒng)，一方面降低油品消耗，另一方面便于更換軸承。

2）密切監(jiān)控電除塵進(jìn)出口溫差，保證進(jìn)出口溫差在20℃，控制電除塵進(jìn)口溫度在140～160℃；合理調(diào)整電除塵頂部氮封中氮?dú)夂涂諝獾呐浔龋绻l(fā)現(xiàn)異常及時(shí)檢查是否漏氣或者調(diào)整蒸發(fā)冷出口溫度設(shè)定。

4　結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的不斷深入推廣，冶金行業(yè)清潔節(jié)能型的生產(chǎn)工藝迫在眉睫。轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、除塵效果好，節(jié)水、節(jié)電，可實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼，但是也存在很多問(wèn)題，故障時(shí)有發(fā)生，甚至嚴(yán)重影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，大幅降低了故障率，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保障了生產(chǎn)順行。

[1]羅峰，邢界宇，王文為.萊鋼80 t轉(zhuǎn)爐干法除塵自控系統(tǒng)的研究與改進(jìn)[J]，自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2010（2）：99-100.

[2]王永剛，王建國(guó)，葉天鴻，等.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)在國(guó)內(nèi)鋼廠(chǎng)的應(yīng)用[J].重型機(jī)械，2006（2）：1-3.

[3]陳其國(guó)，鄭小虎.蒸發(fā)冷卻器出口溫度自動(dòng)控制[J].冶金自動(dòng)化，2008（1）：64-68. Chen Qiguo，ZhengXiaohu.Automatic control ofoutlet temperature for evaporation cooler[J].Metallurgical Industry Automation，2008（1）：64-68.

[4]馬良.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵回收系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用[J].環(huán)境工程，2013（3）：51-54.

（編輯：胡玉香）

Application and Improvement of Dry-type Dedusting Technology for the Converter

MENG Ze1，2，CHEN Jin1，LIU Chunhu2
（1.Material Science and Engineering College of Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi 030024；2.Taiyuan Iron and Steel（Group）Co.，Ltd.，Taiyuan Shanxi 030003）

This paper introduces the technology process，key function of dry-type dedusting technology for the converter，and puts forward measures on technology problems of LTsystem in operation of the converter.The practice shows that this system operate steadily and the gas after purification is qualified，which conforms to environmental standards of our country.

converter，dry-type dedusting，environmental standard

X757

A

1672-1152（2016）04-0068-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.04.23

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

2016-07-19

孟澤（1986—），男，太原理工大學(xué)在職碩士在讀，研究領(lǐng)域：鋼鐵冶金。