一鋼廠轉(zhuǎn)爐一次除塵改造及實(shí)踐

劉 洪 胡道豐 邱藝靈

（新余鋼鐵集團(tuán)公司安全環(huán)保處，江西 新余 338000）

一鋼廠轉(zhuǎn)爐一次除塵改造及實(shí)踐

劉 洪 胡道豐 邱藝靈

（新余鋼鐵集團(tuán)公司安全環(huán)保處，江西 新余 338000）

介紹新鋼公司100t轉(zhuǎn)爐改造情況及改造后的效果。

轉(zhuǎn)爐；除塵；改造

一、前言

新鋼公司一鋼廠現(xiàn)有3座100t氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，先后于2003年、2005年投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)能力為年產(chǎn)鋼300萬(wàn)t，出鋼量為105t/爐，轉(zhuǎn)爐一次除塵采用OG濕法除塵。近年來(lái)，隨著產(chǎn)量不斷攀升，2011年實(shí)際年產(chǎn)鋼435萬(wàn)t，轉(zhuǎn)爐實(shí)際出鋼量為115t/爐，大大超過(guò)原設(shè)計(jì)能力，導(dǎo)致煙氣凈化效果不理想，轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量高達(dá)150mg/m3，風(fēng)機(jī)葉輪積灰嚴(yán)重，造成20天左右就需停爐清灰，制約了轉(zhuǎn)爐作業(yè)率的提升，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境影響巨大。

二、系統(tǒng)工藝流程

系統(tǒng)工藝流程如圖1所示

圖1

三、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣，由于煙氣中CO含量高，能源價(jià)值高，可以做為冶金企業(yè)的燃料進(jìn)行二次利用，對(duì)減少?gòu)U氣排放，提高能源利用率，實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼具有很大意義。轉(zhuǎn)爐采用OG濕法除塵，轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的1 200℃高溫?zé)煔猓紫冗M(jìn)入活動(dòng)煙罩、固定煙罩，然后進(jìn)入氣化冷卻煙道進(jìn)行冷卻，溫度降為900℃左右，然后進(jìn)一文進(jìn)行飽和冷卻、降溫、除塵，使煙氣溫度再次降低至70℃左右，同時(shí)煙塵被水滴捕集和潤(rùn)濕的煙塵互相碰撞而凝聚成較大的顆粒，使煙氣得到凈化，效率可達(dá)95%以上，經(jīng)粗除塵和冷卻后的煙氣，進(jìn)入RD可調(diào)文氏管，進(jìn)一步冷卻和除塵后（除塵效率可達(dá)99%以上）進(jìn)入風(fēng)機(jī)，符合回收條件，氣經(jīng)三通閥、水封逆止閥、進(jìn)煤氣柜，不符合條件的煙氣經(jīng)放散塔點(diǎn)火放散。

四、現(xiàn)狀分析

1.轉(zhuǎn)爐標(biāo)況爐氣量的計(jì)算：

按“OG”法實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，假定吹煉期平均爐氣量為1，考慮到強(qiáng)化吹煉和加礦石時(shí)爐氣量突然增大的因素，取其最大值為1.8，其計(jì)算公式為：

式中：Q—按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的爐氣量，m3/h；

G—鐵水最大裝入質(zhì)量，1kg；

C1—冶煉前鐵水中平均含碳量，%；

C2—冶煉后鐵水中平均含碳量，%；

22.4— 1kmol氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，m3/kmol；

12—碳原子量，m3/kmol；

t—吹氧時(shí)間，min。

目前一鋼廠轉(zhuǎn)爐裝入量為115t，鐵水平均含C量為4.5%，終點(diǎn)含量為0.06%，終點(diǎn)含量為0.06%，吹氧時(shí)間14min，則標(biāo)況爐氣量為：

2.轉(zhuǎn)爐工況煙氣量的計(jì)算

轉(zhuǎn)爐煙氣量是指氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所產(chǎn)生的標(biāo)況體積。而工況體積QI因受d、p、t的影響則需校正，其公式如下：

式中：Q工—工況下的煙氣量，m3/h；

Q—轉(zhuǎn)爐在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下產(chǎn)生的煙氣量，m3/h；

d— 單位體積濕煙氣中含水汽質(zhì)量，kg/m3（煙氣凈化設(shè)計(jì)參考資料查得：55℃時(shí)d=0.15、65℃時(shí)d=0.265、70℃時(shí)d=0.359、72℃時(shí)d=0.408、75℃時(shí)d=0.497）；

γ0— 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸汽的比重，18/22.4=0.804kg/m3；

t—風(fēng)機(jī)入口煙氣工況溫度，℃；

P—當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)，Pa；

ΔP—系統(tǒng)前阻力，Pa。

（1）如取風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)煙氣工況溫度為65℃，風(fēng)機(jī)入口處負(fù)壓20 000Pa，大氣壓為1x105Pa，取值計(jì)算：

則工況煙氣量為Q工=73 526.4×1.33×1.24×1.25= 151 574m3/h。

（2）現(xiàn)根據(jù)目前的工況參數(shù)，風(fēng)機(jī)入口處煙氣工況溫度為70℃，風(fēng)機(jī)入口處負(fù)壓20 000Pa，大氣壓為1x105Pa，則取值計(jì)算：

則工況煙氣量為Q工=73 526.4×1.45×1.26×1.25 =167 919m3/h。

由此可見(jiàn)：現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)的煙氣量已超過(guò)設(shè)備理論設(shè)計(jì)量約5%，所以在冶煉反應(yīng)劇烈及加料操作時(shí)，其瞬時(shí)煙氣量會(huì)超過(guò)設(shè)備處理能力，產(chǎn)生大量煙塵外溢。

3.系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

（1）煙氣溫度升高影響煙氣流量。

當(dāng)風(fēng)機(jī)入口溫度為70℃時(shí)，煙氣量為167 919m3/h，而風(fēng)機(jī)入口溫度為65℃時(shí)，煙氣量為151 574m3/h。由此可見(jiàn)，如將現(xiàn)有煙氣溫度降低5℃可大幅減少煙氣量。

（2）系統(tǒng)煙氣水霧含量高、煙氣流量能力差。

①系統(tǒng)設(shè)計(jì)供水量較大，一文、二文總水量達(dá)到560m3以上。

②彎頭脫器與水霧分離器脫水效果較差，導(dǎo)致煙氣中水分含量高。

（3）文氏管除塵效果差。

①一文噴嘴易堵塞，霧化效果差，導(dǎo)致除塵效果差。

②二文RD喉口堵塞嚴(yán)重且氫氣指針因堵塞嚴(yán)重?zé)o法正常工作，同時(shí)RD喉口由于微差壓控制無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致RD喉口無(wú)法調(diào)節(jié)，爐口微正壓無(wú)法實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致?tīng)t口煙氣外溢，同時(shí)喉口氣流速度達(dá)不到要求，除塵效果差。

（4）由于RD喉口除塵效果差，導(dǎo)致進(jìn)入風(fēng)機(jī)的煙氣含塵量增大，從而使風(fēng)機(jī)葉輪積灰嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)振動(dòng)加大，同時(shí)回收的轉(zhuǎn)爐煤含量大增，影響轉(zhuǎn)爐煤氣質(zhì)量。

五、改造內(nèi)容

1.增設(shè)高效噴霧洗滌塔

取消現(xiàn)有的溢流文氏管，重力脫水器，改造為高效噴霧洗滌塔。目的是降低一文阻力。

目前一文現(xiàn)有阻力為4 500Pa左右，改造為洗滌后阻力可降為500Pa左右。一文阻力降低后，一方面系統(tǒng)流量可提高12%，同時(shí)可調(diào)大二文壓差，提高煙氣流量，改善降塵效果。

2.應(yīng)用大流量防堵塞噴嘴

在高效洗滌塔及二文中改用大流量防堵塞噴嘴，提高噴嘴的霧化效果，在最小噴水量的狀況下，通過(guò)調(diào)節(jié)喉口壓差（因?yàn)樗殉浞朱F化）提高二文精除塵效果，滿足爐口壓力控制，提高煤氣回收水平。

噴水進(jìn)行煙氣冷卻有兩種不同的冷卻熱值，一種是飽和冷卻，就是通過(guò)水升溫來(lái)吸取煙氣的熱量實(shí)現(xiàn)煙氣的冷卻理論上每千克水吸熱量?jī)H為209kJ另一種量蒸發(fā)冷卻，也就利用水蒸汽的潛熱吸取煙氣的熱量實(shí)現(xiàn)煙氣

的冷卻。理論上每kg水的蒸發(fā)潛能為2 093kJ，是飽和冷卻的10倍，因此冷卻同樣的煙氣所需的水流量大約是飽和冷卻的1/100，采用高效噴嘴，水充分霧化就以實(shí)現(xiàn)從飽和冷卻至蒸發(fā)冷卻的改變。經(jīng)計(jì)算可降低一文用量約250t/h。

3.脫水器改造

將目前水霧分離器改進(jìn)為不銹鋼材質(zhì)使其表面不易積灰與腐蝕，可提高水霧分離效果，同時(shí)在水霧分離器出口增加一套濕旋脫水器，進(jìn)一步提高脫水效果，減少煙氣流量。

4.改造風(fēng)機(jī)葉輪

增大風(fēng)機(jī)葉輪寬度，提高流量10%左右，可以基本滿足風(fēng)機(jī)的風(fēng)量的要求，減少煙塵外溢。

六、改造效果

提高了除塵系統(tǒng)的效果，有效減少和杜絕現(xiàn)場(chǎng)爐口煙塵外溢及廠房屋頂冒黃煙效果，同時(shí)外排煙塵及達(dá)到環(huán)保要求。

提高煤氣回收量10m3/t鋼，轉(zhuǎn)爐煤氣含量＜20mg/m3。

延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)葉輪的清灰周期，清灰周期由原20d/次左右，提高到40d/次，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)作業(yè)率，每年提高鋼產(chǎn)量8 000t，同時(shí)減輕了員工的作業(yè)強(qiáng)度。

減少水處理量。一文、二文冷卻用水量由500t/h，減少為360t/h，每小時(shí)可減少用水量200t。

TF341

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1671-0711（2014）08-0067-03

2014-03-06）