轉爐一次除塵方式及改造工程淺析

劉濤 任樂 李加旺 鄧佳麗

(中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176)

轉爐一次除塵方式及改造工程淺析

劉濤 任樂 李加旺 鄧佳麗

(中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176)

介紹干法除塵系統,對比轉爐濕法除塵與干法除塵工藝、系統水電汽能耗及投資回收技術經濟指標,提出干法選取的必要性,介紹改造工程的內容及難度。

轉爐煤氣凈化 OG法 干法 一次除塵

1 前言

據官方統計，我國現有600多座轉爐，年產鋼量超過6億噸。目前我國大多數轉爐的轉爐煤氣凈化采用較為落后的濕法(老OG)除塵，耗水耗電量大，是鋼鐵工業節能減排的薄弱環節。近幾年來我國新建轉爐采用了第四代濕法(新OG法)、干法除塵、半干法除塵等煤氣凈化技術，在轉爐煤氣節能減排和能源回收綜合利用方面取得了顯著進展。目前，無論從技術成熟角度還是節能減排角度，干法除塵都應是新上轉爐項目或者一次除塵改造項目的首選，本文就老OG法和干法除塵方式進行技術和經濟比較，闡述干法除塵的必要性，并對濕改干項目難點、重點進行分析。

2 老OG法技術

煙氣凈化系統包括兩級文氏管洗滌器和附屬的90°彎頭脫水器和擋板水霧分離器。第一級文氏管采用手動可調喉口形式，進行粗除塵。第二級文氏管采用R-D形式，控制波動的煙氣高速通過喉口，進行精除塵。煙氣經文氏管降溫凈化后，通過90°彎頭脫水器和擋水板水霧分離器進行脫水，由引風機排出，回收或者放散。

老OG除塵已經不能適應我國節能減排的要求：

(1)系統阻力一般可達24000Pa，電耗非常大；阻力過高也是引起風機能力不足、爐口冒煙、煤氣回收量減少的主要原因之一。

(2)達不到90%～95%的除塵效率，除塵效率很低，是煙囪冒煙的原因之一。

(3)噴水量太多，一般在600t/h左右，而且實際運行中噴水量常遠超過設計值。

3 干法技術

多年以來，轉爐干法技術一直以“高、大、上”形象示人，其技術復雜，自動化程度高，設備可靠性要求高，被國外工程公司壟斷近20年，近5年來隨著國內制造水平的提高，以京誠公司為代表的總包單位依靠強大研發能力大力推行全國產化，該項技術逐漸在國內新建轉爐項目中推廣開來。所謂“干法”并不是不用水，而是充分利用水。干法中用水主要在蒸發冷卻器。它使用的是被蒸汽或者氮氣霧化的水，保證水與煙氣充分接觸完全蒸發。其后煙氣再進入電除塵器通過電場進一步除塵?；覊m在蒸發冷卻器和電除塵器底部收集后，通過機械輸灰方式輸出。符合回收條件的煙氣由風機送至煙氣冷卻器進一步降溫后，進入煤氣柜，不符合回收條件的煙氣經由煙囪點火放散。風機入口的煙氣處于干燥狀態，不含機械水。

4 干法除塵系統推廣的意義

干法系統采用電除塵器除塵，它通過電場除塵，幾乎不需要損失系統的壓力，風機可以配置升壓較低的風機，這樣電機電耗低，風機系統的耗水、耗氣量也少。由于車間內不需要循環水，不但比濕法少了大型的濁環水處理系統，車間內還不需要有無壓回水水槽，而干法除塵車間外僅需要一個小型的循環水冷卻系統。

干法除下的灰塵可以通過壓塊系統回收后，代替廢鋼或鐵礦石。而眾所周知“OG泥”極不好處理，還容易污染車間環境。

從除塵效果上看，干法除塵煙氣通過電除塵器后可以將煙氣中的含塵量降至＜20mg/Nm3，進氣柜的煙氣中的含塵量降至＜10mg/Nm3，可以直接供用戶使用；而濕法除塵，一般在采用進口設備時可達50mg/Nm3，國產設備一般在50～80mg/Nm3。煙氣必須進一步精除塵后，才能送最終用戶使用。從發展的角度講，干法除塵是趨勢。

5 干法除塵運行費用對比分析

干法除塵具有節水、節電、除塵效率高、回收煤氣量大、收集的除塵灰干燥、可以加熱后直接壓制成塊體回轉爐利用、生產成本低等優點，是今后轉爐一次煙氣凈化發展的方向，國家發改委已于2004年將干法除塵技術列入國家重大技術裝備研制和重大產業技術開發專項。以下對比分析來自北方某鋼鐵企業。

從表中可以看出，對于120t轉爐，每套干法系統較濕法系統僅在節省運行費用和多回收的煤氣方面，效益之和就達到每年563萬元，改造項目的成本在5年左右就可以全部收回，經濟效益顯著；同時，每年能減少對空排放30t粉塵。因此，國家新標準中規定：新、改、擴建項目，轉爐必須同步配套煤氣回收裝置，并優先采用干式煤氣凈化。

6 改造基本技術方案說明

京誠公司從2009年開始推廣干法全國產化以來，積累了大量總包工程經驗，2012年京誠公司完成的國內第一套120t轉爐濕法改干法項目投產后運行穩定各項指標先進，國內很多用戶也在積極探討嘗試改造，以下就以某120t轉爐濕改干為例簡單介紹一下技術方案。

6.1 轉爐區域改造內容和方案

轉爐高跨+16.9米平臺上方，原有濕法除塵設備需全部拆除，在此空間布置干法除塵系統的蒸發冷卻器和香蕉彎輸灰系統。為保證蒸發冷卻器使用性能，蒸發冷卻器采用大直徑形式。汽化冷卻煙道除氧器、汽水管道、泵組等需要挪動位置，與干法設備發生碰撞的平臺下各種蒸汽、水和低壓氮氣、壓縮空氣等管道、電纜橋架、除塵水高架流槽等設施需要拆除移位；平臺次梁、平臺框架和柱子需要重新驗算載荷，進行局部加固或更換。車間內配置獨立的粗灰倉和輸灰鏈條，鏈條數量可根據粗粉倉的位置布置。

該項設計改造難度比較大，往往由于場地限制而需要突破常規，尤其是施工進度受轉爐停產時間限制，需要極大壓縮施工時間，這就需要極佳的施工方案。

6.2 荒煤氣管道

沿途荒煤氣管道內煙氣溫度冶煉時長期維持在250℃左右，瞬間可達350℃以上，冶煉結束后恢復常溫，膨脹推力較大，需在原有低溫管道和支架基礎上重新設計管系，進行應力計算。該項設計改造技術要求非常高，尤其是在廠房屋面布置的管道以及廠房鋼結構配套加固改造。

6.3 車間外設施

靜電除塵器設立獨立的灰倉和輸灰裝置；電氣室和水泵房就近布置；可利用原有濕法放散煙囪。以上施工需在干法改造項目實施時，先于車間內主體設備建設實施，并在轉爐停產改造前全部完成，總圖布置非常困難。改造后原風機房和風機房電氣室可全部拆除。

6.4 建設工期

常規的新建轉爐煤氣干法除塵工程，從設計到訂貨、安裝、調試、投產，一般建設周期為8個月，考慮到既有廠房改造工程設計難度大并與生產交叉進行，轉爐改造投產周期8～10個月(其中轉爐停產改造2個月)。該工程業主對于轉爐停產時間要求特別短，整體工程進度為7個月，對施工提出了極大挑戰。

劉濤(1980-),男,碩士,研究方向:工業大氣污染物凈化。