轉(zhuǎn)爐靜電除塵器本體優(yōu)化改造及應(yīng)用

郭冰冰

摘 要：轉(zhuǎn)爐干法除塵是近年來(lái)在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中被逐漸推廣應(yīng)用的一種除塵技術(shù)方法，相比于傳統(tǒng)的濕法除塵，干法除塵在降低煙氣含塵量，節(jié)水節(jié)電，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命以及方便維護(hù)等方面體現(xiàn)出較明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)，干法除塵系統(tǒng)也存在著易泄爆等缺點(diǎn)和不足，這就需要我們不斷加強(qiáng)對(duì)靜電除塵器的研究和改造。通過(guò)對(duì)靜電除塵器本體的優(yōu)化改造，使干法除塵中一些常見(jiàn)的缺點(diǎn)問(wèn)題得到了較好的解決，從而提高了系統(tǒng)除塵效果，有效保障了轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)節(jié)的清潔、安全生產(chǎn)，本文對(duì)此進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)；干法除塵；靜電除塵器；優(yōu)化改造；應(yīng)用

近年來(lái)，隨著環(huán)保問(wèn)題的日益嚴(yán)峻和環(huán)保檢查力度的加大，提倡節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)已成為當(dāng)前鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)管理任務(wù)的重中之重。由此各鋼鐵企業(yè)紛紛加大了在除塵環(huán)保設(shè)備方面的投入，同時(shí)也加強(qiáng)了相關(guān)的技術(shù)改造，有效地提高了環(huán)保設(shè)備的除塵效果和安全性。干法除塵又稱為L(zhǎng)T法除塵，是近年來(lái)在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的一種除塵技術(shù)，其核心組成部分就是靜電除塵器。雖然干法除塵較濕法除塵在運(yùn)行成本和除塵效果方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但卻存在易泄爆等問(wèn)題，通過(guò)對(duì)靜電除塵器的優(yōu)化改造，使得這些問(wèn)題得到了較好的控制和解決。

1 靜電除塵器的組成和基本工作原理

1.1 靜電除塵器的基本組成

靜電除塵器（EP系統(tǒng)）是轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)的核心部分，主要負(fù)責(zé)吸附轉(zhuǎn)爐煤氣中的氧化鐵等粉塵顆粒，起到凈化煙氣，降低污染物排放的作用。靜電除塵器的結(jié)構(gòu)裝置包括鋼支柱、殼體、平臺(tái)、內(nèi)部走臺(tái)、外部樓梯、收塵極板、陰極電暈線、潤(rùn)滑系統(tǒng)、刮灰系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)、氮封系統(tǒng)以及氣流分布板、防爆門、保溫箱、筒體、環(huán)梁等輔助部件。

1.2 靜電除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

靜電除塵器主體結(jié)構(gòu)為圓筒形，進(jìn)出氣口為錐形，外部為環(huán)形梁結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使靜電除塵器具備了較好的抗熱、抗變形性能，同時(shí)還裝置了自恢復(fù)式泄爆閥，可抵御一般電場(chǎng)爆炸的沖擊，從而較好地保障內(nèi)部設(shè)備的安全。扇形刮灰裝置軸承的潤(rùn)滑采用的是中央潤(rùn)滑系統(tǒng)，采用氮?dú)饷芊鈱?duì)存在漏風(fēng)隱患的部位進(jìn)行了密封，有效避免了裝置內(nèi)氧氣的吸入，降低了裝置發(fā)生爆炸的可能性。靜電除塵器主要有手動(dòng)和遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)兩種控制方式，各電氣設(shè)備均可脫機(jī)、單獨(dú)運(yùn)行，從而為電氣設(shè)備的操作、調(diào)試和檢修提供了便利。

1.3 靜電除塵器的基本工作原理

靜電除塵器的工作利用了靜電吸附原理，通過(guò)裝置內(nèi)高壓電場(chǎng)使煙氣發(fā)生電離，使氣流中的粉塵荷電在電場(chǎng)作用下與氣流分離，從而達(dá)到吸附粉塵，凈化氣流的作用。靜電除塵器的吸附除塵性能受設(shè)備構(gòu)造、粉塵性質(zhì)和煙氣流速等3個(gè)因素的影響，如粉塵的比電阻過(guò)低或過(guò)高都會(huì)影響除塵器的除塵效果。

2 靜電除塵器的優(yōu)化改造方案及應(yīng)用

靜電除塵器雖然比傳統(tǒng)的濕式除塵有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但其中還有很多可優(yōu)化改造的地方。靜電除塵器的優(yōu)化改造應(yīng)以提高除塵效果，減少泄爆發(fā)生，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行為目的，通過(guò)對(duì)影響靜電除塵器除塵效果和泄爆原因的分析，現(xiàn)提出以下優(yōu)化改造措施。

2.1 機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)技術(shù)

機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵器的設(shè)計(jì)，前級(jí)電場(chǎng)采用常規(guī)結(jié)構(gòu)，在末級(jí)電場(chǎng)內(nèi)將其設(shè)計(jì)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)式雙區(qū)結(jié)構(gòu)，同一電場(chǎng)內(nèi)，收塵區(qū)與荷電區(qū)供電電源分開(kāi)，各自采用一套高壓電源供電。從電除塵原理上分析，該技術(shù)利用了高電壓增加場(chǎng)強(qiáng)的辦法使得除塵效率得到提高，并且通過(guò)分區(qū)，使每個(gè)供電電源所需支持的收塵面積減小，一般的高頻電源即可滿足應(yīng)用。從改造后的實(shí)際使用效果來(lái)看，與常規(guī)結(jié)構(gòu)電場(chǎng)相比在除塵效率、除塵效果和適用性方面有了很大的提高，能夠捕集到更為細(xì)小的荷電塵粒，適合收集高、中、低比電阻粉塵。

2.2 增加除塵器的收塵面積

增加除塵器的收塵面積是一種較為傳統(tǒng)的改造方法，具有技術(shù)成熟、可靠性高，對(duì)配套設(shè)備無(wú)特殊要求的優(yōu)點(diǎn)，以增加增加除塵器的有效寬度、有效高度和增加電場(chǎng)數(shù)為改造手段。與增加收塵面積相匹配的高壓電源及控制柜可做獨(dú)立增設(shè)，由此對(duì)原有系統(tǒng)的改造也比較少，在提高設(shè)備除塵效果的同時(shí)，設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性幾乎不熟影響。

2.3 增加場(chǎng)強(qiáng)

從電除塵原理考慮，增加場(chǎng)強(qiáng)是在本體不做改動(dòng)的情況下，提高除塵器除塵效果的最有效辦法，而大功率三相電源的研發(fā)應(yīng)用，則為這一改造設(shè)想提供了技術(shù)支持。在運(yùn)行穩(wěn)定性方面，三相電源采用可控硅進(jìn)行整流變控制，比高頻電源所采用的IGBT逆變整流運(yùn)行更加可靠；在能耗方面，三相電源與高頻電源的控制部分在功能上可實(shí)現(xiàn)節(jié)能調(diào)節(jié)，因而與高頻電源相比，其實(shí)際功耗較為接近；在除塵效果方面，三相電源的輸出電壓更接近擊穿電壓，可有效提高靜電除塵器的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)，從而使除塵效果明顯提高。正是基于以上優(yōu)點(diǎn)，使得該方法已逐漸在國(guó)內(nèi)外一些工業(yè)靜電除塵設(shè)備的優(yōu)化改造中得到應(yīng)用。

2.4 降低入口煙氣溫度

在電除塵器上游設(shè)置熱回收裝置，降低入口煙氣溫度，可提高除塵器的性能，該技術(shù)被稱為低低溫電除塵技術(shù)，已在日本得到了較廣泛的應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果。低溫除塵系統(tǒng)主要由低溫電除塵器和低溫?fù)Q熱器兩部分組成，其基本原理就是通過(guò)降低煙氣溫度，來(lái)達(dá)到降低粉塵比電阻，提高收塵效率的目的。

2.5 電除塵器泄爆控制的改造

電除塵器泄爆的條件為電場(chǎng)內(nèi)局部氧氣含量大于2%，電場(chǎng)內(nèi)煤氣局部達(dá)到爆炸極限，電場(chǎng)內(nèi)存在電火花。根據(jù)對(duì)電除塵器泄爆機(jī)理的研究，提出兩項(xiàng)改造措施：一是系統(tǒng)增設(shè)氮?dú)庀♂屟b置，降低煙氣中氧氣含量和一氧化碳的比例；二是開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)爐氧氣自動(dòng)開(kāi)吹控制煙氣中一氧化碳和氧含量，使之保持在爆炸極限以下。通過(guò)改造可有效降低電除塵器泄爆發(fā)生率，保障了電除塵器安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐維利，郝偉新.轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)泄爆分析及應(yīng)對(duì)措施[J].黑龍江冶金，2014，34（1）：43-45.

（作者單位：河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠）