通過判斷EVC出口煙氣溫度從而避免電除塵器泄爆的研究及應(yīng)用

李艷東

（河鋼股份有限公司承德分公司，河北 承德 067000）

1 概述

隨著轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，煉鋼工藝的日趨完善，相應(yīng)的除塵技術(shù)也在不斷地發(fā)展完善。目前，O2頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的煙氣凈化回收主要有兩種方法，一種是煙氣濕法凈化回收系統(tǒng)，一種是煙氣干法凈化回收系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)爐煙氣干法凈化回收系統(tǒng)主要由蒸發(fā)冷卻器、靜電除塵器、風(fēng)機(jī)、煤氣冷卻器、切換站、放散塔幾大部分組成，除塵效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的濕法除塵。較濕法除塵相比，干法除塵有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：一是除塵效果高，二是風(fēng)機(jī)功率較小，因而節(jié)約了大量的電能和用水；三是該系統(tǒng)全部采用干法處理，不存在二次污染；四是系統(tǒng)簡(jiǎn)化，占地面積小，管理方便。因此，干法除塵技術(shù)比傳統(tǒng)的濕法除塵技術(shù)有更高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

干法除塵與濕法除塵相比，在除塵效果、能源消耗等方面雖然有較大優(yōu)勢(shì)，但也有一個(gè)突出的劣勢(shì)：由于干法除塵的工藝特點(diǎn)，干法除塵靜電除塵器存在泄爆的幾率。干法除塵器發(fā)生泄爆后，不但對(duì)電除塵器設(shè)備本身損害較大，且泄爆后放散塔冒黑煙，排放嚴(yán)重超標(biāo)，存在設(shè)備安全以及環(huán)保方面的隱患。綜上所述，為降低泄爆幾率，急需發(fā)明一種控制電除塵器泄爆的方法。

2 對(duì)干法除塵電除塵器泄爆的研究

控制電除塵器泄爆，通過控制泄爆三要素中的電火花、O2含量、可燃?xì)怏w含量的任一要素，泄爆都可以避免。因干法除塵的工藝特點(diǎn)，靜電除塵器高壓直流電源在電離空氣過程中，電除塵器中的的電火花不可能避免，因此，控制O2含量、可燃?xì)怏w含量在爆炸極限之內(nèi)是控制電除塵器泄爆的關(guān)鍵。

承鋼120噸系統(tǒng)是半鋼煉鋼，因P、S元素在提釩過程中已經(jīng)去除，在煉鋼轉(zhuǎn)爐中，半鋼較鐵水冶煉CO產(chǎn)生的時(shí)間要提前，因此，控制吹煉初期的O2含量、CO含量是重中之重。通過分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及查找分析大量的歷史數(shù)據(jù)，在承鋼120噸系統(tǒng)，造成吹煉初期電除塵器泄爆的原因是吹煉初期打火失敗造成氧氣富余。降低系統(tǒng)中的氧氣富余比例，準(zhǔn)確判斷打火情況，在打火失敗后立即終止吹煉，是避免電除塵器泄爆的有效方法。

（1）吹煉初期

通過合理控制氧氣調(diào)節(jié)閥的開度，降低氧槍從待吹位到吹煉位的氧氣富余比例進(jìn)而避免電除塵器泄爆。

氧槍從待吹位向吹煉位下降的過程中，氧氣調(diào)節(jié)閥按如下方案控制：

氧槍從待吹位下降經(jīng)過開氧點(diǎn)時(shí)，氧氣調(diào)節(jié)閥開度從1%打開到15%，維持30S，氧氣流量由0開始上漲至13000立/小時(shí)；從調(diào)節(jié)閥打開30S至60S，氧氣流量維持在13000立/小時(shí)；從調(diào)節(jié)閥打開60S～90S，氧氣流量由13000立/小時(shí)均勻爬升至26000立/小時(shí)。此種控制方案，有效降低了氧槍到達(dá)吹煉位之前的氧氣富余比例。

圖1 氧氣流量控制，淺藍(lán)色曲線是氧氣流量

（2）通過EVC出口溫度的上升速率判斷打火情況進(jìn)而避免電除塵器泄爆

①在吹煉開始的前16S，蒸發(fā)冷卻器（簡(jiǎn)稱EVC）的水調(diào)節(jié)閥采用固定開度控制，開度控制為18%左右，蒸發(fā)冷卻器流量為20立米/小時(shí)左右，開吹16S后，EVC配水的水調(diào)節(jié)閥即轉(zhuǎn)入配水曲線控制，配水曲線控制以蒸發(fā)冷卻器出口溫度為控制目標(biāo)，此控制目標(biāo)根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整，一般在夏季時(shí)，蒸發(fā)冷卻器出口溫度目標(biāo)值260°～270°，冬季時(shí)蒸發(fā)冷卻器出口溫度目標(biāo)值310°～320°，春秋兩季蒸發(fā)冷卻器出口溫度目標(biāo)值280°～290°。蒸發(fā)冷卻器配水調(diào)節(jié)閥根據(jù)蒸發(fā)冷卻器實(shí)際檢測(cè)溫度、設(shè)定目標(biāo)溫度對(duì)配水量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。②EVC的出口溫度在吹煉開始60S內(nèi)，平穩(wěn)升到400°以上，打火成功，繼續(xù)吹煉。③EVC的出口溫度在吹煉開始60S內(nèi)，沒有明顯變化，打火失敗，立即提槍，終止吹煉。在氧槍從吹煉位上升過程中，未到等待位之前，打開氮?dú)馇袛嚅y，向轉(zhuǎn)爐內(nèi)吹入氮?dú)猓矔r(shí)流量35000立/小時(shí)，持續(xù)吹氮?dú)?0S,然后方可繼續(xù)下槍吹煉。

圖2 風(fēng)機(jī)速度控制、蒸發(fā)冷卻器配水控制示意圖

注釋：圖中綠色曲線為EVC出口溫度曲線，紅色曲線為煙氣中CO的含量曲線，黃色曲線為煙氣中O2的含量曲線，白色曲線為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，深藍(lán)色曲線為氧氣實(shí)時(shí)流量曲線，紫色曲線為氮?dú)鈱?shí)時(shí)流量曲線，淺藍(lán)色曲線為槍位曲線，灰色曲線為EVC入口溫度曲線。在本圖中，EVC出口溫度在開吹31S后開始上升，40S后即上升到400°以上，打火成功，繼續(xù)吹煉。

注釋：圖中綠色曲線為EVC出口溫度曲線，紅色曲線為煙氣中CO的含量曲線，黃色曲線為煙氣中O2的含量曲線，白色曲線為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，深藍(lán)色曲線為氧氣實(shí)時(shí)流量曲線，紫色曲線為氮?dú)鈱?shí)時(shí)流量曲線，淺藍(lán)色曲線為槍位曲線，灰色曲線為EVC入口溫度曲線。在本圖中，EVC出口溫度在開吹60S后仍然沒有上升，打火失敗，提槍終止吹煉，除塵風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行，吹氮?dú)猓掷m(xù)90S。

圖3 打火成功的歷史趨勢(shì)圖

圖4 打火失敗的歷史趨勢(shì)圖

3 結(jié)論

通過合理控制氧槍在下降過程中氧氣調(diào)節(jié)閥的開度，對(duì)EVC出口溫度上升速率的跟蹤，判斷打火是否成功，在打火失敗時(shí)立即終止吹煉，可有效避免因打火失敗造成的O2富余進(jìn)而引起電除塵器泄爆。此方法適合在各應(yīng)用干法除塵鋼鐵企業(yè)推廣應(yīng)用。