轉爐一次除塵系統應用新OG法改造實踐

（邢臺鋼鐵有限責任公司，河北邢臺 054027）

前言

邢鋼煉鋼廠4 座轉爐(3×50 t+80 t)的煙氣一次除塵系統全部采用傳統OG 濕法系統，該系統為傳統OG“二文三脫濕法”除塵工藝，無法滿足河北省《鋼鐵工業大氣污染物排放標準》（DB13/2169-2018）中有關轉爐一次煙氣顆粒物的特別排放限值要求。

根據常用轉爐一次除塵工藝主要參數，結合國家及河北省地方環保標準要求，特別是邢鋼所處京津冀重點城市和行業已經實行的更加嚴格的特別排放限值的需要，轉爐一次除塵必須進行改造。

為確保轉爐一次除塵改造實現排放達標、成本最低、運行穩定，經過多方考察了解，在對比LT 干法、半干法和新OG 的優缺點后，確定轉爐一次除塵采用新OG 工藝，并利用生產間隙30 天內完成了對4座轉爐的改造。

1 轉爐一次除塵新OG法工藝

轉爐一次除塵系統采用了新0G 法，與老0G 法不同的是煙氣經煙罩、汽化冷卻煙道后，凈化設備改為一、二級噴霧蒸發洗滌塔、環縫文氏管、兩級旋流脫水塔。

新OG 法對排放濃度的控制機理是通過提高環縫文氏管的壓差，增加環縫文氏管的煙氣流速來達到降低煙氣排放含塵量。相對于干法除塵工藝故障率較低，更能適應粗放的冶煉操作,投資費用較低，占地面積小，施工周期短，利用轉爐年修期間可以進行改造。

新0G法系統工藝流程圖見圖1。

一級洗滌塔：設置雙流體氣霧噴槍4套，并同時設置了5 個噴頭，在洗滌塔內部形成層狀微霧。將汽化冷卻煙道出口1000 ℃以上的煙氣降溫至飽和煙氣(約72 ℃)并捕集粗顆粒的粉塵，實現初步凈化。

二級噴霧洗滌塔：設置兩排對噴式螺旋噴頭，溫度降至68℃，實現精除塵前的預除塵。

環縫文氏管：降溫、除塵后的飽和一次煙氣（轉爐煤氣）進入環縫文氏管。轉爐煤氣回收時，通過液壓伺服裝置自動調節喉口開度，使轉爐爐口處于微正壓狀態（0～20 Pa左右），用以減少空氣的吸入，控制吹煉過程中轉爐煙氣的CO 二次燃燒，提高回收轉爐煤氣的品質。煙氣以高速穩定氣流通過喉口。通過環縫文氏管精除塵后的煙氣溫度降至65℃左右。

脫水器：凈化后的飽和煙氣通過90o彎管進入一級旋流脫水器進行精脫水，后再經管道進入風機，經過風機后進入二級高效脫水器，經過再次脫水后回收或放散。

2 調試所遇問題及解決

2.1 風機喘振

轉爐一次除塵改造先進行的是1#轉爐改造，完畢后在風機啟動時按照低速、中速、高速三個階段匹配環縫文氏管0～500 mm 行程，試車運行后風機平穩。2#轉爐試車后風機出現喘振現象，風機電流在65～90 A 之間波動，環縫喉口開到400 mm 喘振嚴重，無法滿足0～500 mm 的調節范圍，根據環縫文氏管重陀安裝參數，將環縫重陀增加50 mm后，消除了風機喘振現象。

2.2 風機機前管道含水量大

1#轉爐投用后，發現機前管道積水。經檢查確認，改造后因管道坡度改變，造成風機機前旋流排水器處在管道高點，管道內積水較多，管道流通面積減少，造成轉爐爐前冒煙嚴重。

造成管道積水的原因為施工單位在施工過程中沒有考慮到低點排水問題。將機前旋流脫水器標高增加200 mm，整體切割支架下移后使管道積水順利排到旋流脫水器內，解決了管道內部積水問題。

2.3 一級洗滌塔底部水封積泥

4#轉爐改造完畢運行一周后，發現一級洗滌塔水位高，水封下部水量較小，大量水從二級洗滌塔水封溢流出來，造成一、二級洗滌塔之間連通管道積水，一級洗滌塔底部水封內堆積的含鐵料高度在400～500 mm，無法沖到高架溜槽內部。

造成水封堵塞的根本原因為一級洗滌塔1#噴頭水量小。該噴頭尺寸為DN20，與50 t轉爐尺寸一樣，而80 t 轉爐煙氣量比50 t 轉爐大45000 m3/h，安裝使用同規格的噴頭，水量不足以將沉積的含鐵料沖洗至高架溜槽，造成水封堵塞。將該噴頭由DN20 改為DN25，解決了一級洗滌塔底部水封積泥問題。

2.4 環縫文氏管重陀積垢

50 t 和80 t 轉爐在生產20 天后，爐口捕集效果不好，大量煙氣外溢，風機電流低于72 A。經檢查發現環縫文氏管重陀出現嚴重積垢現象，重陀表面積垢厚度達10 cm，影響了環縫流通面積，在環縫重陀開度調整到最大開度的時候還無法滿足爐前煙氣捕集的要求。對重陀清理后電流回升到75 A。

根據結垢嚴重的現象，分析為二級洗滌塔噴頭問題，經檢查發現下層噴頭裝反，并且噴頭堵塞嚴重。聯系相關單位更換了二級洗滌塔噴頭。

同時分析了轉爐濁水水質硬度對積垢的影響，控制水質硬度指標小于50 mg/l。

2.5 系統阻力增加

轉爐煙氣量的計算，50 t轉爐鐵水裝入按照46 t計算，80 t 轉爐鐵水裝入按照78 t 計算，計算結果對比風機能力，機前管道管徑偏小。

在改造過程中，因80 t 轉爐在機前管道直徑計算上使用Ф1400，小于原有Ф1600的管徑，改造前發現該問題要求施工單位將管道更換為Ф1600 管道，而換下的Ф1400 的管道用在3#轉爐50 t 的機前管道上。

轉爐改造完畢后檢測對比機前管道和新裝的機前旋流脫水器進出口的壓力損失，使用Ф1400 管道的3#50 t 轉爐比使用1#、2#50 t 轉爐原有Ф1200管道阻力減少500 Pa左右，效果較好。

3 達標排放效果

該系統自投產以來，運行效果良好，經現場實測煙氣的排放濃度達到了30 mg／m3以下。轉爐一次除塵采用新OG 法，達到了降低了煙氣排放濃度的目標，為公司綠色可持續發展提供了有力支撐。改造后的結果見表1。

表1 顆粒物排放監測結果 mg/m3

4 經驗總結

轉爐煙氣的達標排放還有以下經驗值得總結：

（1）因系統壓力分配發生改變，環縫文氏管的壓差必須保證在16 kPa 以上才能保證顆粒物排放指標。

（2）因風機轉速由環縫文氏管重陀自動調節，風機能力與電流的變化必須匹配，否則可能造成風機損壞。

（3）因工藝條件的波動可能造成煙氣捕集效果的變化，設計時計算煙氣量適當考慮風機和管道能力的裕量，有助于保證運行效果。