轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化與煤氣回收系統(tǒng)及維護(hù)

王立剛

摘?要：介紹了干法除塵系統(tǒng)的運(yùn)行工藝，以宣化鋼鐵二鋼軋廠干法除塵系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述了干法除塵系統(tǒng)的設(shè)備組成，在深入認(rèn)識(shí)干法除塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，掌握干法除塵的運(yùn)行原理及維護(hù)要點(diǎn)，從而保障干法除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并降低設(shè)備故障率。

關(guān)鍵詞：干法除塵;煤氣冷卻器

概述

在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量含CO的煙氣，其中帶有氧化鐵、氧化鈣、二氧化硅、氧化鎂及其它成份構(gòu)成的固體顆粒。應(yīng)用轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化與煤氣回收系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱干法除塵系統(tǒng)），可以高效凈化煙氣以保護(hù)環(huán)境，同時(shí)收得潔凈的高熱值轉(zhuǎn)爐煤氣。本文主要介紹了干法除塵系統(tǒng)的運(yùn)行工藝，以宣化鋼鐵二鋼軋廠干法除塵系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)述了干法除塵系統(tǒng)的設(shè)備組成，在深入認(rèn)識(shí)干法除塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，掌握干法除塵的運(yùn)行原理及維護(hù)要點(diǎn)，從而保障干法除塵系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并降低設(shè)備故障率。

1.干法除塵系統(tǒng)工藝描述

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馐紫扔苫顒?dòng)煙罩捕集，然后經(jīng)過汽化冷卻煙道，在回收熱能的同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行初次降溫。一般汽化冷卻煙道出口溫度約為800-1000℃。干法除塵系統(tǒng)采用蒸發(fā)冷卻的方式進(jìn)行煙氣的二次降溫，同時(shí)捕集粗顆粒粉塵。為滿足電除塵器工作的溫度條件，蒸發(fā)冷卻器出口溫度一般控制在170～250℃范圍內(nèi)。冷卻后的煙氣進(jìn)入靜電除塵器進(jìn)行精除塵，除塵器出口煙氣含塵濃度≤10mg/Nm3。在吹煉過程中，由于轉(zhuǎn)爐煙氣中CO濃度是不斷變化的，在吹煉前期和后期產(chǎn)生的低CO含量的煙氣凈化后通過放散杯閥，進(jìn)入放散煙囪點(diǎn)火放散。在吹煉中期產(chǎn)生的高CO含量的煙氣凈化后通過回收杯閥，進(jìn)入煤氣冷卻器進(jìn)一步將溫度降到60℃以下，然后送入煤氣柜儲(chǔ)存。非吹煉期間的廢氣則經(jīng)過電除塵器凈化后，通過放散杯閥，進(jìn)入放散煙囪后直接放散。

2.干法除塵系統(tǒng)設(shè)備組成及主要運(yùn)行原理

干法除塵系統(tǒng)按功能分為三個(gè)子系統(tǒng)：

2.1煙氣冷卻系統(tǒng)：主要由汽化冷卻煙道、蒸發(fā)冷卻器組成。

2.2煙氣凈化系統(tǒng)：主要由電除塵器、風(fēng)機(jī)、放散煙囪組成。

2.3煤氣回收系統(tǒng)：主要由煤氣冷卻器等組成。

3.蒸發(fā)冷卻器組成及設(shè)備運(yùn)行原理

蒸發(fā)冷卻器由以下部分組成：織物補(bǔ)償器、蒸發(fā)冷卻器殼體、支撐/限位環(huán)、蒸發(fā)冷卻器灰斗、維護(hù)和操作平臺(tái)、噴霧系統(tǒng)、保溫設(shè)施及檢修人孔等。

蒸發(fā)冷卻器入口煙氣溫度為800～10000C，通過噴淋系統(tǒng)將霧化后的冷卻水噴入蒸發(fā)冷卻器中直接冷卻煙氣。為了進(jìn)行充分的熱交換，蒸發(fā)冷卻器設(shè)計(jì)了足夠有效的熱交換容積。

蒸發(fā)冷卻器除了冷卻煙氣外，還可依靠氣流的減速以及進(jìn)口處水滴對(duì)煙塵的潤(rùn)濕將粗顆粒的粉塵分離出去，達(dá)到初步除塵的目的。沉積在蒸發(fā)冷卻器底部的粉塵由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)排出。蒸發(fā)冷卻器容積的設(shè)計(jì)還應(yīng)充分保證煙氣中的冷卻水有足夠的時(shí)間完全汽化，使得沉積的粉塵為干燥狀態(tài)。

蒸發(fā)冷卻器還有對(duì)煙氣調(diào)質(zhì)的功能。蒸發(fā)后的水蒸汽是強(qiáng)電負(fù)性氣體，可有效提高煙氣的電離效果，粉塵中水分的增加則可降低粉塵比電阻，兩者的共同作用可有效提高電除塵器的收塵效率。

4.電除塵器運(yùn)行原理

靜電除塵器的功能是收集轉(zhuǎn)爐煙氣中的灰塵。由于轉(zhuǎn)爐冶煉是間斷操作的，因此廢氣和煤氣交替通過凈化系統(tǒng)。為防止爆炸性混合氣體的形成，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成最佳流體動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)，即煙氣在整個(gè)路徑上成柱塞流狀流動(dòng)。靜電除塵器內(nèi)沿氣流方向平行布置收塵極，收塵極由環(huán)梁支撐，這些收塵極形成多個(gè)收塵通道。放電極間隔均勻地布置在收塵通道中心，由絕緣子支撐。

通過高壓硅整流變壓器和其控制系統(tǒng)，施加給放電極負(fù)的高壓，使得在放電極和收塵極之間形成負(fù)高壓電場(chǎng)。含塵煙氣進(jìn)入靜電除塵器后，可電離氣體被電離，在電場(chǎng)力的作用下，向極性相反的方向運(yùn)動(dòng)。氣體正離子很快被放電極捕集，而大量氣體負(fù)離子在電場(chǎng)力作用下向收塵極運(yùn)動(dòng)，氣體負(fù)離子在運(yùn)動(dòng)過程中與粉塵碰撞并附著在粉塵上，使粉塵荷電，荷電粉塵向收塵極運(yùn)動(dòng)直至被收塵極捕獲。

經(jīng)過一定時(shí)間待粉塵積到一定厚度后，通過振打清灰裝置將粉塵震落到除塵器下部，再通過刮灰裝置將粉塵刮到內(nèi)置鏈?zhǔn)捷敾覚C(jī)內(nèi)，進(jìn)而通過輸灰系統(tǒng)將粉塵輸送到儲(chǔ)灰倉(cāng)。

5.軸流風(fēng)機(jī)設(shè)備組成及運(yùn)行原理

軸流風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、吸入管、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)軸、機(jī)座、冷卻風(fēng)機(jī)、外部保溫層等。

軸流風(fēng)機(jī)為干法系統(tǒng)提供動(dòng)力，將轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣和灰塵吸到除塵器內(nèi)，通過除塵器對(duì)轉(zhuǎn)爐煙氣進(jìn)行凈化，凈化后的轉(zhuǎn)爐煙氣分別送往煤氣柜或者排放到大氣內(nèi)。由于干法除塵系統(tǒng)的系統(tǒng)阻力較小，系統(tǒng)所要求的風(fēng)機(jī)壓頭較低，功率消耗也相對(duì)較小，因此采用軸流風(fēng)機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入回收狀態(tài)時(shí)，風(fēng)機(jī)出口需要較高的壓力（根據(jù)回收系統(tǒng)阻力和煤氣柜的壓力確定），需要對(duì)系統(tǒng)的壓力和流量進(jìn)行控制。這個(gè)功能是由電機(jī)通過變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)的。

6.放散煙囪主要設(shè)備組成及運(yùn)行原理

放散煙囪是由筒體、放散點(diǎn)火裝置和氮?dú)庖溲b置組成的。

點(diǎn)火裝置位于放散煙囪頭部，點(diǎn)火裝置中設(shè)置點(diǎn)火燃燒器，其氣源采用焦?fàn)t煤氣，焦?fàn)t煤氣通過單獨(dú)的管道供給。每一個(gè)燃燒器啟動(dòng)點(diǎn)火的功能狀態(tài)由熱電偶給出信號(hào)監(jiān)控。焦?fàn)t煤氣和助燃空氣的供給通過壓力開關(guān)進(jìn)行監(jiān)控。如果在轉(zhuǎn)爐吹氧階段軸流風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，氮?dú)庖溲b置便開始工作，將系統(tǒng)內(nèi)的煙氣抽出。

7.煤氣冷卻器

為了達(dá)到煤氣入柜所需溫度要求，在切換站和煤氣柜之間安裝了煤氣冷卻器。通過對(duì)CO氣體直接噴水冷卻，使得回收的CO氣體溫度降低，體積縮小。冷卻用水使用獨(dú)立的循環(huán)泵組和水池。為方便煤氣回收系統(tǒng)的維修，在煤氣冷卻器出口管道上設(shè)置眼鏡閥，需要時(shí)進(jìn)行關(guān)閉。

8.結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法凈化與煤氣回收系統(tǒng)是一套較為先進(jìn)的復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備，需要從整體工藝及運(yùn)行原理考慮，綜合診斷檢修及日常保養(yǎng)，為了更好的維護(hù)設(shè)備，及時(shí)消除隱患，需要高素質(zhì)的檢修點(diǎn)檢人員以及操檢合一的管理理念，最大限度的保證設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定正常運(yùn)行，從而提高設(shè)備使用壽命，節(jié)約備件費(fèi)用，降低備件故障率。