轉(zhuǎn)爐煤氣一次除塵濕法改干法的工程應(yīng)用實例

李永輝　高　璐　張　娟　艾　華　李永為

(1. 中國重型機械研究院股份公司，陜西710032；2．西安科技大學(xué)，陜西710054;3．泰興金江化學(xué)工業(yè)有限公司，江蘇225400)

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轉(zhuǎn)爐煤氣一次除塵濕法改干法的工程應(yīng)用實例

李永輝1,2高璐1張娟1艾華1李永為3

(1. 中國重型機械研究院股份公司，陜西710032；2．西安科技大學(xué)，陜西710054;3．泰興金江化學(xué)工業(yè)有限公司，江蘇225400)

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)在污水處理、系統(tǒng)阻力以及除塵效果等諸多方面已經(jīng)表現(xiàn)出了落后和不足。而干法除塵卻彌補了濕法系統(tǒng)的這些缺點，成為現(xiàn)階段轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收的主流方式。因此，現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐的濕法除塵系統(tǒng)改造為干法除塵系統(tǒng)的改造工程已成為各煉鋼廠節(jié)能減排措施中的重點工程。

煤氣干法除塵；濕法除塵；節(jié)能減排；改造

目前，煤氣干法除塵技術(shù)在國內(nèi)的轉(zhuǎn)爐煤氣除塵方面已經(jīng)應(yīng)用得非常成熟。所謂的煤氣干法除塵是相對于傳統(tǒng)的煤氣濕法除塵即OG法除塵。煤氣干法除塵是魯奇和蒂森公司20世紀(jì)60年代末開發(fā)的一項煤氣除塵技術(shù)，在我國節(jié)能減排工程中占有舉足輕重的位置，而傳統(tǒng)的濕法除塵系統(tǒng)在污水處理、系統(tǒng)阻力以及除塵效果等諸多方面已經(jīng)表現(xiàn)出了落后和不足。取而代之的干法除塵卻彌補了濕法系統(tǒng)的這些缺點，成為現(xiàn)階段轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收的主流方式。因此，將現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐的濕法除塵系統(tǒng)改造為干法除塵系統(tǒng)已成為各煉鋼廠節(jié)能減排措施中的重點工程。下面以2012年唐山某鋼鐵公司濕法改干法工程為實例，介紹轉(zhuǎn)爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)改造為干法除塵系統(tǒng)的全過程。

1　原轉(zhuǎn)爐及其煤氣凈化系統(tǒng)的參數(shù)

轉(zhuǎn)爐數(shù)量/個：1

轉(zhuǎn)爐工程容量/t：60

每爐最大出鋼量/t：70

每爐平均出鋼量/t：60

冶煉周期/min：28～30

鐵水裝入量/(t/爐) ：平均60，最大70

2　改造目標(biāo)

改造后的系統(tǒng)性能保證值見表1。

3　改造后系統(tǒng)基本組成

轉(zhuǎn)爐干法除塵氣體處理工藝設(shè)備主要有：汽化冷卻煙道(廠房內(nèi)設(shè)備)、蒸發(fā)冷卻器(廠房內(nèi)設(shè)備)、圓筒形靜電除塵器、風(fēng)機、切換站、煤氣冷卻器、放散煙囪(利舊)、粉塵輸送系統(tǒng)、系統(tǒng)電氣控制設(shè)備。

4　改造過程

4.1改造工期及停爐時間

此次改造時間緊迫，從2012年11月立項，到目標(biāo)投產(chǎn)日期2013年5月1日，僅僅半年的時間。首先是一個月的設(shè)計工作，2012年12月底將設(shè)計工作完成，2013年3月部分設(shè)備在加工廠內(nèi)已經(jīng)制作完成，并將設(shè)備基礎(chǔ)全部澆筑完成。進(jìn)入現(xiàn)場將廠房外部的電除塵器、切換站及煤氣冷卻器等進(jìn)行加工及安裝。2013年4月15號停爐，停爐時間只有25天，包括拆除廠房內(nèi)原有設(shè)備，安裝干法系統(tǒng)的新設(shè)備以及調(diào)試時間。

表1　改造后系統(tǒng)性能保證值Table 1　Guaranteed value of system performance after reconstruction

4.2改造施工

改造施工包括廠房外設(shè)備的安裝、停爐后廠房內(nèi)部設(shè)備的拆除和新設(shè)備的安裝以及電氣控制系統(tǒng)的施工。

首先，在廠房外部設(shè)備基礎(chǔ)澆筑完成且設(shè)備制作完畢后，安裝系統(tǒng)中主要設(shè)備圓筒式電除塵器、風(fēng)機、消音器、切換站、煤氣冷卻器及系統(tǒng)管道和控制閥門。此部分工作大約需要兩個月的安裝時間，具備條件的話應(yīng)該盡早將每一處的介質(zhì)及控制設(shè)備安裝到位，并進(jìn)行調(diào)試，以保證系統(tǒng)中的每個單體設(shè)備提前具備投產(chǎn)條件。

廠房外部設(shè)備安裝完成后，再廠房內(nèi)部設(shè)備制作完成的條件下，協(xié)商停爐具體時間。待停爐后，拆除廠房內(nèi)原轉(zhuǎn)爐煤氣一次除塵系統(tǒng)設(shè)備，包括汽化冷卻煙道末段，文氏管及其周邊附屬的脫水器、排水槽等等，給蒸發(fā)冷卻器及粗灰系統(tǒng)的安裝準(zhǔn)備充足的空間和條件。蒸發(fā)冷卻器利用原一級文氏管位置標(biāo)高為+17.45m平臺的大梁加固后作為支撐基礎(chǔ)，利用轉(zhuǎn)爐+5.5m平臺的大梁作為粗灰倉的支撐基礎(chǔ)，對蒸發(fā)冷卻器和粗灰系統(tǒng)進(jìn)行全面安裝，并在+23.45m平臺處安裝蒸發(fā)冷卻器介質(zhì)閥組，然后在新汽化冷卻煙道末段的預(yù)留孔上安裝一定數(shù)量的雙介質(zhì)噴槍。所有設(shè)備安裝并檢驗完畢后，通入氮氣、水、壓縮空氣以及蒸汽等相應(yīng)介質(zhì)沖洗所有介質(zhì)管道，以保證設(shè)備運行時的干凈清潔，保證需用介質(zhì)的設(shè)備正常運行。設(shè)備安裝的同時，電氣控制設(shè)備也已全部運輸至相應(yīng)的電氣控制室內(nèi)，同時將所有電氣控制點按照設(shè)計全部連接并逐一打點校驗，為整個系統(tǒng)的調(diào)試工作做好充分準(zhǔn)備。

5　新系統(tǒng)的調(diào)試與運行

5.1新系統(tǒng)調(diào)試

所有設(shè)備安裝完畢后即可進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)試階段。首先將各個單體設(shè)備轉(zhuǎn)向、位置、間隙、開關(guān)量等調(diào)整到運行時的最佳狀態(tài)，然后在冷態(tài)下開啟整個系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)空載運行。在此階段重點應(yīng)將電除塵器的空載升壓工作做到最佳的狀態(tài)，因為這是整個系統(tǒng)中核心部位，也是整個系統(tǒng)運行效果好壞的關(guān)鍵因素。反復(fù)升壓，反復(fù)調(diào)整電除塵器的內(nèi)部間距等機械設(shè)備，最終保證每個電場的空載升壓均不低于68kV。另一個調(diào)試的關(guān)鍵部位即蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)控制閥組。首先將供水系統(tǒng)中泄壓閥的泄水壓力調(diào)整到蒸發(fā)冷卻器所需的水壓力范圍內(nèi)，將氮氣壓力調(diào)整為正常的使用壓力，拆開噴槍前的金屬軟管，避免蒸發(fā)冷卻器本體內(nèi)有水流入，讓少量試驗用水流在廠房內(nèi)的平臺上，確保煉鋼時的粗灰不會粘結(jié)在蒸發(fā)冷卻器和粗灰倉壁上。調(diào)整好閥組各控制閥門和儀表后，即可等待轉(zhuǎn)爐煉鋼。

5.2新系統(tǒng)的運行

轉(zhuǎn)爐煉鋼前，開始烘爐，做好風(fēng)機的開啟及蒸發(fā)冷卻器溫度控制等各方面的運行準(zhǔn)備。首先隨著風(fēng)機開啟和烘爐的點火，整個系統(tǒng)的溫度會隨著爐氣溫度上升，雖然未達(dá)到噴水溫度，但為避免發(fā)生意外，此時須熟練的操作人員在上位機上巡視各部位的運行狀態(tài)，特別注意蒸發(fā)冷卻器入口和出口溫度，一旦達(dá)到程序設(shè)置的噴水溫度，須手動打開噴水閥門進(jìn)行溫度控制，以保證系統(tǒng)運作狀態(tài)良好(投運前幾爐鋼，應(yīng)該手動控制蒸發(fā)冷卻器噴淋閥組，找到整個系統(tǒng)運行的最佳狀態(tài)，以便設(shè)置自動控制時的各項參數(shù))。烘爐約半小時后，轉(zhuǎn)爐進(jìn)入兌鐵狀態(tài)，蒸發(fā)冷卻器溫度也會隨著鐵水的加入而上升。兌鐵完畢后開始下槍吹氧，吹氧狀態(tài)下，大量高溫?zé)煔鈺?jīng)過蒸發(fā)冷卻器降溫后進(jìn)入電除塵器，通過蒸發(fā)冷粗除塵和電除塵器的精除塵后，潔凈的煙氣會通過風(fēng)機流向切換站，當(dāng)切換站前面的煤氣分析儀檢測到煤氣含量不合格時會自動通過放散煙囪將煤氣點火放散；當(dāng)分析儀檢測到煤氣合格后，將自動切換到煤氣冷卻器進(jìn)行煤氣回收，此時，煤氣冷卻器將溫度為一百多度的煤氣冷卻到70℃左右，送入煤氣柜貯存待用。整個系統(tǒng)中有兩個部位會產(chǎn)生除塵產(chǎn)物，這就是蒸發(fā)冷卻器下的粗灰系統(tǒng)和除塵器下

的細(xì)灰系統(tǒng)。兩部分各自把粗灰和細(xì)灰收集在灰倉內(nèi)，待若干爐后，灰倉達(dá)到一定的料位時，由專門的運灰車將粗細(xì)灰運送至原料車間，對粗細(xì)灰進(jìn)行篩分再利用，真正達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

6　結(jié)論

通過對轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收系統(tǒng)的運行各參數(shù)的實際采樣和觀察，將干法系統(tǒng)和同一轉(zhuǎn)爐的原濕法系統(tǒng)各參數(shù)的對比驗證，得出結(jié)論：

(1)采用新系統(tǒng)后， 60t轉(zhuǎn)爐每年就能節(jié)約運行費用約600萬元，且減少對大氣的污染，比原來減少大氣排放煙塵達(dá)60余噸，大大改善了周邊環(huán)境。

(2)經(jīng)國家有關(guān)部門檢測后，檢測結(jié)果是最高煙氣含塵濃度為12.7mg/m3，平均為8.58mg/m3，不僅達(dá)到了預(yù)期的改造目標(biāo)，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家對煙氣排放的標(biāo)準(zhǔn)。

(3)該系統(tǒng)阻力小，系統(tǒng)風(fēng)機功率僅為500kW(濕法風(fēng)機電機功率為1 200kW)，是濕法系統(tǒng)的一半，因此，節(jié)電效果顯著。

(4)該系統(tǒng)無須水處理，系統(tǒng)節(jié)水效果顯著，回收的粉塵是干粉塵，可以直接回收利用，無二次污染。

(5)該系統(tǒng)煤氣回收切換快，煤氣回收量大。

(6)該系統(tǒng)運行維護(hù)費用低，人員配置少，而且運行維護(hù)人員工作環(huán)境較好，勞動強度較小。

因此，轉(zhuǎn)爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)改造成為干法除塵系統(tǒng)是成功合理并且意義極大的。

[1]陳敏. 管式電除塵器治理玻璃窯爐煙氣[J]. 環(huán)境保護(hù)，1992(5)：17-27.

[2]鄒雪峰. 煤氣干法除塵在礦熱爐煙氣處理商定應(yīng)用[J]. 工業(yè)建筑，2013(增刊)：85-87.

編輯陳秀娟

An Engineering Application Example of Converter Gas Dust Removal at a Time by Dry Method Instead of Wet Method

Li Yonghui, Gao Lu, Zhang Juan, Ai Hua, Li Yongwei

Thetraditionalconvertergaswetdustingsystemhasshownbackwardnessandshortageinsewagetreatment,systemresistanceanddustremovaleffect,etc..Drydustingwhichmakesuptheshortcomingsofthewetdustingsystemhasbecomethemainmethodofconvertergaspurificationandrecoveryatthepresentstage.Reconstructionprojectofwetdustingsystemchangedintodrydustingsystemforexistingconverterhasbecomethekeyprojectforenergysavingandemissionreductioninsteelmills.

convertergasdrydusting;wetdusting;energysavingandemissionreduction;reconstruction

2016—07—01

李永輝(1981—)，從事環(huán)保節(jié)能裝備的研究和應(yīng)用。

TG232.2

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