攀鋼釩煉鋼廠2#轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)技術(shù)改造

蔡志春

（攀枝花攀鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川攀枝花 617063）

0 引言

原煉鋼轉(zhuǎn)爐一次除塵采用老OG新OG法除塵，存在排放超標(biāo)和爐口冒煙等問題，主要除塵設(shè)備包括：溢流文氏管（一文）、重力脫水器、翻板式RD二文、彎頭脫水器、濕旋脫水器及煤氣管道、煤氣引風(fēng)機(jī)、煤氣回收設(shè)備、供排水系統(tǒng)等。為保證煉鋼廠2#老轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)排放達(dá)標(biāo)，需對該系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。

1 2#老轉(zhuǎn)爐技術(shù)參數(shù)及國內(nèi)煉鋼轉(zhuǎn)爐一次除塵工藝對比

1.1 2#老轉(zhuǎn)爐主要工藝參數(shù)

爐容120 t；每爐最大鐵水裝爐量135 t；冶煉周期40 min；吹氧時(shí)間（14～17）min；鐵水碳含量 4.5%；鋼水碳含量0.1%；汽化冷卻煙道后最高溫度1000℃；平均煙氣量76 427 m3/h；初始粉塵濃度（120～150）g/m3。爐氣成分見表1。轉(zhuǎn)爐爐氣采用未燃法處理，煤氣回收，空氣過剩系數(shù)0.1。煙塵粒度見表2。煙塵主要成分：FeO67.2%，F(xiàn)e2O316.2%，MFe0.6%，CaO9.0%，SiO23.6%，其他3.4%。

表1 爐氣成分表

表2 煙塵粒度表

1.2 國內(nèi)煉鋼轉(zhuǎn)爐一次除塵工藝對比

轉(zhuǎn)爐煙氣一次除塵系統(tǒng)工藝主要包括干法除塵和新OG（Oxygen Converter Gas Recovery，氧氣轉(zhuǎn)爐煤氣回收法）除塵，比較常用的干法是LT干法除塵（注：干法除塵是德國魯奇公司與蒂森公司合作開發(fā)的，簡稱LT法），新OG除塵系統(tǒng)包括20世紀(jì)70年代由日本引進(jìn)的兩文OG新OG除塵系統(tǒng)（老OG法）、國內(nèi)近幾年興起的塔文新OG除塵系統(tǒng)、半干法和塔文一體的新OG法[1]。凈化效果能夠達(dá)到50 mg/m3以下的除塵系統(tǒng)包括塔文新OG除塵系統(tǒng)、半干法除塵系統(tǒng)和LT干法除塵系統(tǒng)，工藝對比見表3。

2 攀鋼釩煉鋼廠2#老轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)研究

針對2#轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)狀況，結(jié)合3種除塵工藝優(yōu)缺點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)改造擬采用半干法除塵工藝，以實(shí)現(xiàn)粉塵達(dá)標(biāo)排放（外排煙氣粉塵濃度＜30 mg/m3）。

2.1 半干法除塵工藝流程[2]

（2）就疊合梁主梁橋面板的支架設(shè)計(jì)來說，基本結(jié)構(gòu)使用拉桿整體懸掛的設(shè)計(jì)，懸掛拉桿使用M20型號的彎鉤螺桿，并和主梁采用雙面焊接的方式?？v橋的距離要控制在1m左右，對此詳見圖2所示。

半干法除塵工藝流程：轉(zhuǎn)爐爐罩→ 汽化冷卻煙道→ 蒸發(fā)冷卻器→噴霧洗滌除塵器→環(huán)縫文氏管→脫水器（利舊）→煤氣引風(fēng)機(jī)（利舊）→煤氣回收（或點(diǎn)火放散）。

在轉(zhuǎn)爐吹氧過程中，1500℃的高溫?zé)煔鈹y帶（80～150）g/m3的粉塵從爐口溢出進(jìn)入煙罩，通過汽化冷卻煙道將煙氣的溫度降到（800～1000）℃，同時(shí)回收余熱，生產(chǎn)蒸汽。

汽化煙道出口煙氣進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器冷卻和粗除塵，煙氣溫度降低到300℃，出口煙氣的粉塵濃度降低到30 g/m3以下。

蒸發(fā)冷卻塔底部收集的干粉塵通過可清灰氣力輸灰系統(tǒng)輸送至灰倉汽車外運(yùn)。蒸發(fā)冷卻器出口煙氣通過煙氣連接管道輸送至噴霧洗滌除塵器，將煙氣溫度進(jìn)一步降低到72℃的飽和溫度、粉塵濃度降低到5 g/m3以下，再相繼進(jìn)入環(huán)縫精除塵器、脫水器等設(shè)備進(jìn)行精除塵、脫水除霧，出口煙氣粉塵濃度降低到30 mg/m3以下，回收合格煤氣進(jìn)入煤氣柜，不回收的煤氣和煙氣通過排氣筒燃燒后放散。

2.2 改造方案及設(shè)備布置[3]

利用半干法除塵系統(tǒng)整體替換現(xiàn)有除塵系統(tǒng)（溢流內(nèi)噴文氏管+灰泥捕集器+RD文氏管工藝），對新系統(tǒng)中的主要設(shè)備（如蒸發(fā)冷卻器、噴霧洗滌除塵器、環(huán)縫文氏管）重新設(shè)計(jì)制作，設(shè)備間用聯(lián)絡(luò)管連接。其中蒸發(fā)冷卻器布置在現(xiàn)有一級文氏管的位置上，噴霧洗滌除塵器、環(huán)縫文氏管布置在現(xiàn)有廠房二文附近空間位置上，拆除現(xiàn)場現(xiàn)有二級文氏管，利用聯(lián)絡(luò)管將新系統(tǒng)中的環(huán)縫文氏管與現(xiàn)場5.8 m標(biāo)高處的彎頭脫水器相連接。需對現(xiàn)有水氣管路、鋼結(jié)構(gòu)平臺、設(shè)備檢修平臺等附屬設(shè)施進(jìn)行改造。蒸發(fā)冷卻煙道法蘭對接改造后蒸發(fā)冷卻器入口非金屬補(bǔ)償器。蒸發(fā)冷卻器所產(chǎn)干灰送至煉鋼廠房西頭新建灰倉。

1#轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)備布置于丁～戊柱列9～11號柱之間，需拆除15.6 m及22.5 m平臺蓄熱器各1臺（是否還建待定）；拆除15.6 m平臺液壓站一套；拆除部分干涉管道。

2#轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)備布置于丁～戊柱列11～13號柱之間，需拆除15.6 m平臺液壓站一套；拆除部分干涉管道。

3#轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)備布置于丁～戊柱列13～15號柱之間，需拆除15.6 m平臺液壓站一套；拆除部分干涉管道。

表3 國內(nèi)現(xiàn)有煉鋼轉(zhuǎn)爐一次除塵工藝對比表

2.3 一次除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)見表4。

2.4 主要設(shè)備性能及設(shè)計(jì)參數(shù)（表5）

2.5 現(xiàn)有引風(fēng)機(jī)能力核算

表4 一次除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)表

風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量210 000 m3/h；風(fēng)機(jī)額定全壓26 kPa；引風(fēng)機(jī)配套電機(jī)功率2240 kW；引風(fēng)機(jī)機(jī)前壓力-21 kPa。2#轉(zhuǎn)爐現(xiàn)有一次除塵系統(tǒng)阻力21 kPa，改造后系統(tǒng)阻力23 kPa，較原有系統(tǒng)增加了2 kPa，現(xiàn)有風(fēng)機(jī)升壓能力滿足要求。

按照轉(zhuǎn)爐鐵水最大裝爐量135 t，吹氧時(shí)間15 min計(jì)算，風(fēng)機(jī)入口的最大煙氣量為213 540 m3/h，風(fēng)機(jī)入口最大煙氣量小于風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量，風(fēng)機(jī)能力基本滿足要求。

表5 主要設(shè)備性能及設(shè)計(jì)參數(shù)

按照轉(zhuǎn)爐鐵水最大裝爐量120 t，吹氧時(shí)間14 min計(jì)算，風(fēng)機(jī)入口的最大煙氣量為218 103 m3/h，風(fēng)機(jī)入口最大煙氣量小于風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量，風(fēng)機(jī)能力基本滿足要求。

2.6 氮?dú)夤?yīng)[4]

煉鋼廠房內(nèi)現(xiàn)有一根DN200 mm中壓氮?dú)夤艿?，壓力?～1.1）MPa，流通能力約10 000 m3/h，供1#～3#轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐使用，最多同時(shí)供2座爐子用氣。供1座轉(zhuǎn)爐用氣時(shí)，氮?dú)鈮毫? MPa；供 2 座爐子用氣時(shí)，氮?dú)鈮毫Γ?.8～0.9）MPa，此時(shí)已無多余用氣量。本項(xiàng)目氮?dú)庥昧考s1680 m3/h，壓力0.8 MPa，其中蒸發(fā)冷卻器噴槍用氣1200 m3/h，噴霧洗滌除塵器及氣力輸送用氣480 m3/h，均為間斷用氣。

為減少對用氮系統(tǒng)的影響，同時(shí)保證新增除塵設(shè)備用氣要求，擬從煉鋼球罐區(qū)中壓氮?dú)夤艿郎辖右桓鵇N100 mm氮?dú)夤艿兰芸辗笤O(shè)至新增除塵設(shè)備旁氮?dú)鈨迌?nèi)，從氮?dú)鈨蕹隹诮庸芙?jīng)壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)至0.8 MPa后供設(shè)備使用。

2.7 氣力輸灰系統(tǒng)

干灰是由蒸發(fā)冷卻器產(chǎn)生的，每爐鋼產(chǎn)干灰約0.83 t，按每天冶煉30爐計(jì)算，每天產(chǎn)干灰24.9 t。擬通過新建氣力輸送系統(tǒng)將所產(chǎn)干灰送至新建灰倉進(jìn)行儲存，儲存時(shí)間為1 d，新建灰倉布置在現(xiàn)煉鋼廠房西頭汽車通道上方，便于粉罐車運(yùn)輸。受現(xiàn)場條件制約，兼顧另外2座轉(zhuǎn)爐改造，新建灰倉容積為9 m（3外形尺寸Φ2600 mm×1800 mm），可同時(shí)滿足2座轉(zhuǎn)爐的干灰儲存。

3 結(jié)語

項(xiàng)目改造采用國內(nèi)較新的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收工藝，將大大減少粉塵的產(chǎn)生和有害氣體的排放；生產(chǎn)廢水循環(huán)使用，不外排；對一些產(chǎn)生噪聲的主要設(shè)備的進(jìn)口或出口設(shè)置消聲器或采取隔音密閉措施，以降低噪聲對環(huán)境的影響；充分利用廠區(qū)道路兩側(cè)和四周空隙地段進(jìn)行植樹種草，既美化了環(huán)境，同時(shí)對除塵、降噪具有輔助作用。

改造后，煉鋼廠2#轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過程中煙氣的粉塵濃度降低到30 g/m3以下，滿足了《煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 28664—2012）中規(guī)定轉(zhuǎn)爐一次除塵粉塵排放指標(biāo)。且每年可減少2#轉(zhuǎn)爐向大氣排放粉塵量約20 t，極大地改善了生產(chǎn)及生活環(huán)境，帶來較好的環(huán)保效益及社會效益；同時(shí)減少回收系統(tǒng)的粉塵量，提高煤氣質(zhì)量。

[1]嚴(yán)生，黃慶.轉(zhuǎn)爐干法與半干法除塵工藝分析[J].現(xiàn)代冶金，2012，40（3）：1-4.

[2]邢文偉，徐蕾.轉(zhuǎn)爐煤氣半干法除塵系統(tǒng)工藝[J].冶金動力，2012（4）：1-3.

[3]王懷安.半干法除塵在承鋼150 t轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用[J].河北冶金，2012（1）：30-31.

[4]施振球，趙廷元等.動力管道設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.