300噸轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)粉塵排放影響因素及解決對(duì)策

郝冬彬，史良，么春輝

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063200）

1 300噸轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)簡(jiǎn)介

轉(zhuǎn)爐一次除塵采用干法回收系統(tǒng)，主要原理為高溫的轉(zhuǎn)爐煙氣在ID風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制作用下，經(jīng)過轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)回收一部分熱量后，煙氣溫度降低至800～1100℃，后經(jīng)蒸發(fā)冷卻器的作用將粗灰濾除，隨后的煙氣通過電除塵器再次降溫及除塵作用，將含塵量降至10mg/m3以下，溫度控制在70～80℃左右，進(jìn)行回收處理。

2 干法除塵粉塵排放影響因素及解決對(duì)策

某煉鋼廠采用2+3的“全三脫”兩步冶煉生產(chǎn)模式，配置有2座300t脫磷轉(zhuǎn)爐和3座300t脫碳轉(zhuǎn)爐。5座轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)均采用了普銳特的干法除塵技術(shù)，除塵設(shè)備規(guī)格相同。這5套干法除塵系統(tǒng)于2009年初陸續(xù)完成調(diào)試，并交付生產(chǎn)營(yíng)運(yùn)，目前5條干法除塵工藝線的蒸發(fā)冷卻器出口溫度控制模塊、電除塵器的振打時(shí)序控制模塊、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制模塊及主要工藝參數(shù)的設(shè)定相似，至今已有近9年時(shí)間。除塵系統(tǒng)一直存在粉塵排放不太理想的問題，通過針對(duì)性的現(xiàn)場(chǎng)除塵運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、除塵設(shè)備檢查，了解到目前的干法除塵系統(tǒng)存在的主要問題有：由于沒有具體粉塵測(cè)試數(shù)值，主要通過放散煙囪口排放煙氣的色澤、透光度判斷，且在線粉塵監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)數(shù)值不準(zhǔn)確，目前主要通過目測(cè)放散煙囪口排放煙氣，認(rèn)為在吹煉開始階段，粉塵排放不理想。

2.1 干法除塵系統(tǒng)的運(yùn)行及參數(shù)分析

（1）蒸發(fā)冷卻器出口溫度控制。在吹煉期間，蒸發(fā)冷卻器入口煙氣溫度約950℃，出口溫度設(shè)定值 180℃，蒸發(fā)冷卻器平均加水量為70m3/h，平均蒸汽用量為12t/h，且蒸汽從兌鐵階段就開始注入。在整個(gè)吹煉過程中，蒸發(fā)冷卻器出口溫度最終控制193～210℃之間。

圖1

可以從上圖1趨勢(shì)看到，蒸發(fā)冷卻器出口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度曲線，變化趨勢(shì)較為平緩。可判定目前的蒸發(fā)冷卻器出口溫度控制正常，工藝參數(shù)設(shè)定值合理，滿足電除塵器入口工作溫度在160～180℃工作區(qū)間。

（2）電除塵器的振打時(shí)序。通過調(diào)取電除塵器的陽(yáng)極、陰極、進(jìn)出口分布板振打時(shí)序的歷史數(shù)據(jù)，電除塵器均采用了獨(dú)立程序功能塊，該功能塊所采用的完全不同的陽(yáng)極、陰極振打周期時(shí)間表，大概運(yùn)行了2年左右。

目前電除塵器所采用的陽(yáng)極振打時(shí)序表（吹煉期）見下表1。

表1

我們認(rèn)為該振打周期表可能存在下述2個(gè)問題。

在吹煉期，第四電場(chǎng)采用高頻率振打模式會(huì)影響電除塵器出口的粉塵排放。因?yàn)樵诖禑捚?，?jīng)過第4電場(chǎng)的粉塵量盡管很少，但或多或少總有一些粉塵被電場(chǎng)捕集，附著在陽(yáng)極板上。此時(shí)若開啟陽(yáng)極振打，第4電場(chǎng)末段的粉塵會(huì)直接被煙氣帶到下游，在電除塵下游已無有效的除塵裝置，若放散，將直接隨煙氣排放出去。故在振打時(shí)序表中，第四電場(chǎng)的陽(yáng)極振打裝置一般在吹煉期不工作；且陽(yáng)極板振打裝置的連續(xù)振打時(shí)間設(shè)定為60秒。設(shè)定值在30秒左右即可，因?yàn)檎翊蝈N頭能夠使陽(yáng)極板獲得滿足清灰要求所需要的加速度，30秒內(nèi)的振打頻次，可以滿足正常陽(yáng)極板的清灰要求。若該時(shí)間設(shè)定過長(zhǎng)，可能并不會(huì)帶來更佳的陽(yáng)極板清灰效果，可能會(huì)形成振打清灰時(shí)的二次揚(yáng)塵，同時(shí)提高振打機(jī)構(gòu)的維護(hù)工作量。

（3）電除塵器的第一電場(chǎng)二次電流平均值過低。通過電除塵的運(yùn)行監(jiān)測(cè)參數(shù)普遍存在的一個(gè)的問題是：第一電場(chǎng)的二次電流值非常低，閃絡(luò)相對(duì)頻繁。在排除表計(jì)測(cè)量回路本身故障的原因外，分析其中可能的原因主要有：①陽(yáng)極板或陰極線積灰嚴(yán)重；②進(jìn)口煙氣中的含塵濃度過高，產(chǎn)生電暈封閉現(xiàn)象；③陰極線脫落或變形嚴(yán)重。

2.2 干法除塵系統(tǒng)粉塵影響因素及解決對(duì)策

（1）蒸發(fā)冷卻塔的雙介質(zhì)噴槍前的噴嘴易堵塞霧化噴嘴出口，可能導(dǎo)致蒸發(fā)冷卻器該區(qū)域降溫效果差，其余噴嘴噴水量加大，水霧化效果變差（主要體現(xiàn)在水霧化粒徑變大，需更多的蒸發(fā)停留時(shí)間）；若問題噴槍數(shù)量占比過大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行可能產(chǎn)生的后續(xù)問題有：粗灰變潮、蒸發(fā)冷卻塔內(nèi)壁局部區(qū)域易掛灰、蒸發(fā)冷卻塔除塵效果變差，增大后續(xù)電除塵器的除塵壓力。同時(shí)蒸發(fā)冷卻塔的雙介質(zhì)噴槍的尾部供水管內(nèi)壁附著大量的層灰白色的水垢。較為嚴(yán)重的地方水垢幾乎堵塞了3/4的管道截面。如圖2。

圖2

噴水管路堵塞，導(dǎo)致在噴頭處水壓偏低，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，可能發(fā)生堵塞問題。

（2）轉(zhuǎn)爐配套電除塵器的入口煙道120°彎頭處積灰嚴(yán)重，電除塵入口爬坡段煙道出口積灰嚴(yán)重，積灰時(shí)間長(zhǎng)，表面已經(jīng)硬化。整個(gè)灰堆約占截面的20%左右，積灰點(diǎn)至電除塵器入口水平段煙道（約3m）內(nèi)部干凈，無積灰問題。

根據(jù)現(xiàn)階段實(shí)際吹氧量60000Nm3/h，蒸發(fā)冷卻器出口計(jì)算煙氣流量223500Nm3/h，當(dāng)電除塵入口煙氣溫度為160～180℃時(shí)，電除塵器入口DN2400 煙道內(nèi)煙氣流速在21.8～22.4m/s，對(duì)于轉(zhuǎn)爐一次除塵管道設(shè)計(jì)，該流速為合理設(shè)計(jì)值。分析煙氣在爬坡管道出口，局部煙氣可能分布不均，導(dǎo)致部分大顆粒粉塵沉積，時(shí)間長(zhǎng)了，灰積成堆，表面硬化，將加劇這個(gè)問題。常規(guī)采取的主要方式為定期清理，我們采取增加一路氮?dú)庾詣?dòng)吹掃管路，在吹煉末期自動(dòng)吹掃20秒左右，其中氮?dú)獯祾呖谂c煙氣逆向吹掃。

（3）在現(xiàn)場(chǎng)檢查過程發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過連續(xù)機(jī)械振打清灰后，第1電場(chǎng)的許多陽(yáng)極板上仍然附著的很多灰粉，陽(yáng)極板局部區(qū)域產(chǎn)生反電暈問題，影響除塵效果?？蚣苌系年帢O線的上端脫開或斷線，可能引起電場(chǎng)內(nèi)拉弧放電及電場(chǎng)短路，需利用檢修機(jī)會(huì)取出。個(gè)別陽(yáng)極板的機(jī)械振打，個(gè)別錘頭及砧子已錯(cuò)位或偏心，導(dǎo)致該列陽(yáng)極板未能有效清灰。

我們采取的的措施是利用檢修計(jì)劃，檢查陽(yáng)極板振打裝置是否正常工作，針對(duì)振打錘子及砧子，進(jìn)行校正，并結(jié)合大修機(jī)會(huì)進(jìn)行徹底清理或更換新的陽(yáng)極板。

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備及工藝運(yùn)行，查找干法除塵電場(chǎng)粉塵污染的源頭原因，通過采取切實(shí)可行的有針對(duì)性的手段，最終實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐冶煉干法除塵系統(tǒng)粉塵達(dá)標(biāo)運(yùn)行，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。