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宝钢分公司6~#转炉干法烟气除尘系统运行分析
作者:管理员    发布于:2016-05-16 14:15:36    文字:【】【】【

  前言在转炉炼钢过程中,通过氧气吹炼使铁水转变为钢水,同时产生含有物理热和化学热以及大量粉尘的烟气。为了利用烟气余能,必须对烟气进行净化处理。目前普遍采用的转炉烟气处理系统主要有湿法和干法两种方式,干法烟气处理具有除尘效率高、能耗低等特点,近年在转炉一次除尘方面得到了普遍应用。

  宝钢分公司1998年投入运行的4 5转炉烟气除尘系统采用干法烟气除尘,二炼钢产线新建的6转炉同样采用了干法烟气处理装置。为了保证6:转炉干法烟气除尘系统的可靠运行,在建设和热态运行过程中对系统进行了诸多改进。

  王英均工程师1969年生1993年毕业于华东冶金学院现从事钢铁冶金专业电话6转炉干法烟气除尘系统介绍转炉干法烟气除尘系统主要由转炉汽化冷却以及烟气净化回收等系统组成。

  1转炉汽化冷却系统6转炉汽化冷却系统主要由裙罩、固定烟罩、移动烟罩、冷却烟道、弯曲烟道、检查盖等组成,另外系统中还配置有汽包,除氧水箱,给水泵组,高、低压循环泵组,水系统加药取样等装置。系统主要设计参数见表1固定烟罩、移动烟罩、冷却烟道、弯曲烟道和检查盖通过高压循环泵进行强制循环,通过布置在汽化冷却管道上的三通阀的切换实现冷却烟道的强制循环和自然循环两个状态的切换。在吹炼期间,由于冷却烟道中的热交换造成汽水产生重力差,冷却烟道可以通过与汽包间的循环水上升、下降管以自然循环方式进行循环。在非吹炼期间,冷却烟道切换到高压循环泵的入口线上,以强制循环的方式进行循环。

  6转炉汽化冷却系统主要设计参数裙罩固定烟罩移动烟罩冷却烟道弯曲烟道节圆直径/mm长度/mm入口烟气温度/°c出口烟气温度/c受热面积/m2循环水流量/裙罩、氧枪孔、副枪孔以及副原料投入孔等系统组成低压循环系统,通过低压循环泵组与除氧器组成低压强制循环系统,既达到循环冷却的目的,同时将回收的热量作为除氧器除氧的热源。

  裙罩布置在转炉的上部,为达到控制炉口微差压的目的,裙罩由液压系统控制升降,具有一定的升降行程。裙罩设有氮气密封和机械密封装置,在吹炼时可对裙罩与固定烟罩的间隙进行密封。在裙罩上布置有3个压力检测孔,为保证压力检测的准确性、稳定性,在每个检测孔配置有清理设备。

  固定烟罩、移动烟罩、冷却烟道、弯曲烟道及弯曲烟道上的两个检查盖属于高压循环系统,通过上升管、下降管与汽包、高压循环泵等设备组成高压循环系统。移动烟罩固定在烟罩移动台车上,转炉炉修时与台车一同移到待机位置保证筑炉塔能进入炉内。移动烟罩上设有氧枪孔、副枪孔、副原料孔的水冷夹套。在弯曲烟道上布置有两个检查盖,用于烟道的检查,弯曲烟道还设有测温孔、测压孔及蒸发冷却器喷嘴等。

  12烟气净化回收系统烟气净化回收系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器、轴流风机、干式切换站以及煤气冷却器等部分组成。

  在蒸发冷却器的顶部布置有若干个喷嘴,冷却水从喷嘴中心孔喷出,同时蒸汽从喷嘴中心孔的环形间隙喷出,使水雾化。将适量的水和蒸汽直接喷射到要冷却的高温烟气中,以降低烟气温度,同时还可以对烟气进行除尘。烟气进入蒸发冷却器后,由于断面增大、流速减小以及在雾化水的作用下加湿粉尘,部分粗颗粒粉尘靠重力从烟气中分离出来。烟气在蒸发冷却器中得到加湿调质处理,使粉尘的比电阻发生变化,有利于电除尘器的除尘,提高除尘效率。

  烟气从蒸发冷却器出来后进入静电除尘器,在电除尘器内部沿气流方向平行布置着阳极板(集尘电极)烟气从阳极板构成的通道中通过。

  在通道的中间布置阴极丝(放电电极)给阴极线提供高压直流电,阴极丝将产生电晕放电现象,在阴极线周围区域形成强度很高的电场。在电场的作用下,气体被电离,带负电荷的气体离子移到带正电荷的阳极板上,引起一个很小的电流(电晕电流)烟气中粉尘粒子受气体离子的作用也带上负电荷而积聚到阳极板上,达到除尘的目的。

  在静电除尘器的入口和出口分别布置3个和1个气流分配板,用于烟气的导流和混匀等作用。

  静电除尘器主要参数如下,电场数量:4个;电场直径:12 6m电场圆柱段长度:28m通道数量宽度:30/035m放电电极:12电场是锯齿形,厚度6mm 34电场是锯齿形,厚度2mm放电电极振打:12电场各2个,3 4电场各1个;集尘电极类型:22Q集尘电极振打:1~3电场各2个,4电场1个。

  6专炉干法烟气除尘系统主要改进内容5转炉汽化冷却和烟气净化回收系统运行存在的问题,6转炉干法烟气除尘系统进行了一些改进和优化。增大除氧水箱的容量和除氧能力;加大固定烟罩的冷却水量以增加固定烟罩冷却强度;为方便检修将汽化冷却系统的循环泵站改至19. 75m平台;优化锅炉补水和水位控制,减少系统排水;将蒸发冷却器与煤气冷却器水系统进行分离,避免进入蒸发冷却器的喷射水含尘多导致喷射效果不佳。

  静电除尘系统是干式除尘系统的核心,根据近年转炉静电除尘技术的发展,6转炉静电除尘系统的改进包括如下内容:提高了电场功率,提高了电场运行过程中电压、电流值;改进电场的极板、极丝的材质和规格,极丝厚度由2mm增加到6mm减缓烟气对电除尘器极丝的腐蚀,其中1 2电场极板材质由碳钢改为耐高温腐蚀的13CM04极板间距增加到350mm在2电场增加一套极丝振打机构,增大了其他振打装置的能力,改善振打效果。

  6转炉干法烟气除尘系统运行维护重点5转炉干式静电除尘系统在1998年投产初期除尘效率高,设备运行稳定,烟气中粉尘浓度小于10mgm,运行数年后设备性能下降,除尘效率降低,烟气中粉尘浓度增加。在6转炉烟气除尘净化系统的技术谈判、设备安装和热态运行过程中,炼钢厂和参加项目建设的各方十分重视对整个系统的研究,从设备技术选型、技术方案等方面保证6转炉烟气除尘及净化系统的先进性。设备热负荷试车后,为保证系统的长期、可靠运行,从设备维护、生产操作等方面进行多项技术研究。

  DDS的过程检测项目多,和系统控制有关的参数多达200余项,主要包括温度、压力、流量、水位、电流、电压等,为保证系统安全可靠,系统、单体设备采用软件及硬线连锁。系统的稳定运行依赖于转炉吹炼过程的平稳,依赖于对系统的维护。

  由于转炉烟气发生量、烟气温度的不稳定性,系统的适应能力、过程参数的调节能力、调节速度如不能满足连锁条件,会导致吹炼异常中断。在6转炉热负荷试车后,困扰生产的一个主要问题就是系统的连锁条件,主要是烟气中HCVQ连锁值以及烟气的温度控制。针对系统稳定运行存在的问题,通过优化转炉吹炼操作,优化转炉副原料投入和烟气的产生,为DDS设备稳定运行创造平稳条件。通过加强设备的维护,保持系统各设备的功能、控制精度和自动运行模式,为系统稳定运行创造设备状态上的保证。对系统的连锁条件进行梳理和优化,针对外方原设计中的一些不合理条件,根据生产的实际情况进行优化,保证转炉吹炼的平稳进行,使转炉由于DDS连锁造成的异常吹炼中断降低70%以上。热负荷试车后进行的主要优化包括炉口微压差检测及风机风量的优化,粗灰气力输送的优化,静电除尘器出口温度高报警的优化,煤气回收、放散过程切换过程的优化。

  转炉汽化冷却系统运行中的一个最大问题是汽包水位的控制,冶炼过程和待机过程中汽包水位控制不好会导致系统排水量大,能源浪费严重。

  加强系统补水模式和蒸汽发生量的研究,优化系统补水条件,减少浪费。

  由于转炉吹炼过程中烟气的热焓变化快,蒸发冷却器系统水量需要根据烟气热焓的变化及时动态调整,对烟气温度、烟气流量检测准确性、及时性要求极高,为保证系统可靠运行,对蒸发冷却器水量的动态响应过程加强分析,对蒸发冷却器系统喷嘴雾化状态跟踪,保证系统运行在比较好的状态,为电除尘的运行创造良好条件。

  静电除尘器的稳定、良好运行是系统高效除尘的核心,静电除尘器电场电压、电流受艮多因素的影响,如电极类型、通道宽度、气体及粉尘特性、气体流动方式、电场在气流方向中的位置、电极振打效率、除尘器的机械条件等因素影响。粉尘堆积在排放电极上,产生隔离效果,在粉尘电阻较高的情况下,在集尘电极的粉尘层出现放电现象,可能发生负效电晕现象,对除尘效率产生负面影响。电极的振打频率必须与含尘量相匹配,振打频率太小将降低飞弧电压,从而减少静电除尘器电流输入或出现负效电晕;振打频率太高,则已收集的部分粉尘将重新进入气流,集尘效率下降。为保证静电除尘器高效运行,加强静电除尘器除尘效率和设备状态、运行参数间规律的跟踪,加强电除尘内部设备状态的跟踪管理,利用日修确认电场内设备状态,加强静电除尘器内部极板、极丝的的运行跟踪和维护,跟踪、研究合理的振打模式。

  4结语转炉干式除尘系统具有很大的优势,在转炉烟气除尘及净化回收系统上应用越来越广泛。通过对转炉吹炼工艺进行优化,保证转炉吹炼过程的稳定,为除尘系统稳定运行创造了条件;加强设备曰常维护和管理,同时开展了系列相关的使用、维护技术研究,从而保证除尘系统良好地运行。

  (:2007―

脚注信息
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