首钢水钢100t转炉一次烟气新OG法除尘工程.pdf

首钢水钢 100 t 转炉一次烟气新 OG 法除尘工程 文福 1 肖萍 1 路遥 2 1. 中冶南方工程技术有限公司，武汉 430223;2. 首钢水城钢铁 集团 公司炼钢厂， 贵州 六盘水 553028 摘要 首钢水钢二炼钢厂新建 100 t 转炉一次烟气除尘采用新 OG 法， 针对此工程， 介绍了新 OG 法工艺流程， 分析了系 统设计中的关键技术和调试、 运行管理中值得注意的问题， 并给出了系统设备的主要参数， 可供参考。 关键词 转炉除尘工程;新 OG;关键技术;运行调试 NEW OG DUST REMOVAL PROJECT OF THE PRIMARY DEDUSTING SYSTEM FOR 100 TON CONVERTER OF SHOUGANG SHUICHENG IRON＆STEEL GROUP Wen Fu1Xiao Ping1Lu Yao2 1. WISDRI Engineering ＆ Research Incorporation Limited，Wuhan 430223，China; 2. Steel Plant of Shougang Shuicheng Iron ＆ Steel GroupCorporation Limited，Liupanshui 553028，China AbstractNew OG technique was used in the primary dedusting system for a new 100 t converter of Shougang Shuicheng Iron＆Steel Group． So it was introduced the system flow of new OG，analyzed the key technologies in design and the problems needing attention in debugging and running of the dedusting system． And the main parameters of equipments were presented in this paper for reference． Keywordsdust removal project for converter;new OG;key technologies;debugging and running 1概述 目前我国绝大多数转炉的一次烟气除尘采用较 落后的传统湿法技术， 是我国钢铁工业节能减排的薄 弱环节 ［1- 2］。20 世纪 90 年代国内大型钢铁企业， 新 建转炉一次烟气除尘项目引进了国外第四代湿法 以下简称新 OG 法 技术， 较传统湿法除尘效果显著 提高， 系统阻损降低， 耗水量下降， 使转炉一次烟气除 尘技术取得了突破性进展。根据我国钢铁工业走自 主创新和自主发展的要求， 我公司对新 OG 法除尘技 术进行了重点研究， 自主集成设计了首钢水钢二炼钢 新建100 t转炉一次烟气新 OG 法除尘系统， 并且系统 关键设备采用了我公司自主研发产品。本文将重点 阐述首钢水钢100 t转炉一次烟气新 OG 法除尘系统 关键技术和调试运行中值得注意的问题。 2新 OG 法工艺流程 新 OG 法除尘技术是在传统湿法除尘 OG 技术 基础上改进后的一种转炉一次烟气湿式除尘方式， 其 主要改进之处在于将传统 OG 法的溢流文氏管、 RD 文氏管、 湿旋脱水器改为喷淋洗涤塔、 环缝装置、 旋流 脱水塔， 两种方法的工艺流程如图 1、 图 2 所示。 图 1传统 OG 法除尘工艺流程 由于水钢新建100 t转炉项目是在原有厂房上进 行扩建， 高层框架预留位置是按传统 OG 法考虑， 受 平台高度的限制， 喷淋洗涤塔和环缝装置不能按流程 图 2 的形 式 一 体 布置。根据现场实际 情 况， 水 钢 100 t转炉新 OG 法除尘系统采用了喷淋洗涤塔和环 缝装置分开布置的方式 图 3 ， 这种方式所需高层框 架高度较小， 更加适合于中小型转炉一次烟气除尘系 统的改造和新建。 36 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期 图 2新 OG 法除尘工艺流程 图 3水钢100 t转炉新 OG 法除尘系统流程 3主要设备参数 首钢水钢新建100 t转炉一次烟气新 OG 法除尘 系统主要设备包括除尘净化、 脱水排污、 煤气回收及 放散等设备。 3. 1除尘净化设备 1 喷淋洗涤塔 1 台 直径 4 000 mm; 入口烟气 温度 900 ℃ ; 设备最大阻损 500 Pa; 出口温度 70 ℃ ; 浊环水供水温度≤40 ℃ ; 供水量230 m3/h; 进水压力 0. 4 ～ 0. 6 MPa; 浊环水悬浮物≤100 mg/L。 2环 缝 装 置 1套最 大 处 理 烟 气 量 为 180 000 m3/h 工况 ; 喉口流速为120 m/s; 进出口压 差为 14 ～ 18 kPa; 出口烟气含尘量≤50 mg/ m3; 供水 量为200 m3/h。 3. 2脱水排污设备 弯头脱水器 1 台 直径 2 300 mm; 立式旋流脱 水器 1 台 直径3 800 mm; 溢流水封箱 3 台 规格 1 600 mm 1 200 mm， 高度为1 600 mm。 3. 3煤气回收、 放散设备 煤气鼓风机 1 台 风量为 180 000 m3/h， 风压为 28 000 Pa; 防爆变频电机 1 台 功率为2 000 kW， 电 压为10 kV; 水封逆止阀 1 台 直径6 000 mm; 气动 三通切换阀和旁通阀 1 套 直径1 800 mm; 点火装 置 1 套 直径1 400 mm。 4关键技术 4. 1喷淋洗涤塔 转炉吹氧冶炼过程中产生大量富含 CO 的高温 含尘烟气， 经过汽化烟道初步降温后， 在喷淋洗涤塔 中进行进一步的喷淋降温， 同时烟气中大颗粒尘粒被 冲刷附着上水滴， 在重力的作用下， 沉降在塔底部的 最低处形成洗涤浊水， 排至浊循环水处理站进行循环 利用。经过喷淋洗涤塔后， 烟气温度从 900 ℃ 下降到 饱和温度 70 ℃ ， 烟气中约 90 的大颗粒尘被除去。 喷淋洗涤塔的主要优点是塔体为立式圆筒结构， 与传统 OG 法中作用相同的溢流文氏管相比， 阻力损 失极大降低。根据水钢二炼钢100 t转炉一次烟气除 尘系统实际运行数据， 2 号转炉 传统 OG 法 的溢流 文氏管运行阻力在2 000 Pa以上， 而新建 3 号转炉 新 OG 法 的喷淋洗涤塔运行阻力均在300 Pa以下， 降低了风机运行能耗。 水钢 100 t 转炉喷淋洗涤塔在借鉴国外多层喷枪 结构的基础上， 引入干法除尘的雾化喷淋技术。水和 蒸汽或氮气经顶部喷枪混合雾化后喷入塔内， 利用水 的蒸发潜热吸收烟气的热量实现烟气的冷却， 热交换 更加充分， 喷淋冷却水的供给量减少。 转炉湿法除尘系统在使用一段时间后经常出现 管道结垢、 淤泥阻塞问题， 特别在设备连接弯头部位 存在流场涡流区， 结垢、 阻塞严重， 造成系统阻力增 加、 排水不畅， 对系统安全运行带来严重隐患。本喷 淋冷却塔在与后续工序的连接方式上， 不同于传统 OG 法重力脱水器的 90弯头出风 图 1 ， 创新性的 采用了 30竖向出风方式 图 3 ， 有效地减少了淤泥 在弯头处的聚集， 减小系统维护工作量。 4. 2环缝装置 环缝装置采用可调环缝喉口， 是新 OG 法除尘系 统的核心设备， 工作时通过转炉炉口压差值调节环缝 内重砣行程， 确保烟气中的细小尘粒与被雾化的水滴 充分接触， 达到精除尘的目的。 水钢100 t转炉环缝装置在控制方式上实现了喉 口开度与炉口微差压的连锁控制， 增强炉口烟气控制 效果， 增加了煤气回收时间; 喷水方式上采用多喷枪 进水方案， 使得喉口水雾周向、 径向喷洒更加均匀， 提 46 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期 高了喉口流速; 增强了精除尘效果; 环缝重砣采用下 推式， 液压驱动机构发生紧急故障时， 重砣下落管道 不会堵死， 转炉生产可照常进行， 并且液压推杆处气 流经过了精除尘， 液压杆不易磨损， 系统运行更加安 全可靠。 5系统调试运行中注意的问题 5. 1供水系统调试 水钢 100 t 转炉新 OG 法除尘系统供水喷嘴数量 达到 18 只， 系统调试初期， 虽然供水总管流量、 压头均 已超过了设计值， 但喷淋洗涤塔最高层喷嘴流量始终 无法达到设计要求值， 出现塔体上部温度过高现象。 通过逐一排查现场各层喷嘴后发现， 由于各层喷 嘴供水来自同一根供水总管， 最高层和最低层喷水点 高差过大 达到了 12 m ， 中低层喷嘴供水压力远超 过额定值， 造成中下层喷嘴喷水量过大、 高层喷嘴供 水不足， 通过各层支管单一蝶阀很难调节。分析原因 后， 现场采取了在中、 下层喷嘴供水管增加闸阀、 压力 表的方法， 通过双阀调节底层喷枪供水压力， 增加高 层喷嘴供水量。 5. 2排污系统运行管理 转炉一次烟气中含有大量 CO， 为防止外部空气 进入除尘管路发生爆炸， 系统排水管需要通过水封排 水器形成一定的水封高度 图 4 ， 含尘污水需要通过 一定高度后排出。系统运行一段时间后排水器底部 会有大颗粒尘沉积， 操作人员需要定期打开底部排污 管将底部尘泥排出， 否则尘泥大量聚积会阻塞上部排 水管， 造成系统污水不能排出， 正常生产无法进行， 严 重时还会发生设备垮塌。 图 4水钢新 OG 除尘系统水封排水器 水钢新 OG 除尘系统投产运行一段时间后， 水封 排水器底部排污阀出现密封不严， 阀门渗水现象， 导 致泥沙将排污阀前管路塞满， 排污阀打开后污水不能 流出， 为了排出这些泥沙， 操作人员经常需要用力敲 击排污管， 甚至需要拆除排污阀才能疏通， 造成排污 管路疏通工作量大、 操作困难。 为了解决上述问题， 现场操作人员在排污管路底 部弯头处增加了冲洗装置， 排污管发生堵塞时， 冲洗 管可直接冲洗阀门处堆积的泥沙， 排污管路很快畅 通， 极大地减轻了系统运行维护工作量。 保证排水管路畅通是新 OG 法除尘系统日常维 护的工作重点。尤其位于喷淋洗涤塔底部的水封排 水器， 系统大约 90 的烟气含尘由此排出， 是系统最 易发生堵塞的地方， 一旦排水不畅， 1 h 之内各层喷 淋水就可充满整个塔体， 造成严重事故。为避免此类 现象的发生， 水钢新 OG 法除尘系统在喷淋洗涤塔关 键部位增加了水位监测报警装置， 确保做到及时发 现。在平时的运行管理中， 制定了专人经常巡检、 定 期排污， 每项操作都记录在案， 科学的管理模式保证 了系统的安全稳定运行。 6结语 首钢水钢二炼钢新建100 t转炉一次烟气新 OG 法除尘系统自 2011 年 3 月投产以来， 除尘效果良好， 烟气平均含尘排放浓度达到50 mg/m3 标况 ， 与该 厂 2005 年投产的同吨位转炉一次烟气传统 OG 法除 尘系统相比， 每炉钢煤气回收时间增加了 1 min， 风机 耗电量、 吨钢耗水量降低， 为炼钢厂增加经济效益的 同时实现了节能减排。新 OG 法作为一项比较新的 转炉一次烟气除尘技术， 在实际工程应用中仍有许多 值得改进之处， 应做好应用工程的跟踪调研工作， 继 续大胆创新， 使该项技术不断发展， 为我国钢铁行业 节能减排发挥更大的力量。 参考文献 ［1］巩婉峰． 转炉一次除尘新 OG 法与 LT 法选择取向探析［J］． 钢 铁技术， 2009 4 46- 50. ［2］郭红， 程红艳， 陈林权． 国内转炉一次烟气除尘技术及其发展 方向［J］． 炼钢， 2010 3 71- 74. ［3］安登飞， 王纯． 转炉烟气净化装置 环隙洗涤器的性能研究 ［J］． 环境工程， 2009， 27 2 9- 11． 作者通信处文福430223武汉市东湖新技术开发区大学园路 33 号中冶南方工程技术有限公司暖通除尘事业部 电话 027 81997554 E- mail20081 wisdri． com 2011 － 12 － 05 收稿 56 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期