蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵系統(tǒng)工藝結(jié)合的研究與應用(1)

1、TotalNo.180冶金設備總第180期ApMET2010ril2010ALLURGICALEQUIPMENT年4月第2期蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵系統(tǒng)工藝結(jié)合的研究與應用陳民魏光瑞薛鵬(萊蕪鋼鐵集團股份有限公司煉鋼廠山東萊蕪271104)摘要介紹了蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵系統(tǒng)結(jié)合的工藝流程、主要設備工作原理,及在萊鋼煉鋼廠120t轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收系統(tǒng)中的應用情況,并總結(jié)了此系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的應用實績。關鍵詞蒸發(fā)冷卻器濕法除塵轉(zhuǎn)爐煙氣中圖分類號TF321.4TF724.9文獻標識碼StudyandApplinCooler&gSystemChenMinWeiGuangruiXuePeng(La

2、iwuIron&SteelGroupCo.,Ltd.,SteelPlant,Shandong271104)ABSTRACTTheprocesstechnologyandtheworkingprincipleofthemainequipmentsfortheevaporativecoolerandwetdedustsystemisdescribed.Furthermore,theapplicationof120tconverterdustpurificationandrecov2erysysteminLaiwuIronandSteelCo.isintroduced.KEYWORDSEva

3、porativecoolerWetdedustingConverterdust31轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收系統(tǒng)技術(shù)應用現(xiàn)狀80m/t鋼,凈化后的煤氣含塵量較大,為100mg/m,出煤氣柜后,還需加裝濕式電除塵器進行精3轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收方式,主要有濕法(OG法)、高效節(jié)水型塔文半干法和干法(LT法)三種。因各鋼廠在煉鋼技術(shù)、操作技術(shù)、設備更新改造等方面存在一定差別,因此轉(zhuǎn)爐除塵工藝系統(tǒng)主要采用以上三種方式。目前世界上轉(zhuǎn)爐一般采用傳統(tǒng)濕法除塵系統(tǒng)(OG法)冷卻、凈化和回收煤氣,然后采用濕式電除塵進行精除塵一直占主導地位。1969年10月,西德魯奇公司在薩爾斯吉特鋼廠建成一套干法電除塵系統(tǒng),經(jīng)過多年不斷

4、完善,轉(zhuǎn)爐干法除塵在全世界應用總數(shù)已達40套以上,技術(shù)趨于逐漸成熟階段。中國現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化與回收系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的濕法(OG法)除塵技術(shù),如圖1所示,自動化控制水平不高,煤氣回收量一般為70除塵。其次,少數(shù)鋼廠使用第四代OG濕法,以及2006年中國自主研發(fā)的高效節(jié)水型塔文半干法除塵。圖1轉(zhuǎn)爐濕法除塵系統(tǒng)工藝流程圖1轉(zhuǎn)爐;2活動煙罩;3汽化煙道;4溢流文氏管;5彎頭脫水器;6可調(diào)喉口文氏管;7旋風脫水器;8煤氣鼓風機目前,雖然國際先進水平的轉(zhuǎn)爐干法(LT作者簡介:陳民,男,1971年出生,1997年畢業(yè)于山東工業(yè)大學機械專業(yè),機械工程師,現(xiàn)任萊蕪鋼鐵股份有限公司煉鋼廠副廠長63總第180期冶金

5、設備2010年4月第2期法)除塵技術(shù),工藝流程如圖2所示,其煤氣回收量可達100m/t鋼,煤氣含塵量在10mg/m左右,但是因電除塵器設備過高的故障率,特別是在吹煉過程中電除塵器內(nèi)易發(fā)生CO燃燒爆炸造成泄爆閥動作而泄爆問題無法徹底杜絕,對煉鋼的安全正常生產(chǎn)制約較大,因此是造成轉(zhuǎn)爐煙氣干法除塵技術(shù)雖然先進卻推廣緩慢的重要原因之一;所以,雖然轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)將是轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢,但是必須經(jīng)過一段長期的技術(shù)發(fā)展過程,在徹底解決了電除塵器泄爆問題后才能得以推廣。33其工藝流程為:約1550的轉(zhuǎn)爐煙氣在除塵風機的抽引作用下,經(jīng)過汽化冷卻煙道,溫度降低到8501000進入蒸發(fā)冷卻器,蒸發(fā)

6、冷卻器內(nèi)采用10支均勻分布的雙介質(zhì)霧化冷卻噴嘴,對轉(zhuǎn)爐煙氣進行第一步降溫、粗除塵。在此裝置中,約有40%較大的粉塵顆粒在蒸發(fā)冷卻器的作用下被去除,粉塵通過鏈式輸送機、雙板閥進入粗灰料倉由汽車外運;蒸發(fā)冷卻器出口煙氣溫度降低到280400,通過環(huán)縫式文氏管、漩流板脫水器后降溫、精除塵、脫水后煙氣含塵以下到50653,凈化,合格煙氣進入煤氣柜利用,不合格煙氣通過放散煙囪點2LT1轉(zhuǎn)爐;2活動煙罩;3汽化煙道;4蒸發(fā)冷火放散。3蒸發(fā)冷卻器結(jié)合濕法除塵系統(tǒng)工藝關鍵設備3.1煙氣凈化與回收系統(tǒng)卻器;5鏈式輸送機;6圓筒靜電除塵器;7ID風機;8消音器;9鐘型閥;10煤氣冷卻塔;11煙囪煙氣凈化與回收系統(tǒng)

7、由蒸發(fā)冷卻器、濕法除塵系統(tǒng)、除塵風機、機后三閥(旁通閥、三通閥、水封逆止閥)、放散煙囪等組成。3.1.1蒸發(fā)冷卻器因此,鑒于以上情況,萊鋼煉鋼廠建有的2座120t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的煙氣凈化與回收系統(tǒng)充分吸收LT法與OG法的優(yōu)點,采用了蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵結(jié)合的工藝技術(shù)。2蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵系統(tǒng)結(jié)合的工藝流程蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)主要由噴霧系統(tǒng)、設備本體、噴水速率的調(diào)節(jié)控制三部分組成;其結(jié)構(gòu)為圓筒形,直徑4m、高17m左右;內(nèi)置均勻分布的10支噴霧裝置,前端與汽化冷卻煙道連接,末端萊鋼煉鋼廠兩座120t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收系統(tǒng)工藝流程如圖3所示。與煙氣出口管道、集塵裝置與鏈式輸送機連接,其結(jié)構(gòu)如圖4

8、所示。圖3蒸發(fā)冷卻器結(jié)合濕法除塵系統(tǒng)流程圖1轉(zhuǎn)爐;2活動煙罩;3汽化煙道;4蒸發(fā)冷卻器;5鏈式輸送機;6環(huán)縫式文氏管;7背包脫水器;8漩流板脫水器;9煤氣鼓風機蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵結(jié)合主要設備:活動煙罩、煙道、蒸發(fā)冷卻器(底部刮板機)、環(huán)縫式文氏管、漩流板脫水器、除塵風機及機后三閥(旁通閥、三通閥、水封逆止閥)。64圖4蒸發(fā)冷卻器結(jié)構(gòu)圖陳民等:蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵系統(tǒng)工藝結(jié)合的研究與應用2010年4月第2期轉(zhuǎn)爐冶煉時產(chǎn)生含有大量CO的高溫煙氣,蒸發(fā)冷卻器入口的煙氣溫度為8501000,出口溫度約為280400左右才能避免高溫煙氣對管道、刮板機鏈條等機械設備的烘烤,為達到此目的,采用10支雙介質(zhì)

9、噴嘴來調(diào)節(jié)最佳水量來降溫。雙介質(zhì)噴嘴的水量根據(jù)出口溫度熱電偶反饋數(shù)據(jù)隨時調(diào)整,通入的氮氣使水霧化成細小的霧狀水滴,水滴受煙氣加熱被蒸發(fā),水滴在汽化過程中吸收煙氣的熱量從而降低煙氣溫度。蒸發(fā)冷卻器除了冷卻煙氣外,另一重要作用就是對煙氣的粗除塵:蒸發(fā)冷卻器足夠大的空間,、的時間延長,時間,從。簡言之,蒸發(fā)冷卻器能將粗顆粒的煙塵分離出來,它是依靠氣流的減速并在進口處以霧狀水滴捕捉煙塵來達到除塵的目的,約占煙氣中總灰塵含量40%50%的粗灰在蒸發(fā)冷卻器中被分離出來。3.1.2濕法除塵系統(tǒng)氣出入口煙氣溫度、流量調(diào)節(jié)噴水量,確保煙氣出口溫度在控制范圍內(nèi)。煙氣在汽化冷卻和除塵裝置的流量,由流量控制系統(tǒng)來確定

10、。煙氣流量可通過煙氣流量調(diào)節(jié)器的輸出信號控制,這種控制通過改變風機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn),使爐口保持微正壓。汽化冷卻煙道中的靜壓力是決定煙氣流量調(diào)節(jié)的主要參數(shù),另外對煙氣流量調(diào)節(jié)起作用的影響參數(shù)是吹氧量和煙氣量,在轉(zhuǎn)爐正常作業(yè)中-臺計算機負責處理這三個參量并將此作為,對于在煉,或,內(nèi),根據(jù)煙氣成分分析確定三通閥、水封逆止閥的動作。當煙氣中CO含量大于規(guī)定值30%,氧氣含量小于規(guī)定值2%時,水封逆止閥開到回收位,水封逆止閥開到位后三通閥開到回收狀態(tài)進行煤氣回收,回收完畢,三通閥開到放散,水封逆止閥關閉。4生產(chǎn)實踐煙氣經(jīng)管道進入環(huán)縫式文氏管,通過調(diào)節(jié)環(huán)縫式文氏管喉口開度改變煙氣流速,變速后的含塵煙氣被碗型噴

11、嘴霧化后的水捕集,含塵水滴受重力作用下降落入底部排污水封排出,含水的飽和煙氣進入漩流板脫水器后脫水成為含塵量小于50mg/m合格煙氣。3.1.3除塵風機從2005年萊鋼第一套蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵結(jié)合的轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收系統(tǒng)投運后,即以其低排放、低故障率、設備維護簡單等優(yōu)點在生產(chǎn)中得到充分體現(xiàn)。2008年,萊鋼第二套蒸發(fā)冷卻器與濕法除塵結(jié)合的轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收系統(tǒng)投用。此系統(tǒng)主要有以下特點:1)系統(tǒng)凈化后的煙氣含塵量低于50mg/m,遠低于國家規(guī)定的排放指標(100mg/m),有顯著在此系統(tǒng)內(nèi),氣體通過除塵風機進行流通,風機通過變頻調(diào)速達到降低電耗目的。3.1.4機后三閥的環(huán)保效益。2)煤氣回收

12、量達95m/t鋼以上,煤氣含塵機后三閥(旁通閥、三通閥、水封逆止閥)是煤氣回收系統(tǒng)最重要的設備之一,主要由三組閥門及其控制系統(tǒng)組成,旁通閥主要起到緊急放散作用,三通閥主要進行煤氣放散和回收間的切換,水封逆止閥起到回收與可靠切斷煤氣作用。3.2控制系統(tǒng)量低于15mg/m,與LT法煤氣回收量、含塵量接近;回收的煤氣經(jīng)煤氣柜緩沖后,出柜煤氣含塵量低于5mg/m,不必再經(jīng)濕式電除塵凈化,可直接供用戶使用,節(jié)能效益顯著。3)由于本系統(tǒng)凈化后氣體含塵量低,風機轉(zhuǎn)整套除塵系統(tǒng)共分三個控制回路:蒸發(fā)冷卻器的溫度、風機調(diào)速控制、機后三閥及氣體成分控制。蒸發(fā)冷卻器的溫度控制根據(jù)蒸發(fā)冷卻器煙子結(jié)垢速度慢、使用壽命長

13、,因此維護工作量小,大大降低了工人勞動強度,平均三個月對風機轉(zhuǎn)子進行一次積灰清理工作。(轉(zhuǎn)71頁)65高操:特拉莫比機車柴油機敲缸故障及處理2010年4月第2期3.2機械敲缸故障處理方法1)更換氣門彈簧,檢查氣門桿是否彎曲;氣的小油量相差不大于10ml,噴油器霧化試驗應嚴格按標準進行,確保其工作良好。3)在進行柴油機總組裝時,正確調(diào)整凸輪軸門挺桿是否變形;氣門閥盤是否有裂紋或掉塊。打開穩(wěn)壓箱排污閥,若有大量的燃油和機油的混合物流出,說明燃油進入了穩(wěn)壓箱,造成穩(wěn)壓箱內(nèi)放炮,檢查調(diào)整氣門間隙。2)檢查活塞銷卡環(huán)和油堵是否脫落,如脫與曲軸安裝位置、泵與泵下體之問墊片厚度,以確保供油提前角準確。4)冬

14、季室外環(huán)境溫度較低時,應注意啟動時油水溫度應預熱到20以上。5)組裝柴油機時,所用工具不允許存放在管落,重新配好卡環(huán)和油堵,并檢查氣缸套內(nèi)壁是否拉傷,檢查活塞銷和連桿小端配合間隙是否符合要求。如不符合要求時,應更換襯套或活塞銷。如發(fā)現(xiàn)連接件松動后,應按規(guī)定的力矩緊固連桿螺絲。3)卸下噴油器,子內(nèi)部,不要隨意在柴油機上跨越,對管路和部件進行封閉之前,必須認真檢查,確認無異物后再進行封閉掉頭,值時,打開缸蓋,取出氣閥并檢查活塞,缸套,缸蓋是否被打壞。另外,在拆檢噴油器時,應及時把氣缸罩扣上,防止機械物由噴油器座孔中掉入氣缸內(nèi)。4預防措施1)在柴油機零部件檢修過程中,用外徑千分,由于部件磨損,配合間

15、隙增大,安裝調(diào)整不當,產(chǎn)生工作不協(xié)調(diào)或零件相互碰撞,零件損壞等原因都會出現(xiàn)敲缸現(xiàn)象。如遇到這種情況,應立即停車檢查,并按上面介紹的方法進行分析、判斷和處理,排出故障后再使用,否則容易造成更大事故。參考文獻1傅成昌.190系列柴油機使用維護手冊.濟南:山東尺和量缸表認真測量活塞外徑及氣缸內(nèi)徑,從而合理確定兩者的配合間隙。2)噴油泵小供油量試驗嚴格按250次行程100130ml進行,建議同一臺柴油機上各噴油泵科學技術(shù)出版社,1994(收稿日期:2009-11-30)(接65頁)現(xiàn)實可行的新途徑,可供同類型企業(yè)和正在建設中的鋼鐵企業(yè)參考。參考文獻1張同忠.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)在我國的應用.硅谷,2009(3):1161172穆艷春.轉(zhuǎn)爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)優(yōu)化措施.山東冶金,2008(S1):138,1403周茂林.萊鋼120噸轉(zhuǎn)爐煙氣干法除塵工藝技術(shù).山4)系統(tǒng)無泄爆,設備運行可靠、故障率低,維修、維護簡單,故障處理時間短。5)系統(tǒng)能源、設備運行費用低,噸