转炉干法除尘系统

转炉干法除尘系统（共8篇）

转炉干法除尘系统 篇1

北京国华新兴节能环保科技有限公司结合自家系统工艺、设备方面的特点, 并利用在控制系统方面的优势, 对整个控制系统进行了多方面的改进创新, 在榆钢2012年投产的二炼钢3#、4#转炉工程中投入实践, 降低了电气系统的施工和维护成本, 对系统的运行起到了很好的促进作用。

1 概述

转炉一次干法除尘控制系统总体由两部分组成, 一是转炉车间内的蒸发冷却器和粗输灰系统, 简称转炉区;另外是包括静电除尘器、风机、切换站、放散烟囱在内的车间外部分, 简称现场区, 两个区域分别设置一套西门子S7400PLC系统, 之间采用光纤以太网通讯。

系统按照功能分为7个功能区:蒸发冷却器区、粗输灰功能区、静电除尘器区、风机区、切换站区、放散区、细输灰区, 各个功能区紧密结合组成大的系统, 同时由自成相对独立的系统。

为了施工和日后的维护方便并且更好地提高系统的可靠性, 控制系统做出了如下几个方面的改进。

2 由集中控制改为分布式控制

1) 转炉一次干法除尘通常控制方式为集中式控制, 转炉区PLC控制柜和电机控制柜分开, 并放置转炉电气控制室。现场区PLC控制柜和电机控制柜分开, 并放置现场区电气室。由于供配电柜和控制柜统一放置, 电气施工过程中, 大量的电缆堆一起敷设, 为现场的施工和日后的检修增加了难度。

在榆钢3#、4#转炉施工项目中, 电气系统放弃集中控制方式, 改为分布式控制, 并且PLC柜和MCC柜整合为一, 增加了系统的灵活度, 并降低了电气施工和检修的难度。

转炉区, S7400PLC控制柜放置于转炉电气室, 蒸发冷平台和粗灰仓平台分别设置ET200s远程站操作箱, 内置电机驱动电气设备, 如图1所示。

2) 现场区, 供配电柜和S7400PLC控制柜及风机变频柜放置现场区电气室, 干油站、除尘器二层平台、除尘器三层平台设置ET200Pro远程控制柜, 液压站一层、液压站二层分别设置ET200s远程控制柜, 柜内放置电气驱动电气设备, 如图2所示。

3 使用ET200Pro驱动电机

1) ET200Pro系列是西门子推出的具有IP65防护等级的采集和控制模块, 马达启动器可以直接配置在远程站中驱动电机, 在国内控制系统中鲜有使用。考虑本地气候条件和其他环境因素, 除尘器室外平台的远程柜采用防爆设计, 柜内电气元器件防护等级也相应提高采用ET200Pro系列。

2) 马达启动的试用, 不仅节约了远程柜内空间, 并且大大减少了PLC系统的IO点, 同是减少了系统故障点, 降低了施工和检修难度。

3) 马达启动器模块同时还具有故障诊断、设备电流检测等实用功能, 方便系统维护人员及时发现和处理问题。马达启动器电流计算方法如图3所示。

4 顺序功能由GRAPH语言实现

1) 根据转炉一次干法除尘工艺及设备的特点, 程序实现时, 将整个系统分为七大功能区, 蒸发冷功能区、粗输灰功能区、静电除尘器功能区、风机功能区、切换站功能区、放散功能区、细输灰功能区。各大功能区实现各自区域的电机控制、元器件检测、仪表检测。

2) 每个电机作为一个单独的个体可实现手自动运行, 顺序运行则交由上一层的功能区统一安排。即单独设备功能作为功能区的神经元, 而功能区又作为整个系统的神经元, 整体程序系统采用塔式结构。

3) 梯形图语言 (即LAD) 由于简单明了, 在工业逻辑控制中被广泛接受和采用, 但在顺序控制中, GRAPH语言则显示出其无可比拟的优势。干法除尘系统各个功能区, 尤其是静电除尘器和输灰系统, 功能区启动和停止时, 各设备需要按照规定的顺序逐一动作。GRAPH结构清晰明了, 可轻易的对单体设备的启动停止命令进行触发。

5 蒸发冷温度控制采用趋势控制

1) 蒸发冷却器的前期喷水量是根据蒸发冷却器入口温度、蒸发冷却器出口温度设定值以及静电除尘器之后的烟气流量进行计算的, 中后期的喷水量主要根据蒸发冷却器出口温度进行调节。蒸发冷却器的出口温度控制的是否稳定直接影响蒸发冷却器的后续设备的工作。通常温度控制方法是在双PID调节法, 即温度PID控制加冷却水PID调节。

2) 由于温度的反映滞后性, 温度PID环节往往出现大的波动, 影响系统的整体运行, 根据温度量变化的特性并结合实际情况, 提出温度趋势控制法。在温度PID工作过程中, 加入温度变化率, 将其作为决定参数修改PID的死区, 以达到温度PID提前反应的目的。

3) 温度的变化率, 即温度在固定时间的变化值。温度的变化率给温度的变化做出定量的描述, 并以此参与PID调节。

Tc=T2-T1

式中:T1——目前的温度;

T2——1min前的温度 (具体的间隔时间根据实际情况调节) 。

Tc——温度的变化率。

温度PID的死区, 即设定值与实际值之间的差值小于死区时, 设定值与实际值在程序中认为相等。

Er=|Ts-Ta|-Te的绝对值

式中:Er——PID调节时采用的误差值;

Ts——温度设定值;

Ta——温度实际值; Te——PID死区。

对于PID, 其输出量大小由Er决定, 当Er≤0, PID停止调节, Er>0, PID开始调节, 并且Er越大调节的输出量越大。当Er>0, Tc大于设定值, 并且实际温度向设定的温度变化时, 调整PID的Te, 使Te=|Ts-Ta|, PID停止调节, 进入温度自动变化阶段;其他阶段正常PID调节。图4为温度趋势控制法示意。

6 结束语

转炉一次干法除尘控制系统改进, 降低了电气施工和检修的难度, 提高控制程序的可靠性和可读性, 有效降低了堵灰和卸爆的几率。

摘要：转炉一次干法除尘, 根据工艺和安装设备的特点, 控制系统做了如下方面的改进:由集中控制采用ET200s分布式IO控制;传动的PLC带中间继电器驱动电机, 改为直接采用ET200Pro电机驱动器直接驱动;顺序功能直接由GRAPH直接实现;蒸发冷却器温度控制采用趋势控制法。

关键词：ET200s,分布式,ET200Pro,GRAPH,蒸发冷却器,温度控制

参考文献

[1]邹波.转炉一次干法除尘Step7程序[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[2]张庆林.电除尘的主要控制因素[J].黑龙江造纸, 1998, 26 (2) :31-32.

转炉干法除尘系统 篇2

关键词：干法除尘；含水量；除尘效率

1 概述

转炉干法除尘系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器、煤气风机、煤气切换阀站以及煤气冷却塔组成（如图1）。与传统的湿法除尘（OG法）相比具有：①除尘效率高，通过蒸发冷却器粗除尘以及静电除尘器精除尘可直接将粉尘降至25mg/m3以下；②在水、电消耗上较低；③煤气回收量大，降低了钢铁企业运行成本等优势，是一种目前广泛应用的除尘方式。重钢一炼钢厂于2009年先后完成了3座210t转炉干法除尘的建设工作，投产运行5年来很好的保证了干法除尘系统的稳定运行。但2015年以来常出现煤气放散塔“冒黑烟”以及煤气柜加压机积灰等情况发生，因此从烟气含水量对除尘效率的影响作了系统分析，并采取措施加以控制。

2 烟气含水量对除尘的影响

烟气含水量对除尘效率的影响主要通过改变烟气中粉尘比电阻来实现。

2.1 静电除尘器内部结构及工作原理

静电除尘器是整个干法除尘系统的核心设备，其主要由内部机械结构件，例如阳极板、阴极线、分流板以及振打系统和外部高压直流供电装置，例如升压變压器、阴极振打瓷瓶等。当含粉尘烟气通过静电除尘器内4个电场时，在高压电场作用下经过：

①高压电场将气体进行电离；

②烟气中的粉尘进行荷电；

③带有正负电荷粉尘分别向阳极板、阴极线移动；

④通过阴阳两极以及振打系统将烟气粉尘捕集；上述4个过程后回收利用。内部结构如图2所示。

图2 阳极板、阴极线结构示意图

2.2 粉尘比电阻对静电除尘效率的影响

粉尘比电阻是衡量粉尘导电性能的主要参数，由于导电性能差异，将直接影响烟气中粉尘的荷电情况，从而影响静电除尘器效率。粉尘比电阻的定义为：粉尘在疏松状态下的视在电阻或当量电阻，在数值上等于单位面积、单位厚度粉尘电阻值。通过查阅资料可知，静电除尘器最佳的粉尘比电阻范围是104～1010Ω·cm。粉尘比电阻过大或者过小，当烟气通过静电除尘器电场时都不利于粉尘的荷电。

2.2.1 粉尘比电阻过低对静电除尘效率的影响

当粉尘比电阻小于104Ω·cm时， 带负电荷粉尘到达阳极板表面时会立即释放电荷，同时在高压电场的静电感应下带上与阳极板同极性的正电荷（如图3中的A）。当同级电荷粉尘形成的斥力大于粉尘对阳极板的粘附力时，则已附着在阳极板上的粉尘会脱离而重返烟气中，形成局部二次扬尘。重返烟气中的粉尘在除尘器内又与离子相碰撞，重新获得与阴极同性的负电荷而再次向阳极板运行（如图3中B）， 形成了在阳极板上的跳跃现象，不能很好的附着在阳极板和阴极线上，最后被气流带出除尘电器，出现放散塔“冒黑烟”现象或者直接进入煤气柜，直观表现为除尘效果差。

150][含水量（%）

0 5

10

15

20][比电阻（Ω.cm）

>1.0×1012

7.61×1011

2.23×1010

9.18×109

5.46×108][＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&＼&]

3 控制烟气含水量的措施

转炉烟气经烟罩汽化冷却至800℃-1000℃后，进入干法除尘蒸发冷却器。在蒸发冷却器内，工业水经环形布置于蒸发冷却器顶部的18支蒸汽雾化喷枪，通过蒸汽雾化喷出，将高温烟气直接冷却至150℃-200℃。在此过程中，实现了对转炉烟气的降温、粗除尘以及调质处理。在整个过程中，喷枪喷淋水量是利用EC出口溫度设定值以及烟气温度、流量值，通过PID（比例-积分-微分控制调节器）加以控制；同时，蒸汽雾化效果与喷枪设备状况有关。上述两点将直接影响烟气含水量，因此如何控制烟气含水量，使粉尘比电阻处于适宜范围需采取相应措施。

3.1 合理使用喷枪

喷枪长时间使用后，喷嘴会自然磨损，雾化性能下降，喷雾形状、喷射角度，喷射覆盖面也会发生改变。从而使雾化水颗粒变大，转炉烟气受热不均，导致喷淋水不能充分蒸发，使设备结垢同时增加烟气含水量。因此，蒸汽雾化喷枪在使用超过5000 炉（约1季度）后应拆除检查，及时更换磨损以及堵塞的喷枪。

3.2 合理设定EC出口温度值

喷淋水量是通过EC出口温度设定值以及烟气温度、流量值综合计算得到，在转炉冶炼工艺特性数据呈线性变化的两端，特别是在转炉刚下枪开吹2min 内和转炉冶炼后期，由于介质烟气温度的急剧变化，PID 控制因为计算的延时会造成喷水量的调节跟不上温度的变化情况，致使喷淋水量偏小，使烟气含水量偏低粉尘比电阻增加。因此要合理设定EC出口温度值为200℃-230℃，以保证烟气含水量。

4 结语

本文通过倒推法，从静电除尘器内部结构原理到粉尘比电阻对其效率的影响，再到烟气含水量对比电阻的影响，从而得出烟气含水量对干法除尘效率的影响，并有针对性的提出了改进控制措施，以期对除尘效率的提高有借鉴作用。

参考文献：

[1]刘晨，吴奕.蒸发冷却在转炉干法除尘电除尘器前的应用[A].第14届中国电除尘学术会议论文集[C].2011.

[2]杨东武.蒸发冷却技术在炼钢LT干法除尘系统上的应用[J].冶金动力，2013（10）：15-17.

[3]尹连庆，王晶.粉尘比电阻对电除尘的影响及改进措施研究[J].电力环境保护，2009（5）：25.

[4]何立波，王显龙，贾明生.影响静电除尘器效率的控制因素[J.]中国电力，2004（37）：74.

[5]王兆明.提高静电除尘器效率的措施与途径[J].工业技术，2013（27）.

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转炉干法除尘系统 篇3

1.1 现状

大型转炉煤气净化的方法,目前世界上主要有两种,以日本OG法为代表的湿法净化系统(以下简称O G法)和以德国鲁奇与蒂森两公司联合开发的L T法为代表的干法净化系统(以下简称LT法),两者都在工程上得到了应用。我国宝钢8 0年代初首次从日本引进O G法系统,国内各钢厂在消化宝钢技术的基础上都采用了OG法[1]。1999年,我国宝钢二炼钢厂2×250t转炉顶底复吹转炉的煤气净化与回收系统首先采用了L T方法。随后,莱钢的3×120t转炉也采用了此先进的工艺,并在投产后迅速达到了设计要求,成为国内第二家使用此工艺的钢铁公司。

1.2 OG法和LT法的比较[2]

1)LT法净化后的煤气含尘量可在10-25mg/标m3以下,可直接供用户使用。湿式系统净化后煤气含尘量约100mg/标m3,供用户使用前需再用电除尘器净化;

2)LT法由于净化后气体含尘量低,因而风机使用寿命长,维护工作量小;

3)LT系统阻力约3000Pa,湿式系统阻力约16500Pa,因此干式系统耗电约为湿式系统的1/5;

4)LT系统耗水量低,对120t的转炉系统用水量约15-25m3/h,是湿式系统的1/3左右。整个系统没有污水。

2 系统简介

转炉烟气通过烟气回收系统标准部件(活动烟罩、热回收装置及汽化冷却烟道)后,温度为800～1000℃,进入到蒸发冷却器,蒸发冷却器内采用双介质雾化喷嘴,用高压蒸汽将水雾化后冷却烟气,这时有约60%的粉尘在水雾的作用下团聚沉降,形成的粗粉尘输送到粗灰料仓;冷却后的烟气通过管道进入圆筒型静电除尘器,温度为150-180℃,电除尘器设四个电场,采用高压直流脉冲电源,捕集剩余的细粉尘,将其通过电除尘器下的链式输送机、灰斗和气力输送装置(氮气输送)到细灰料仓;经过电除尘器的烟气含尘量在25mg/标m3以下,最终的合格烟气经过饱和冷却塔降温到70℃进入煤气柜,不合格烟气放散[3]。系统流程图如图1所示。

3 控制系统的实现

3.1 蒸发冷却器(EC)的喷水控制模型

3.1.1 EC的控制要求

水被直接喷入流过EC要被冷却的烟道气流中。应将喷水速率控制为确保转炉热烟道气被完全汽化,即,最大限度的将粉尘沉降且要保证粉尘是干燥的,这就需要建立一个喷水模型,来精确控制喷水量。

3.1.2 控制实现

转炉的特点是间歇性工作。因此,吹氧开始时的温度可能以10-20K/S的速度上升,如果只通过出口温度控制E C,则在转炉冶炼过程中不能可靠的控制这种快速波动,因此,可利用热输入原理控制EC。测量EC入口的温度值和烟气流量,由此确定的热量与烟气冷却所需的喷水速度是成比例的,这样,使用每单位时间热量作为设定值,使用每单位时间喷水量作为受控参数可实现PID调节。但是,以上所述控制原理忽略了烟道气比热的变化随其温度和成分不同而改变所产生的影响。为消除这种影响,附加一个EC出口温度的PID控制器,该控制器在前面所述的控制器上起前馈调节的作用。这样,E C控制的所有指标都可以得到满足。

控制模型的基本公式为:

其中,

烟气的平均比热值为:

CPGas=1.38kJ/mn3·K(取决于烟气的成分和温度)

对于水的汽化热:

为抑制被控对象的时滞特性,提高系统动态响应的快速性,该控制系统选择为串级调节,PID控制框图如下(图2):

其中,主调节器为温度控制器,副调节器为喷水流量调节器。串级系统在结构上形成了两个闭环。

主回路的偏差e1(k)=r1(k)-y1(k)

主回路PID的输出u1(k)=u1(k-1)+△u1(k)

副回路的偏差e2(k)=u1(k)-y2(k)

副回路PID的输出u2(k)=u2(k-1)+△u2(k)

根据工艺情况的要求,温度调节器的输出在做反转处理并限幅后用于喷水调节器的输入运算。同时,因本系统中温度调节的响应比较慢而喷水流量调节的响应速度快的多,故本串级调节采用异步采样控制,主回路的采样周期为副回路采样周期的5倍。采用此串级调节,使系统的抗干扰能力大大提高;有效克服了对象的滞后影响;同时减少了对象的非线性影响,由于副回路是随动系统,能够适应操作条件和负荷的变化而自动改变副调节器的给定值,因此系统也具有了一定的自适应能力。

通过此种控制方式,可以通过温度控制器的前馈作用来精确的控制喷水量,从而得到稳定的EC出口温度,实现E C系统的干除尘并为工艺线后方的E P系统做好了烟气调质的工作。

3.2 静电除尘器(EP)的控制

3.2.1 EP的控制要求为:

1)保证其内部的高压电场能运行可能的最高电压水平,即,仅低于飞弧极限,同时,确保可能的最大电晕电流,从而确保达到最高的除尘效率。

2)从EP收集到的粉尘沉积在集电电极上,需要通过不同的周期振打使粉尘沉积下来。

3.2.2 控制实现

由于转炉的特定操作模式,进入静电除尘器的烟气不可能象高炉或烧结那样气流稳定,成分稳定。空气、夹杂着氧气和一氧化碳的气体会随转炉的冶炼周期交替着进入E P,因此,必须控制EP最大限度的防止烟气在其中爆燃。在L T中,采用了预置所需的飞弧数、连续监视和评价飞弧极限、考虑转炉不同的冶炼过程、调整振打、记录电压电流趋势等方法控制高压电场,使其运行在最佳状态。同时,通过设定不同周期,间歇振打的方式对E P的各个电场的极板进行振打排灰。

3.3 风机的吸入控制

3.3.1 控制要求

吸入速率应适应于转炉冶炼过程不同阶段产生的随变烟气速率。

3.3.2 影响因素

1)炉口压力;2)转炉上方的脉动气柱;3)吸入速率会改变E C喷水导致的烟气内的含水量及E P的粉尘调质效果;4)转炉的供氧速率和矿石的供应也会影响吸入控制。

3.3.3 控制实现

1)将转炉的冶炼过程分为6个阶段:

·停止吹氧

·加料

·开始吹氧

·吹氧

·吹氧结束

·清理炉口

2)除吹氧阶段外,分别为每个阶段提供设定值固定的吸入控制。吹氧阶段的控制如下:由温压补偿得到风机入口处的湿基流量,然后减去喷入E C中的水和水蒸气,得到干基标况的烟气流量,与吹氧流量结合计算,作为吸入控制的控制器设定值,同时,与炉口压力调节的控制器级联,进行风机的吸入级联控制。

3.4 放散与回收控制

与OG法回收不同,LT法采用了两个独立的液压操作杯阀实现烟气的放散与回收控制。在通往煤气柜的杯阀前后取两个有代表性的点测量压差△P。以△P为设定值对放散杯阀进行PID调节。在满足条件回收时,放散杯阀缓慢关闭,当△P达到设定点时,煤气柜杯阀缓慢打开,直到放散杯阀完全关闭,煤气柜杯阀完全打开,可保证两个杯阀的平稳切换,整个控制过程无压力波动,无喘振。反之,当回收转为放散时亦然。同时,为保证系统最大的安全性,L T法为放散操作提供了三种放散方式:1)正常放散;2)液压紧急放散;3)在完全断电的情况下,可由蓄压器和杯阀的自重使两个杯阀回到安全位置。

4 结束语

莱钢的三套L T系统投产后,煤气回收与粉尘排放经验收均达到了设计要求,自控系统运行高效稳定,控制精确,智能化优点突出,实现了无人职守。

转炉烟气干法除尘系统以其除尘效率高、综合运行费用低、粉尘回收利用率高、煤气热值高、回收率高等优势,必将成为今后的发展方向。

参考文献

[1]马竹梧等.钢铁工业自动化[M].北京:冶金工业出版社,2003,7.

[2]李维虎等.210t转炉干法除尘煤气净化回收分析[J].包钢科技,2008,(6):11-14.

提高转炉干法除尘经济效益探讨 篇4

邯宝炼钢厂在250吨转炉烟气处理上采用了鲁奇设计的干法除尘工艺。投产初期缺乏经验, 存在一些制约煤气回收量进一步提高的因素, 直接制约了炼钢生产及煤气回收量的提高。在对影响煤气回收量的原因进行分析后对其进行了改进, 使煤气回收量达140 Nm3/吨钢。

二干法除尘的工艺流程

干法 (LT) 除尘系统主要由烟气冷却、净化回收和粉尘输送三大部分组成。烟气经冷却烟道后, 烟气温度就由1600℃左右降至800℃~1000℃之间, 烟气随后进入净化系统。净化系统由蒸发冷却器和电除尘器组成, 烟气通过蒸发冷却器冷却使其温度继续降至150℃~200℃, 同时通过调质处理, 使烟尘的比电阻降低并收集部分粉尘。经过粗除尘的烟气再进入静电除尘器进行精除尘, 使其含尘浓度降至10毫克/立方米以下。净化后的合格烟气通过煤气冷却器冷却到约70℃后输送到煤气柜, 直接供用户使用;当烟气中CO含量小于30%, 氧气含量大于2%时, 通过烟囱点火燃烧后放散。蒸发冷却器和电除尘器收集的粉尘运输到烧结厂做烧结矿原料。

三影响干法除尘效益的原因分析

1. 除尘设备影响。

(1) 蒸发冷却器运行参数设置不合理, 烟气中的粉尘没有达到设定的电阻比, 不合格的粉尘到达静电除尘器时无法沉积, 致使煤气含尘量较大。

(2) 静电除尘器分布板由于积灰堵塞, 导致烟气流速减小, 造成炉口反烟, 部分煤气在烟道内燃烧, 导致煤气回收量减少。

(3) 煤气回收的控制是由回收杯阀和放散杯阀协调动作, 杯阀的运行速度慢, 直接影响煤气回收时间。

2. 操作影响。

(1) 炼钢节奏安排不合理, 致使吹炼终止, 提枪等铁等现象发生, 再次降枪时煤气和氧气的含量不合格造成大量的煤气燃烧放散。

(2) 吹氧强度设置不合理。脱碳速度主要取决于供氧强度, 供氧强度提高, 转炉煤气回收量提高。

(3) 吹炼过程中没有严格执行降罩操作, 致使大量空气吸入, 煤气品质无法保证。

3. 外围因素的影响。

转炉煤气柜容为10万Nm3, 转炉煤气回收量为4万Nm3/t炉, 柜容的能量与转炉回收能力相比能力较小, 在炼钢节奏较快时, 容易出现高柜位, 拒绝煤气回收现象发生, 从而造成大量的煤气燃烧放散。

4. 原料条件的影响。

转炉煤气主要是由铁水脱碳过程中碳氧反应产生的, 通过分析、计算得出原料条件和钢水碳含量对转炉煤气回收量的影响如表1所示。由表1可见, 原料条件和钢水碳含量对吨钢煤气回收量的影响十分明显。其中, 原料中铁水比例变化影响最大。

四改进技术

1. 设备的改进。

回收煤气品质的好坏, 关键在于蒸发冷却器运行状况。根据CFD计算机模型对烟气在冷却烟道中的分布情况, 确定喷嘴在冷却烟道的布置位置。这样的设计在保证均匀冷却烟气的同时, 不再需要在喷嘴上部加装导流板。

(1) 为每个喷嘴加装单独的流量测量仪表, 对每个喷嘴的流量进行监测以便及时判断问题的原因。

(2) 对蒸发冷却器控制软件的设计进行了改进, 减少了在吹炼过程可能造成的影响。

(3) 在蒸发冷却器粗灰输送机上加装粗灰分配装置, 使蒸发冷却器内部大块脱落时, 或检修清灰时大量积灰落下, 灰量可以均匀分布, 不至于砸坏链条。

(4) 在蒸发冷却器出口增加蒸汽喷嘴, 增加延期的比电阻, 使静电除尘器除尘效果更好。

2. 对煤气回收杯阀进行在线调整。

杯阀松动进而造成少量煤气从放散侧跑掉, 影响煤气回收量和回收品质。采用塞尺测量对角线调整法定期对杯阀内部结构进行调整, 来保证杯阀的气密性。具体做法是:定期打开杯阀检修入孔, 将松动的阀板与阀杆连接处复位并重新固定。手动将阀板动作到最高位即关闭位。然后使用塞尺测量阀板与莲花底座间的密闭间隙尺寸, 每隔50 mm~100 mm测量一个尺寸, 发现有偏差大的位置时, 用扳手紧该位置对角线处莲花底座外圈上的调整螺栓, 直到调整后的测量尺寸相近或一致后, 可以确定杯阀调整完成, 杯阀关闭紧密。

3. 优化操作, 实现一键式自动化炼钢。

(1) 开吹前, 应先降罩至大约下极限位置 (炉口与活动烟罩最底端间隙不大于200 mm) , 以满足看炉焰即可, 杜绝炉口周围的空气进入烟道;

(2) 开吹两分钟内, 氧气流量控制在50000 Nm3/h以下;

(3) 严格执行“先加废钢, 后兑铁水”的规定, 而且摇炉工应将炉体向后摇至少两次, 每次摇炉角度不低于40度, 避免开吹点火不良造成氧富集;

(4) 提高一次拉碳的命中率, 减少点吹次数;

(5) 优化加料方式, 防止静电除尘器泄爆。转炉开吹一分钟后加入头批料, 加入当炉所需白灰总量的三分之二, 加入7吨的白云石, 根据铁水硅数和二级计算数据适当加入矿石。

(6) 修改了一些鲁奇公司所设定的影响煤气回收的联锁条件, 使程序更加适用于实际运行。

4. 开发用户提高煤气的利用率。

(1) 转炉煤气热值较高, 品质好, 可用于转炉烤包、轧钢加热炉、煤气发电等工序, 且可以避免使用中烧嘴堵塞。

(2) 将公司的煤气柜联网, 使煤气柜能传级使用, 在不增加设备投入的情况下, 增加煤气柜的缓冲能力。

五效益

1. 经济效益。

采用以上改进措施后, 煤气回收量大大增加, 详细计算如下:

P= (140-100) ×0.35×500=700万元/年。

其中:140为现在吨钢煤气回收量, 单位Nm3/t钢。

100为改进前吨钢煤气回收量, 单位Nm3/t钢。

0.35为现公司转炉煤气单价, 单位为元/Nm3。

500为年产钢量, 单位为万吨/年。

2. 社会效益。

采用以上改进措施后实现了清洁回收, 可以直接用于烘烤连铸中包和发电, 减少了能源的浪费和二氧化碳的排放量, 具有很强的现实意义和较大的社会效益。

六结语

转炉煤气干法除尘在国内的应用 篇5

关键词：转炉煤气,干法除尘,LT

转炉煤气是钢铁企业冶炼过程中产生的优质资源,其热值比高炉煤气高,产气量较大,有较高的回收价值。另外,由于转炉冶炼过程中产生的烟气粉尘含量很高,可达到80~150g/Nm3,因此转炉煤气必须经过冷却、净化才能达到环保要求排放至大气或送入煤气柜进行储存供下游用户使用。转炉煤气净化及回收系统兼具以上功能,并且还能利用汽化冷却烟道(即余热锅炉)回收蒸汽,利用除尘设备回收含铁量很高的粉尘。因此,转炉煤气净化及回收系统是实现钢铁企业转炉负能炼钢的主要手段之一。

转炉煤气净化回收系统通常也称作转炉一次除尘系统,主要有干法(LT法)技术和湿法(OG法)技术。湿法系统主要有环缝洗涤和双文系统。干法除尘系统相比湿法除尘系统,具有显著的省水、节能优势,国家发改委已将转炉煤气干法除尘技术列入国家重大技术装备研制和重大产业技术开发专项。

1 转炉煤气干法除尘技术流程

转炉在吹炼时产生大量含有CO和氧化铁类粉尘的高温烟气,高温烟气由活动烟罩捕集并经汽化冷却烟道冷却至1000℃左右,然后进入蒸发冷却器降温、调质、粗除尘,温度降至200℃左右后,进入静电除尘器进行精除尘。经精除尘后的煤气,根据煤气品质及生产状况进行回收或放散。煤气若是回收,则需经煤气冷却器二次冷却,温度降至70℃后进入煤气柜贮存;煤气若是放散,则需点火燃烧后再排放。在蒸发冷却器、静电除尘器处收集的干灰通过输灰设施输出,分别在灰仓贮存,由车间统一处理。经系统净化后的烟气含尘量可降至10mg/Nm3以下。系统流程图如图1所示。

2 在国内的应用情况

从1994年宝钢第一次全套引进国外转炉煤气干法除尘系统开始,至今已有40多座转炉采用了干法。目前我国采用干法除尘的部分转炉见表1。

我国部分转炉干法除尘效果见表2,不仅放散烟气含尘量达到了设计要求,煤气回收量也大大提高。根据宝钢经验,与OG法相比,采用LT法除尘工艺,吨钢可节电约1.1k Wh,节水约3t,并可回收10.5kg含铁75%以上的粉尘和相当于20L燃油的优质煤气。

3 主要问题及解决措施

3.1 系统泄爆

泄爆是转炉煤气干法除尘系统最常见和对生产影响最大的问题之一。泄爆主要发生在静电除尘器,一旦静电除尘器内发生爆炸,安装在静电除尘器进出口的泄爆阀会打开,卸掉爆炸产生的骤升压力,从而保护静电除尘器内设备。发生泄爆后,转炉冶炼必须中断,需要确认故障排除和泄爆阀归位后才能恢复生产。静电除尘器内的爆炸其根本原因是烟气中的CO(或H2)与O2混合后浓度到达一定比例后,经电场中高压闪络的电弧火花引起爆炸。这种爆炸的条件在系统中不可能完全避免,因而造成电除尘器泄爆时有发生。

泄爆多发生在开吹、加料和补吹阶段。发生泄爆的原因有很多,包括冶炼操作不当、原料含水量高、碳氧反应不充分等。目前可通过规范冶炼操作、分批多次加料、氮气吹扫等手段降低发生泄爆的可能性。

3.2 蒸发冷却器喷淋效果控制不佳

蒸发冷却器是实现对烟气降温、粗除尘和调节粉尘比电阻等功能的设备。其喷淋效果对系统净化和除尘具有关键作用。如果蒸发冷却器喷淋效果控制不好,容易造成蒸发冷却器内壁积灰、粉尘过湿、刮板机过载等问题,系统设备故障率高等问题。

要使蒸发冷却器喷淋效果达到满意的效果,需要合理布置喷枪,使雾化液滴能覆盖整个烟气流通断面;喷枪的雾化效果要好,应保证压力雾化介质(蒸汽或氮气)的压力,同时经常检查和清理喷枪;喷淋控制系统能够实现需要的温度控制精度。

3.3 静电除尘器极线断裂

静电除尘器极线过去一般使用厚度2mm碳钢或合金钢制材料,在运行中,由于煤气成分复杂,在一、二电场出现极线断线等严重事故,断线后电除尘器有效面积减少,降低了电除尘器的除尘效率,甚至造成炼钢停炉检修更换极线。造成阴极线断裂的原因主要是通过静电除尘器的烟气所含粉尘(含有Fe2O3、Fe O、Ca O、Si O2、水分等)具有一定的腐蚀性,并且温度在150℃左右,容易造成极线、极板的变形和腐蚀断裂,或着火烧损。这些将会导致极距变小,引起电晕放电,降低电场强度,影响除尘效果。

目前,多数新建静电除尘器都将一、二电场的极线厚度增加到6mm,从而延长了极线的使用寿命,减少了断裂发生。另外,还加强了振打装置的振打清灰效果,减少极线粘灰情况。

3.4 输灰系统故障

输灰系统包括刮灰机、刮板输灰机、卸灰阀、斗提机等。由于运转设备多,在本系统中检修维护工作量最大。如果前端蒸发冷却器喷淋冷却控制不好,产生湿灰,将增大输灰系统的负荷,出现卸灰困难,造成输灰装置过载,链条断链,输灰通道堵死等情况。

要减少输灰系统故障,需控制好蒸发冷却器喷淋冷却效果,保证收集到的粉尘为干灰状态。由于粉尘温度可高达300~400℃,输灰设备需要采用耐高温的材质。同时需经常检查调节刮板输灰机链条的松紧度,特别是投产初期,由于高温粉尘影响,链条伸长,需要多次调节直至链条不再伸长。

4 主要设备国产化情况

转炉干法除尘系统的关键设备通常采用引进国外设备,主要包括:蒸发冷却器喷枪、泄爆阀、高压柜、风机、切换阀站等。

随着国内钢厂用户、工程设计单位及供货商的不断努力,使整个系统及设备都可实现国产化,从而大大减少了建设投资。

5 结束语

转炉煤气干法除尘技术是目前转炉煤气净化领域最先进的技术。实践证明,该技术具有净化效果好、省水、节能、占地省等诸多优势,具有很大的推广应用价值。同时,该技术也在应用中不断成熟,其暴露的问题逐步得到了控制和解决。

参考文献

[1]周茂林,吴强,马丽,等.莱钢120 t转炉干法除尘系统优化改造实践[J].山东冶金,2008,12:25-30页

[2]张东丽,毛艳丽,曲余玲.转炉煤气干法除尘技术应用现状[J].冶金管理,2010,7:57-60页

转炉干法除尘系统 篇6

虽然我们采用的设计及设备都是非常先进的, 但只要是设备, 都有它的使用寿命。随着转炉干法除尘系统投入使用的年限增加, 静电除尘器的设备将逐渐老化, 主要表现为:极丝老化断裂;极板、极丝变形使同、异极间距误差较大;振打锤头及砧头打毛严重, 振打杆部分断裂;阴极振打传动系统损坏;刮刀变形、轴承磨损;干油润滑管道老化;分布板变形、积灰严重等方面。设备的老化会使电场性能降低, 除尘效果变差, 烟尘排放超标, 不仅影响正常生产, 还将影响回收煤气的质量和环保。此时, 为解决上述问题, 只能通过大修, 更换电除尘器的主要部件, 如:极板、极丝、振打装置、刮刀、输灰链等来恢复设备功能, 恢复运行效果。

1 项目概况

1.1项目简介

转炉干法静电除尘器大修为转炉大 (中) 修项目的主要组成部分, 项目范围包括自静电除尘器入口补偿器到出口补偿器间的工艺、结构、机械、电气、自动化及非标部分等。设备施工中应遵循图纸资料的技术要求及国家相关技术标准, 设备、电气、自控及结构部分施工结束后, 最后进行防腐保温的恢复。

2 静电除尘器大修主要工程量

(1) A、B电场壳体上部保温拆除及恢复。

(2) A、B电场上部分壳体拆除及恢复。

(3) A、B电场阳极板系统整体更换。

(4) A、B电场阴极线系统整体更换。

(5) A、B电场阳极板振打系统整体更换 (驱动机构除外) 。

(6) A、B电场阴极线振打系统整体更换 (驱动机构及凸轮传动装置除外) 。

(7) A、B、C、D电场内部干油润滑管道整体更换。

(8) 其它详见《静电除尘器大修项目》。

3 静电除尘器大修工期

(1) 备件清单编制和备件采购120天。

(2) 项目施工前20天极板极线等关键备件到位。

(3) 项目施工前各项准备工作40天。

(4) 项目施工工期30天, 详细进度计划后附。

4 大修施工前的准备工作

(1) 按大修项目进行相应备件及材料的采购, 要求极板极线等关键备件提前20天到位, 其它备件材料提前一周到位。

(2) 办理好相关手续, 如:安全协议、动火申请、用电申请、占地申请等。

(3) 对施工人员进行安全、技术、施工、质量控制等交底。

(4) 制作用于防止外壳切割后变形的直梁和弧形梁。

(5) 制作用于起吊顶部外壳板的吊耳。

(6) 制作除尘器外壳安全防护走道、栏杆。

(7) 制作新阳极板和阴极小框架组装用大活动平台各1个。

(8) 制作预放置支架。

(9) 新阳极板和阴极小框架备件组装和调效, 并放于预放置支架上。

(10) 保护性拆除渣车隔热棚钢檩条及彩钢板, 运到指定位置存放。 (做好标记以便于回装, 可以利用大修前转炉定修时施工) 。

5 大修施工中的主线检修项目的施工工序

(1) 保护性拆除A、B电场相关位置的部分工艺平台、栏杆及保温层, 平台、栏杆做好标记以便于回装。

(2) 安装所有安装工艺用及安全防护用设施、构件 (如:安全防护栏杆、防切割变形的直梁及弧形梁、吊耳等) 。

(3) 保护性切割、拆除A、B电场相关位置的顶部外壳, 做好标记。

(4) 拆除A、B电场内部需更换的相关部件, 主要工作包括。

(1) 所有阳极吊挂梁与支撑板焊接点切割。

(2) 所有阳极导向板连接点拆除。

(3) 每排阳极板组间的连接点拆除 (如C型梁、钢管、加固角钢) 。

(4) 每排阳极板组的振打砧、振打连杆拆除。

(5) 所有阴极小框架限位装置拆除。

(6) 每排阴极小框架的振打砧拆除。

(7) 从中间向两端逐步拆除阳极板组及阴极小框架。

(8) 电场内部所有阴、阳极振打机构拆除 (如传动轴、振打锤等) 。

(5) 拆除A、B电场内部相关部件后, 清理积灰, 由A刮灰机及输灰链排出。

(6) 按大修项目对A刮灰机进行检修, 并调试好。

6 主要部件检修的技术要求

(1) 壳体: (1) 焊缝无缺陷, 密封严密, 无变形; (2) 人孔门无变形, 密封良好; (3) 电场阻气板平直, 无变形、开焊。

(2) 阳极系统: (1) 极板全长任一横断面两侧边缘平面对中心平行度为3mm; (2) 极板板面每米长度内的局部平面度为2mm, 极板全长的平面度为其长度的1‰, 且最大值为10mm。

(3) 阴极系统: (1) 极线无腐蚀、电蚀、裂纹; (2) 极线间断部位无钝化、脱落; (3) 阴极大框架结构坚固, 无变形、开焊及裂纹, 垂直度偏差1/1000, 且不大于10mm, 标高偏差±5mm; (4) 阴极小框架两对角线公差5mm, 平面度允许偏差为±5mm。

(4) 分布板系统:板平直, 开孔无磨损, 无松动, 气流分布均匀。

(5) 阳极振打系统: (1) 减速机无渗漏油, 油标油位清晰; (2) 振打轴单根轴同轴度允许偏差≤0.4‰, 轴长小于等于5m时同轴度允许偏差≤2mm, 轴长大于5m时同轴度允许偏差≤3mm; (3) 振打锤与振打砧的接触位置水平偏差为±5mm, 前后偏差为0~10mm, 竖直方向锤头低于接触位置水平线5mm, 不倾斜接触; (4) 振打锤与振打砧线接触长度大于锤头厚度的2/3; (5) 振打锤转动灵活, 无卡涩、碰撞。

(6) 阴极振打系统: (1) 减速机无渗漏油, 油标油位清晰; (2) 振打轴同轴度在相邻两轴承座间公差为1mm, 在轴全长为3mm; (3) 振打锤与振打砧的接触位置水平偏差为±5mm, 前后偏差为0~10mm, 竖直方向锤头低于接触位置水平线5mm, 不倾斜接触; (4) 振打锤与振打砧线接触长度大于锤头厚度的2/3; (5) 振打锤转动灵活, 无卡涩、碰撞。

摘要：目前我国在炼钢静电处理方面采用的设计及设备存在着寿命的问题。随着转炉干法除尘系统投入使用的年限增加, 静电除尘器的设备将逐渐老化, 所以对于其施工和维护要完善, 本文就是针对此做出的静电除尘器的施工组织方案。

关键词：静电,施工,组织,转炉干法

参考文献

[1]张宝铭, 林文荻.静电防护技术手册[M].北京:电子工业出版社, 2008.

[2]王树平, 李惠成, 林文荻, 等.电子工业中的静电危害及防静电技术[J].北京:科海培养中心, 2007.

转炉干法除尘系统 篇7

一、圆筒型静电除尘器简介

1. 基本原理

静电除尘器由平行排列的集电极组成, 并通过除尘器壳体接地, 多条放电极呈细线或金属条形状, 由绝缘体支撑构成负极, 气体柱塞状连续通过中间串联四个电场集电极之间的间隙, 在高压直流电源作用下使极板间形成电晕放电, 带负电的气体离子和尘粒朝集电极运动, 形成微小电晕电流沉降到集电极板表面达到分离, 由振打和扇形刮灰装置定时清除导入螺旋链式输灰机通过闸阀和双翻板阀排出。

2. 设备组成

静电除尘器为圆筒壳体结构, 其内部由放电极、X形气流分布板、电伴热绝缘子室热保护罩、扇形刮灰装置等组成;外部由机械振打装置、粉尘输灰装置、应急卸灰口、进出口安全泄爆阀和附属氮气密封装置、电气自动化、润滑系统等组成。

3. 流程特点

转炉1500℃的高温烟气经汽化冷却烟道冷却至850℃进入蒸发冷却器, 高压水经雾化喷嘴喷出将烟气直接冷却调质到200℃进入除尘器内呈柱塞状流动进行处理收集灰尘, 同时蒸发冷却器内约40%~45%的粗粉尘和静电除尘器收集的细粉尘经各自链式输送机和滑动卸灰阀排出。

二、设备故障现象分析及改进情况

1. 静电除尘器高压瓷套管损坏

除尘器在使用过程中经常发生电场阴极吊挂高压瓷瓶频繁击穿、断裂和裂纹等现象。经分析有3方面原因。

(1) 阴极吊挂保温箱在转炉正常冶炼过程中不能保持仓内为微正压, 仓内产生的负压一方面造成温度流失, 另一方面将雨雪、寒冷等极端天气的潮气等吸入使加热温度始终达不到80~120℃工作温度, 使加热器长期工作而损坏, 导致箱内结露使瓷瓶频繁闪络放电直至绝缘击穿炸裂。

(2) 保温箱内部绝缘瓷套管上盖端起电场泄爆保护作用的泄压孔因密封不严或密封垫损坏产生负压, 导致空气及潮气等进入降低箱内温度, 电加热温度上不去, 也是绝缘瓷套管击穿损坏的原因之一。

(3) 检修时频繁打开保温箱门造成冷热温差大, 特别是冬季更为严重, 产生的热胀冷缩使瓷瓶损坏, 另外阴极吊挂在更换绝缘瓷套管后, 平衡吊挂未调整好或误差较大产生不平衡力, 在阴极振打过程中造成瓷套管受力不均而损坏。

为防止绝缘瓷套管受潮、结露氧化、引起闪络放电击穿, 对所有除尘器从电场变压器至阴极吊挂出线端子套管室, 全部加装氮气密封装置, 且配备相应的压缩空气进行吹扫;阴极吊挂在更换绝缘瓷套管时必须反复调整平衡, 使其与阴极振打节奏相适应, 避免瓷瓶受力不均而损坏, 禁止频繁进入除尘器内部, 一般每月1次即可, 且最好是选择天气晴朗的日子, 降低内外温差延长绝缘瓷套管的寿命。

2. 静电除尘器增设备用刮板输灰机

除尘器在投产后经过1年的实际使用, 公用刮板机发生过载、顶灰事故6次, 使转炉炼钢停产时间累计达420 min, 此为设计原因造成的, 原设计所有静电除尘器产生的细灰均输送到一套公用输送装置到细灰仓, 未考虑事故和检修的问题, 一旦公用刮板输送机出现故障, 就造成所有转炉停产, 必须进行改进。

经分析研讨, 在西侧增设一套国产细灰处理系统来实现2台公用刮板机互备的需要, 操作上修改完善PLC程序采用远程操作, 一旦运行的刮板机出现故障能及时启动切换至另一台, 确保了细灰正常输出, 从根本上杜绝了因刮板机本体故障对转炉生产造成的影响。

3. 静电除尘器阴极断线

自投产以来几台静电除尘器经常出现一电场阴极断线接地, 使运行电压、电流极不稳定, 甚至为零, 影响除尘效果, 被迫停产检查, 经检查电场阴极框架南端较北端过烧严重, 极线断点为中间无芒刺段, 而阴极线在电除尘器300℃左右高温下长时间受转炉烟气含水粒子产生的原电池和NOX共同作用, 使阴阳极间距变小, 极易产生电弧, 在转炉冶炼时, 一电场处在最恶劣的环境, 高浓度的粉尘不断通过, 极线表面始终有一层粉尘, 电弧腐蚀会不断发生, 加速了氧化腐蚀过程, 再加上电场频繁泄爆产生电弧的高温作用和温度的急剧变化等双重作用下, 导致了扁钢芒刺线中部由2 mm进一步变薄、变形机械强度减弱是断裂的主要原因。

经过摸索避免电腐蚀最有效的措施是保证极线不大量积灰, 将一电场阴极由连续振打改为交替振打, 加大振打力量, 减少包灰量, 然后再降低一电场的电压, 控制其最大升压<50 k V, 其他3个电场控制其最大升压<60 k V以内, 避免电腐蚀的形成或降低腐蚀程度, 对于由极线断线接地引起的运行电压为0 V的情况, 采取对断线部位局部剪除的办法维持其运行, 上述措施实施后, 阴极断线部位大大减少, 保证了静电除尘器的安全运行。

4. 细烟尘出灰公用刮板机加固

原设计所有静电除尘器产生的细灰由底部刮板输灰机、双板阀输送到细灰公用输送装置, 再进入细灰料仓, 但实际使用中, 发现刮板机刮刀经常弯曲、折断, 导致细灰刮板机不规则跳动、过载, 影响转炉正常生产。

经研究在刮板机中部中心轨道两侧各安装一条平衡轨道, 并焊接牢固, 实现刮刀在滑道上平稳运行, 改造后经试运行刮板机未再发生刮刀弯曲、变形、跳动等现象, 有效减少了刮板机本体机械故障的可能性和维护工作量。

5. 改造双板阀控制方式

静电除尘器底部出灰系统安装的双板阀, 用于排灰时起密封隔绝空气作用, 在实际工作中经常出现犯卡停止工作, 导致底部刮板机过载停机停炉事故, 经现场观察发现是由于其开、关到位限位开关触点接触不良和犯卡, 提供给PLC的信号不稳定, 使PLC不能有效控制正常工作。

为减少因双板阀故障导致停机事故, 通过现场反复测量双板阀阀板开启、停顿、关闭、停顿时间的周期和性能分析, 设想首先在一台上双板阀的每个动作用时间控制, 原开、关到位信号只在计算机HMI画面上显示不参与控制的试验模式, 使双板阀的动不作受外部因素影响, 在争得自动化部同意后联合对程序进行了修改, 经过一段时间的运行观察动作可靠, 后又将其它几台也作了相应改造。

6. 粗烟尘出灰系统刮板机改造

刮板机运行出现链条断裂、链轮磨损、断齿、掉链轮, 检修人孔少检修时间长、机尾下方无人孔使机尾积灰无法清理等;而且机头、机尾的磨损为导轨面强度低, 长期与链条摩擦磨损严重产生机械变形, 断裂后更换的时间长;此外其连接螺栓也会在运行中出现松脱, 导致了链轮的脱落, 上述原因为设计和厂家产品制造缺陷造成。

(1) 对于刮板机检修人孔不够的问题, 在机头上方和机尾下方各加600 mm×500 mm人孔一个;对导轨面强度低采用30mm×30 mm×4 mm角钢铺在磨损面上, 焊补牢固, 同时调整链轮的中心度;对链轮及时的修补采用506焊条进行焊补, 然后用砂轮机对其修磨, 保证了链轮的使用效果。改造后清灰容易, 刮板不再倾斜, 消除了被加强筋挂住的隐患, 未再出现断链事故, 避免了更换链轮对生产的影响。

(2) 对于刮板机断齿、掉链轮的处理, 首先将在用的组装式链轮连接螺栓焊牢维持使用, 同时与厂家联系通过沟通分析改进链轮的结构形式, 由组合式改为整体式, 然后再根据使用中的松紧度调节链节的张紧度, 对链节在轨道处摩擦严重的部位, 用角铁修补, 同时将轨道接缝间隙缩小至合适位置, 改造后运行正常。

7. 静电除尘器优化振打参数

在使用过程中发现工作电流/电压不稳定, 有时出现电压有输出电流为零、电压很低甚至为零的现象, 而且阴极包灰严重, 阳极板刮灰达5~6 mm厚, 严重制约了除尘效果, 经观察分析为振打与灰尘负载不匹配, 只有调整修改运行参数方能达到预期的效果。

针对极线包灰、电流低的处理, 一方面采取延长阴阳极振打时间, 加大振打强度来保证工作电流、电压, 另一方面经查阅资料和质询相关单位, 组织专业人员进行专题研讨, 根据经验和灰尘的性能确定运用自动和人工优化功能把对应的脉冲参数编入PLC控制器程序进行优化调整, 使基本运行方式和闪络极限区电压运行在脉冲方式下执行负载状态切换, 来满足电场工作所需电流/电压是负载的函数关系, 振打的时间周期与灰尘负载相匹配, 提高了集电极振打效果, 使高电压装置产生等离子体通道发生闪络所需电压/电流、电压/时间区尽可能随工况变化保持在最大, 消除了极线、板包灰, 阳极板积灰约1.5~2 mm, 收尘效率最佳。

8. 阳极振打锤加固

1#、2#电场阴、阳极振打系统运行中经常出现振打锤脱落, 经分析由于振打频率较高, 振打“八字形”轴套变型、轴销磨损严重, 轴套变薄, 轴从“八字形”开口处脱出引起。

重新加工轴套、轴销, 利用定修间隙用506~507焊条把4个电场的阴、阳极振打“八字形”连接卡子下开口端连接部位加固焊接, 使之不脱套, 同时改造了刮板机档灰板, 有效防止了振打锤掉落把刮板机顶死的现象。

9. 泄爆阀泄爆

静电除尘器在运行时有时进出口泄爆阀动作, 使高电压发生装置跳闸停机, 经分析原因是转炉冶炼时加料、吹氧、煤气回收时炉口频繁降罩操作, 风机联锁转速滞后变化将空气吸入沉淀器中形成CO易燃混合爆炸气体, 在发生闪络时可能被点燃爆炸使泄爆阀动作, 与振打周期关系极大, 针对上述原因通过调整相应的PLC和风机变频器控制参数设置点和“振打降低”功能参数使问题得到解决。

三、静电除尘器日常维修方法

1. 加强点检科学定修

静电除尘器的使用要以可靠性与预知性维修为基础, 坚持以“修理、改造和更新相结”、“以预防为主, 维修保养与计划检修并重”为核心, 以点检定修作保证的原则, 首先发现和确认问题, 为确定正确的检修方向提供依据, 把事故消灭在萌芽状态。

根据经验对设备维护必须坚持点检定修和操检合一的有机结合, 实行目标管理, 明确点检人员的职责, 制定好具体的点检时间、路线、部位、内容, 方法等, 做好记录和信息反馈, 分析设备结构, 抓住关键部位和薄弱环节, 发现事故先兆, 制定定修模型, 拿出处理意见和处理方式, 有效合理的安排和组织定修, 定期组织设备大检查, 对有疑点的问题解体诊断查明原因, 采取果断措施, 彻底处理, 做到小修小改, 大修大改, 逢修必改, 使检修目标明确, 减少过剩维修和失修, 杜绝非计划停车。

2. 精心维护

影响除尘器除尘效果的主要因素有:粉尘的性质、堆积、气体参数以及操作条件等, 在运行中要根据实际情况予以掌握, 摸索出一套合适的具体操作方法。粉尘的性质主要是指粉尘的电阻率。应根据粉尘的不同适当调节除尘电压。

除尘器电晕线和收尘极上粉尘堆积浓度会严重制约除尘效率, 堆积浓度过高会抑制电晕电流的产生, 使尘粒不能获得足够的电荷, 产生电晕封闭, 要通过调整变频器频率改变风机转速和进出口阀门的开度等进行调节。

根据运行经验证明, 清理电晕线及收尘极上的积灰是除尘器维护工作的重点, 仅靠除尘器本身的机械振打装置清灰是远远不够的, 要根据粉尘的不同性质和开机台数规定每台除尘器的具体人工清灰周期, 加大人工清灰的力度和密度, 为确保清灰时人身和设备的安全, 要做到: (1) 操作人员进入本体进行清灰时必须在停机8 h降温后进行, 而且全程保持风机运转通风, 以防闭气造成窒息, 同时电钳工配合检修和监护; (2) 电工停电后必须悬挂警示牌; (3) 用接地棒将电晕线上残存的电荷放净后挂接地线; (4) 清灰时要注意不应弄坏电晕线的放电端及保证各处连接线的完好无损。可用长400 mm、直径12 mm的圆钢逐一轻敲电晕线使粉尘振落, 收尘极板上的积灰可用小型榔头轻敲振落, 然而用干净布沾99%乙醇将高压绝缘吊挂及高压瓷套管擦干净, 禁止用棉纱擦试, 以防线丝挂在瓷套管上爬电闪络损坏绝缘; (5) 清灰完毕后应再次检查各连接引线及本体内有无残留异物等; (6) 为防止阴极吊挂保温箱门的密封垫损坏和灰尘的进入, 检修擦洗瓷套管和更换电加热器后, 门在关闭锁紧时要用力适当, 并确认关闭严密后方可离开现场。

3. 突发故障处理

除尘器不能工作最常见的现象就是电压过低, 电流为零电压有输出、电流虽有输出但不能达到正常值, 这大多是由于积灰造成的。当除尘器发生故障不能工作时, 不应盲目调节或拆卸更换控制器内部元器件, 而应从相关外部硬件部位逐一检查。

(1) 向操作者全面了解故障现象, 初步判断故障所在部位。

(2) 若二次电压过低, 电流达不到正常值, 应先进行人工清灰。

(3) 二次电压很低甚至为零, 而二次电流却很大, 此时应着重检查线路的短路点及电晕线的高压绝缘吊挂是否受潮或是否因气流、粉尘具腐蚀性而被腐蚀, 要及时处理更换。

(4) 二次电流为零, 二次电压有输出, 应检查线路的开路点及阻尼电阻是否损坏。

(5) 表头反复摆动闪络, 应检查电晕线高压绝缘吊挂是否因积尘爬电以及电晕线是否因变形而改变了它与收尘极的间距。

(6) 对于系统无法送电状况, 首先检查是否由支持绝缘子缺陷、放电极破损、集电极翘曲、异物进入电场、灰尘潮湿起电弧以及灰尘料斗中收集的灰尘太多等引起的;再检查变压器-整流器组、高压侧元件、供电的高压断路器、电缆等情况。

(7) 经过上述工作后故障仍不能或只能部分排除, 就应考虑控制器内部元器件参数的变化引起了波形畸变。此时可调节控制单元、变压器二次抽头, 最后借助说明书、示波器、万用表等查找控制器内部故障, 并及时更换或代用。

四、实际应用效果

转炉干法除尘系统 篇8

汽化冷却烟道实质是余热锅炉, 烟道有水冷管排列而成, 烟气自转炉出来, 以10m/s的速度直接进入烟道, 水冷管内水吸热蒸发带走一部分热量, 产生的蒸汽进入汽包可供生产生活使用, 同时烟气温度降低到确保蒸发冷却器不被高温烟气损坏, 到烟道尾端时大约可把烟气由1500℃左右降到800℃~1000℃, 然后烟气进入蒸发冷却器进行初次除尘[2]。本文结合国内某钢厂150T转炉汽化冷却烟道结构特点, 在进行了一定的简化和假设的基础上, 建立了汽化冷却烟道的物理模型, 应用CFD的方法对烟道内的烟气流场进行数值模拟分析。

1 物理模型的建立及方法

模拟对象按照烟气的流动方向取汽化冷却烟道的炉口固定端, 可移动端, 中Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ段, 以及末段烟道, 整个流场在X方向跨度为18.5m, Y方向跨度为11.5m, Z方向跨度为35.5m, 烟道直径入口处3.7m, 中段及以后为恒定的3.05m, 示意图如图1所示。

转炉炼钢分为前中后三期。前期为吹氧期, 随着铁水的燃烧, 温度逐渐升高, 烟气流量逐步增大, 吹炼中期烟气量烟气温度流速达到最大。我们取烟气量最大的冶炼中期为研究对象, 模拟是三维稳态定常运动。在划分网格时采用分段划分, 规则段采用六面体网格, 不规则段采用四面体不规则网格, 共划分为网格288867个网格单元。由于其运动过程压力变化较小, 在选择求解器时选择非耦合求解, 在湍流模型的选择上, 选用标准的模型。方程的离散采用一阶迎风格式, 压力场和速度场的耦合采用SIMPLE算法。在多相流模型的选择上, 我们选择可用于模拟有强烈耦合的各相同性多相流和各相以相同速度运动的多相流的混和模型[3]。

2 模拟结果及分析

图2为Z方向上速度场分布图。由此我们可以看到烟气在烟道拐角处速度变化显著, 内侧速度增大, 致使烟道内侧冲刷严重易坏, 外侧速度减小, 直管段处变化不大, 烟道末端经过经过两个小拐角和一个180°的大拐角后烟气紊流严重, 速度大小分布不均。因此在喷嘴的布置上可以适当的调配, 即在速度大的区域多布置喷头, 速度小的区域反之。也可在喷水量的大小上作适当的调控, 速度大的区域增大喷雾量, 小的区域减小喷雾量。这样能够迅速控制蒸发冷却器内的温度, 充分利用蒸发冷却器的长度, 防止由于未蒸发的水滴吸附灰尘附着在壁面上形成结垢现象, 影响炼钢生产。

图3为Z方向上温度场分布图。由此我们可以看到烟气进入到汽化冷却烟道时温度为1700K左右, 在汽化冷却烟道内与水冷壁管发生热交换, 温度逐渐降低, 靠近壁面处由于对流换热和辐射换热双重作用温度下降比管道中心处快, 同时在拐角处由于速度的影响, 温度场也发生较大变化, 靠近拐角处温度下降的快。在烟道出口处温度总体降到1200K左右, 但是沿管径的截面上温度场分布不均, 内侧温度低外侧较高。出口处的温度场分布基本上和速度场温和速度大对应高温度速度小对应低温度, 入口处和末端拐角内侧区域局部过热可导致烟道过热损坏, 这与实际情况相符。

3 结语

通过对150T转炉汽化冷却烟道内烟气流场的数值模拟, 得到汽化冷却烟道内烟气流动的温度场和速度场, 发现烟道内部流场分布不均, 局部速度过大, 出口处烟气流速紊乱不均, 这对后面蒸发冷却器内的喷雾除尘影响较大。本模拟为喷雾喷嘴的布置提供了一定的依据, 为进一步研究烟道尺寸的大小, 走向等参数对冷却效果的影响规律提供依据。

汽化冷却烟道内烟气流动与传热复杂, 随着计算机技术的发展和CFD理论的成熟, 将来对汽化冷却烟道进行更深层次和更全面的研究, 对汽化冷却烟道的设计使用具有重要的意义。

摘要：对转炉汽化冷却烟道进行建模, 然后进行了数值模拟, 得到了烟道内的速度场和温度场分布, 为深入了解研究汽化冷却烟道内的烟气流动与传热提供了方便。

关键词：汽化冷却烟道,烟气流场,数值模拟

参考文献

[1]林庚, 倪文, 韩剑宏, 等.炼钢转炉高温烟气粉尘处理研究[J].中国矿业, 2007, 16 (5) :95～100.

[2]王艳英.钢铁厂的汽化冷却及汽化冷却设计[J].应用科学, 2008 (2) :119～121.