轉爐一次除塵設備介紹及技術原理

 1.轉爐一次除塵設備介紹

    轉爐一次除塵設備轉爐一次除塵系統采用兩文一塔式的濕法除塵或采用塔文加二文式的半干法除塵除塵設備，投入成本低，運行穩定除塵效果好，除塵系列產品適用轉爐容量由20至210噸。

　　除塵設備主要包括噴淋塔、重力脫水器、長頸環縫二文喉口、脫水器、旋風脫水器旋風復擋脫水器、溢流水封箱等設備。

　　另外根據用戶要求又開發了適用于半干法除塵系統的部分技術，主要包括蒸發冷卻洗滌塔、環縫式二文喉口、90°彎頭脫水器、旋風脫水器，懸浮球脫水器等設備。

　　我公司的轉爐除塵設備包括二文喉口供水方式設計、專用噴嘴、帶破渣捅針的爐口微差壓取樣控制裝置、微差壓全自動閉環自動控制、PLC內置調節系統等。

　　另外二文喉口液壓伺服系統，輸出扭矩大，反應速度快，可以在微差壓閉環工作狀態下將爐口壓差控制在±10Pa之內，在需要煤氣回收的工作場合有較大的技術優勢。

主要特點有：二文喉口用水量、水嘴、水箱供水等經過專門設計，水箱壓力均衡，可以在閥體內建立完整的水封面，用水量小在同樣除塵、冷卻效果下用水量最小，其除塵效果及氣排放優于國家標準。

微差壓取壓檢測部分采用專有的取壓環管、破渣捅針控制及氮氣反吹掃裝置，保證取壓系統工作穩定可靠，這套系統運行后可以在煉完每一爐鋼后自動投入工作，完成破渣及吹掃，保證微差壓系統工作穩定，不會出現堵塞現象。

2.一次除塵設備改造技術原理

系統工藝流程：汽化冷卻煙道→末端煙道氣霧噴槍→汽化冷卻夾套→溢流文氏管→重力脫水器→重砣式環縫文氏管→180度沖水彎頭→90度彎頭脫水器→葉輪旋流脫水器→管道→風機

一、末端煙道氣霧噴槍

在轉爐末段汽化冷卻煙道出口處安裝氣霧噴槍，對轉爐煙氣進行強制冷卻、快速降溫，并有效減輕煙氣進入下一級除塵裝置中的負荷，延長設備使用壽命，效果顯著。

鑒于煙道末端煙氣溫度較高(約900℃左右)，噴槍材質選用耐高溫、耐腐蝕的不銹鋼。噴槍外部帶水冷保護管，冷卻保護噴槍管。此外，根據熱平衡計算，確定噴槍噴水流量與煙道出口煙氣溫度的關系，建立模型，采用PLC自動控制，噴槍用水量隨煙道出口煙氣溫度變化自動調節。

二、汽化冷卻夾套

汽化冷卻夾套設計在系統改造過程中，用汽化冷卻夾套代替了目前的水冷夾套。該裝置主要包括：與汽化冷卻煙道出口連接的法蘭，密排管冷卻器，下降管，上升管，排污管，汽化冷卻夾套下部筒體。其上升管與汽化冷卻煙道的上升管相連接，下降管與汽化冷卻煙道的下降管相連接，利用噴霧(水)蒸發的汽化潛熱，吸收煙氣的熱量，從而實現煙氣迅速降溫除塵。

與水冷夾套相比，此裝置的應用不僅能大幅減少循環水用量，而且還可以有效降低煙氣進入溢流文氏管的溫度，提高后續除塵設備的除塵效率，降低風機的能耗。

三、重砣式環縫文氏管及其開度控制

原R-D翻板可調喉口文氏管，R-D翻板旋轉角度范圍小(0-45°),不能適應煙氣流量波動大、急劇時的變化調節,不能有效地控制轉爐爐口處的微壓差，使系統煙氣量不能靈活調節。在系統改造中，采用重砣倒裝式環縫文氏管替代原R-D翻板式文氏管，中心霧化噴嘴噴水，對煙氣進行精除塵及有效調節轉爐爐口微壓差，保證煤氣回收質量，同時具有汽水混合均勻，除塵效率高，維護清洗方便，不堵塞喉口也不堵塞噴嘴的優點。

環縫開度采用新型PLC控制程序進行控制，通過計算建立控制模型，將轉爐吹氧信號、冶煉時間與環縫開度聯鎖，取代轉爐爐口微差壓信號與環縫開度的聯鎖控制方式。根據冶煉過程各階段產生煙氣量的不同來調節環縫開度，并隨冶煉過程(階段)自動調節，使通過喉口處的煙氣流速保持恒定，有效控制爐口微差壓。

四、葉輪旋流脫水器

葉輪旋流脫水器是轉爐一次除塵系統中的精脫水設備，是煙氣中的水滴能否到達風機葉片的關鍵設備，若葉輪旋流脫水器脫水效果不好，則大量煙氣攜帶水滴進入風機葉片，使風機葉片粘灰嚴重，堵塞葉輪通道，降低除塵效率，縮短風機葉輪的檢修周期等。

葉輪旋流脫水器設計采用了葉輪與擋板雙脫水設計，當夾雜液滴的氣體經脫水器葉輪后，未被葉片甩出的水滴向上被擋水板擋下進行第二次脫水。葉輪旋流脫水器的設計創新點，一、采用轉圈理論分析模型，確定脫水器脫水段的最佳長度，提高除塵效率。二、在葉輪旋流脫水器中應用雙流體噴霧噴槍，通過霧化大量氣體，增大煙氣顆粒直徑除去微細粉塵，使煙氣捕集更容易，同葉使葉輪脫水效果更明顯。

葉輪旋流脫水器設備結構簡單，不易堵塞，易清理，故障率低，設備阻力低、脫水效率高。

3.轉爐一次除塵現有工藝及特點

盡快淘汰傳統OG濕法已成為共識，但該采用哪種工藝還有不同觀點。不同企業有不同要求，現在企業采用的一次除塵工藝及其特點如下：

一.干法

干法主要有引進的LT法、DDS法，也有國產系統。

優點：

1.回收煤氣粉塵濃度低，可達10mg/Nm3

2.噸鋼節電3～4 kWh/t鋼；

3.不需要龐大的循環水處理系統。主要問題是對轉爐的裝備、操作要求高，自動控制連鎖多，中小轉爐由于裝備低不敢采用，還有干法排放不穩定、存在爆炸隱患、設備維修費用高等不同程度的問題。除了操作維護原因外，工藝本身還有改進之處。

二.新OG濕法

新OG濕法有引進的系統，也有全國產的。它采用一座空心飽和洗滌塔替代傳統的一級文氏管，系統阻力降低3 kPa，排放濃度可以達到30mg/Nm3；能耗有所降低。主要問題是仍需要水處理環節。

三.半干塔文法

半干法除塵是全國產化工藝，粉塵濃度可降低到20mg/Nm3、節能1～4 kWh/t鋼、減少水處理量50%～90%。

比較分析：

比較轉爐一次除塵工藝，應從正確理解除塵的任務開始。實際上轉爐爐氣含有70～200 g/Nm3(或10～20 kg/t鋼)的粉塵，所以，除塵的首要任務是一個固氣分離、減少粉塵排放、回收利用粉塵的過程。

第二個任務是由于煙氣中CO含量高達90%，且煙氣溫度達1500℃，因此，要回收轉爐煤氣和余熱；第三個任務是采用濕法除塵相應帶來了供排水和水處理的任務。

簡單地說，轉爐除塵的任務就是在回收利用粉塵、轉爐煤氣和余熱的前提下，能量消耗減少和運行費用降低。