蒸发冷却器与湿法除尘系统工艺结合的研究与应用(1)

1、TotalNo.180冶金设备总第180期ApMET2010ril2010ALLURGICALEQUIPMENT年4月第2期蒸发冷却器与湿法除尘系统工艺结合的研究与应用陈民魏光瑞薛鹏(莱芜钢铁集团股份有限公司炼钢厂山东莱芜271104)摘要介绍了蒸发冷却器与湿法除尘系统结合的工艺流程、主要设备工作原理,及在莱钢炼钢厂120t转炉烟气净化与回收系统中的应用情况,并总结了此系统在实际生产中的应用实绩。关键词蒸发冷却器湿法除尘转炉烟气中图分类号TF321.4TF724.9文献标识码StudyandApplinCooler&gSystemChenMinWeiGuangruiXuePeng(La

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

3、porativecoolerWetdedustingConverterdust31转炉烟气净化与回收系统技术应用现状80m/t钢,净化后的煤气含尘量较大,为100mg/m,出煤气柜后,还需加装湿式电除尘器进行精3转炉烟气净化与回收方式,主要有湿法(OG法)、高效节水型塔文半干法和干法(LT法)三种。因各钢厂在炼钢技术、操作技术、设备更新改造等方面存在一定差别,因此转炉除尘工艺系统主要采用以上三种方式。目前世界上转炉一般采用传统湿法除尘系统(OG法)冷却、净化和回收煤气,然后采用湿式电除尘进行精除尘一直占主导地位。1969年10月,西德鲁奇公司在萨尔斯吉特钢厂建成一套干法电除尘系统,经过多年不断

4、完善,转炉干法除尘在全世界应用总数已达40套以上,技术趋于逐渐成熟阶段。中国现有的转炉煤气净化与回收系统多采用传统的湿法(OG法)除尘技术,如图1所示,自动化控制水平不高,煤气回收量一般为70除尘。其次,少数钢厂使用第四代OG湿法,以及2006年中国自主研发的高效节水型塔文半干法除尘。图1转炉湿法除尘系统工艺流程图1转炉;2活动烟罩;3汽化烟道;4溢流文氏管;5弯头脱水器;6可调喉口文氏管;7旋风脱水器;8煤气鼓风机目前,虽然国际先进水平的转炉干法(LT作者简介:陈民,男,1971年出生,1997年毕业于山东工业大学机械专业,机械工程师,现任莱芜钢铁股份有限公司炼钢厂副厂长63总第180期冶金

5、设备2010年4月第2期法)除尘技术,工艺流程如图2所示,其煤气回收量可达100m/t钢,煤气含尘量在10mg/m左右,但是因电除尘器设备过高的故障率,特别是在吹炼过程中电除尘器内易发生CO燃烧爆炸造成泄爆阀动作而泄爆问题无法彻底杜绝,对炼钢的安全正常生产制约较大,因此是造成转炉烟气干法除尘技术虽然先进却推广缓慢的重要原因之一;所以,虽然转炉干法除尘技术将是转炉烟气净化与回收系统发展的总趋势,但是必须经过一段长期的技术发展过程,在彻底解决了电除尘器泄爆问题后才能得以推广。33其工艺流程为:约1550的转炉烟气在除尘风机的抽引作用下,经过汽化冷却烟道,温度降低到8501000进入蒸发冷却器,蒸发

6、冷却器内采用10支均匀分布的双介质雾化冷却喷嘴,对转炉烟气进行第一步降温、粗除尘。在此装置中,约有40%较大的粉尘颗粒在蒸发冷却器的作用下被去除,粉尘通过链式输送机、双板阀进入粗灰料仓由汽车外运;蒸发冷却器出口烟气温度降低到280400,通过环缝式文氏管、漩流板脱水器后降温、精除尘、脱水后烟气含尘以下到50653,净化,合格烟气进入煤气柜利用,不合格烟气通过放散烟囱点2LT1转炉;2活动烟罩;3汽化烟道;4蒸发冷火放散。3蒸发冷却器结合湿法除尘系统工艺关键设备3.1烟气净化与回收系统却器;5链式输送机;6圆筒静电除尘器;7ID风机;8消音器;9钟型阀;10煤气冷却塔;11烟囱烟气净化与回收系统

7、由蒸发冷却器、湿法除尘系统、除尘风机、机后三阀(旁通阀、三通阀、水封逆止阀)、放散烟囱等组成。3.1.1蒸发冷却器因此,鉴于以上情况,莱钢炼钢厂建有的2座120t氧气顶吹转炉的烟气净化与回收系统充分吸收LT法与OG法的优点,采用了蒸发冷却器与湿法除尘结合的工艺技术。2蒸发冷却器与湿法除尘系统结合的工艺流程蒸发冷却器系统主要由喷雾系统、设备本体、喷水速率的调节控制三部分组成;其结构为圆筒形,直径4m、高17m左右;内置均匀分布的10支喷雾装置,前端与汽化冷却烟道连接,末端莱钢炼钢厂两座120t氧气顶吹转炉烟气净化与回收系统工艺流程如图3所示。与烟气出口管道、集尘装置与链式输送机连接,其结构如图4

8、所示。图3蒸发冷却器结合湿法除尘系统流程图1转炉;2活动烟罩;3汽化烟道;4蒸发冷却器;5链式输送机;6环缝式文氏管;7背包脱水器;8漩流板脱水器;9煤气鼓风机蒸发冷却器与湿法除尘结合主要设备:活动烟罩、烟道、蒸发冷却器(底部刮板机)、环缝式文氏管、漩流板脱水器、除尘风机及机后三阀(旁通阀、三通阀、水封逆止阀)。64图4蒸发冷却器结构图陈民等:蒸发冷却器与湿法除尘系统工艺结合的研究与应用2010年4月第2期转炉冶炼时产生含有大量CO的高温烟气,蒸发冷却器入口的烟气温度为8501000,出口温度约为280400左右才能避免高温烟气对管道、刮板机链条等机械设备的烘烤,为达到此目的,采用10支双介质

9、喷嘴来调节最佳水量来降温。双介质喷嘴的水量根据出口温度热电偶反馈数据随时调整,通入的氮气使水雾化成细小的雾状水滴,水滴受烟气加热被蒸发,水滴在汽化过程中吸收烟气的热量从而降低烟气温度。蒸发冷却器除了冷却烟气外,另一重要作用就是对烟气的粗除尘:蒸发冷却器足够大的空间,、的时间延长,时间,从。简言之,蒸发冷却器能将粗颗粒的烟尘分离出来,它是依靠气流的减速并在进口处以雾状水滴捕捉烟尘来达到除尘的目的,约占烟气中总灰尘含量40%50%的粗灰在蒸发冷却器中被分离出来。3.1.2湿法除尘系统气出入口烟气温度、流量调节喷水量,确保烟气出口温度在控制范围内。烟气在汽化冷却和除尘装置的流量,由流量控制系统来确定

10、。烟气流量可通过烟气流量调节器的输出信号控制,这种控制通过改变风机的转速来实现,使炉口保持微正压。汽化冷却烟道中的静压力是决定烟气流量调节的主要参数,另外对烟气流量调节起作用的影响参数是吹氧量和烟气量,在转炉正常作业中-台计算机负责处理这三个参量并将此作为,对于在炼,或,内,根据烟气成分分析确定三通阀、水封逆止阀的动作。当烟气中CO含量大于规定值30%,氧气含量小于规定值2%时,水封逆止阀开到回收位,水封逆止阀开到位后三通阀开到回收状态进行煤气回收,回收完毕,三通阀开到放散,水封逆止阀关闭。4生产实践烟气经管道进入环缝式文氏管,通过调节环缝式文氏管喉口开度改变烟气流速,变速后的含尘烟气被碗型喷

11、嘴雾化后的水捕集,含尘水滴受重力作用下降落入底部排污水封排出,含水的饱和烟气进入漩流板脱水器后脱水成为含尘量小于50mg/m合格烟气。3.1.3除尘风机从2005年莱钢第一套蒸发冷却器与湿法除尘结合的转炉烟气净化与回收系统投运后,即以其低排放、低故障率、设备维护简单等优点在生产中得到充分体现。2008年,莱钢第二套蒸发冷却器与湿法除尘结合的转炉烟气净化与回收系统投用。此系统主要有以下特点:1)系统净化后的烟气含尘量低于50mg/m,远低于国家规定的排放指标(100mg/m),有显著在此系统内,气体通过除尘风机进行流通,风机通过变频调速达到降低电耗目的。3.1.4机后三阀的环保效益。2)煤气回收

12、量达95m/t钢以上,煤气含尘机后三阀(旁通阀、三通阀、水封逆止阀)是煤气回收系统最重要的设备之一,主要由三组阀门及其控制系统组成,旁通阀主要起到紧急放散作用,三通阀主要进行煤气放散和回收间的切换,水封逆止阀起到回收与可靠切断煤气作用。3.2控制系统量低于15mg/m,与LT法煤气回收量、含尘量接近;回收的煤气经煤气柜缓冲后,出柜煤气含尘量低于5mg/m,不必再经湿式电除尘净化,可直接供用户使用,节能效益显著。3)由于本系统净化后气体含尘量低,风机转整套除尘系统共分三个控制回路:蒸发冷却器的温度、风机调速控制、机后三阀及气体成分控制。蒸发冷却器的温度控制根据蒸发冷却器烟子结垢速度慢、使用寿命长

13、,因此维护工作量小,大大降低了工人劳动强度,平均三个月对风机转子进行一次积灰清理工作。(转71页)65高操:特拉莫比机车柴油机敲缸故障及处理2010年4月第2期3.2机械敲缸故障处理方法1)更换气门弹簧,检查气门杆是否弯曲;气的小油量相差不大于10ml,喷油器雾化试验应严格按标准进行,确保其工作良好。3)在进行柴油机总组装时,正确调整凸轮轴门挺杆是否变形;气门阀盘是否有裂纹或掉块。打开稳压箱排污阀,若有大量的燃油和机油的混合物流出,说明燃油进入了稳压箱,造成稳压箱内放炮,检查调整气门间隙。2)检查活塞销卡环和油堵是否脱落,如脱与曲轴安装位置、泵与泵下体之问垫片厚度,以确保供油提前角准确。4)冬

14、季室外环境温度较低时,应注意启动时油水温度应预热到20以上。5)组装柴油机时,所用工具不允许存放在管落,重新配好卡环和油堵,并检查气缸套内壁是否拉伤,检查活塞销和连杆小端配合间隙是否符合要求。如不符合要求时,应更换衬套或活塞销。如发现连接件松动后,应按规定的力矩紧固连杆螺丝。3)卸下喷油器,子内部,不要随意在柴油机上跨越,对管路和部件进行封闭之前,必须认真检查,确认无异物后再进行封闭掉头,值时,打开缸盖,取出气阀并检查活塞,缸套,缸盖是否被打坏。另外,在拆检喷油器时,应及时把气缸罩扣上,防止机械物由喷油器座孔中掉入气缸内。4预防措施1)在柴油机零部件检修过程中,用外径千分,由于部件磨损,配合间

15、隙增大,安装调整不当,产生工作不协调或零件相互碰撞,零件损坏等原因都会出现敲缸现象。如遇到这种情况,应立即停车检查,并按上面介绍的方法进行分析、判断和处理,排出故障后再使用,否则容易造成更大事故。参考文献1傅成昌.190系列柴油机使用维护手册.济南:山东尺和量缸表认真测量活塞外径及气缸内径,从而合理确定两者的配合间隙。2)喷油泵小供油量试验严格按250次行程100130ml进行,建议同一台柴油机上各喷油泵科学技术出版社,1994(收稿日期:2009-11-30)(接65页)现实可行的新途径,可供同类型企业和正在建设中的钢铁企业参考。参考文献1张同忠.转炉煤气干法除尘技术在我国的应用.硅谷,2009(3):1161172穆艳春.转炉煤气湿法除尘系统优化措施.山东冶金,2008(S1):138,1403周茂林.莱钢120吨转炉烟气干法除尘工艺技术.山4)系统无泄爆,设备运行可靠、故障率低,维修、维护简单,故障处理时间短。5)系统能源、设备运行费用低,吨