干法除尘技术在昆钢120t转炉上的应用.doc

1、第 1 1 页页共 1212 页页 干法除尘技术在昆钢干法除尘技术在昆钢 120t120t 转炉上的应用转炉上的应用 目目 录录 1 引言 3 2 转炉除尘技术概述 . 3 3 转炉干法除尘技术概述 . 4 3.1 转炉干法除尘技术的发展 . 5 3.2 转炉干法除尘技术的特点 . 5 4 转炉干法除尘技术的工艺流程及设备组成 . 6 4.1 转炉干法除尘技术的工艺流程 . 6 4.2 转炉干法除尘技术的设备组成 . 5 5 转炉干法除尘系统的泄爆 . 8 5.1 转炉干法除尘系统泄爆的原理 . 8 5.2 转炉干法除尘系统泄爆的影响因素 . 7 5.3 转炉干法除尘系统泄爆的条件 . 8 5

2、.4 转炉干法除尘系统泄爆的危害 . 9 5.5 转炉干法除尘系统泄爆的原因分析 . 8 5.6 转炉干法除尘系统泄爆的应对措施 . 9 6 应用效果. 10 6.1 除尘效果好 . 11 6.2 设备运行稳定 . 11 6.3 泄爆次数低 . 11 6.4 节能降耗 . 12 7 结语 .错误错误!未定义书签。未定义书签。 参考文献. 12 第 2 2 页页共 1212 页页 1 1 引言引言 从整个世界的发展来看， 钢铁工业是一种重要的重工业产业， 它是整个国家 的经济命脉之一， 但是从其排放的气体污染来看， 钢铁工业的污染已经严重影响 到世界各国的环境当中。 钢铁的污染绝大部分属于烟尘污

3、染， 长期生活在烟尘污 染的环境中， 也是造成亚健康人群增多的原因之一， 同时烟尘污染也是人类肺癌 的发病诱因的主要原因。 避免钢铁污染只有通过除尘的方式进行解决。 目前转炉 炼钢除尘技术主要有湿法除尘与干法除尘两种。干法除尘有着除尘效率高、 粉尘 回收率高、运行费用低的特点，可以说干法除尘已经逐渐取代湿法除尘，成为今 后转炉除尘发展的主要方向。 近几年来，随着世界经济的繁荣，钢铁消费和钢铁产量逐年递增，尤其是中 国和东亚地区产钢量的大幅增长，造成了世界范围内资源和能源的紧张。特别是 最近三年，钢铁企业生产用原材料持续飞涨，根据国际上Deutsche Bank的统计， 2008年国际市场焦炭价

4、格上涨了20%，铁矿石价格上涨了16%；到2009年，世界矿 价和主焦煤价格大幅上涨，其中铁矿石上涨了71%，主焦煤上涨了一倍。钢铁生 产原材料价格的飞涨，致使钢铁工业的利润锐减，国内部分线、棒材产品的售价 己接近生产成本，尤其是一些以生产产品附加值低的普钢企业，被原材料价格飞 涨与产品的销售价格不匹配所累，更是举步微艰。全球范围的资源和能源紧张， 势必会影响到钢铁工业的持续发展。因此，钢铁工业必须大幅度降低能耗水平， 提高资源利用率，降低吨钢生产成本，才能保证持续稳定的发展。但与钢铁工业 的举步维艰相反的却是，我国钢铁工业中转炉炼钢反复重炼依然非常严重，转炉 炼钢系统无法通过一次除尘就能够让

5、钢铁达到所需产品， 而是通过反复重炼方能 解决，企业的成本随之而增加。近年来钢铁工业在不断深化改革，通过改良当前 的钢铁工艺的方法与加强对原材料的控制。 而通过发展转炉干法除尘技术将能从 根本上降低炼钢成本，避免重复炼钢，减少烟尘污染，最终实现炼钢资源的循环 使用。 昆钢新区炼钢厂一期建有两座120t顶底复吹转炉， 转炉烟气除尘系统采用干 法除尘系统。转炉干法除尘技术是一种现代化的净化与回收转炉烟气的工艺方 法，其烟气净化效果、能耗、工厂占地面积等方面都明显优于传统的湿法除尘技 术， 在我国已将其列为重点开发推广的技术项目。本文就昆钢120t转炉干法除尘 系统的应用进行阐述， 以期能够比较出干

6、法除尘与其它除尘方法的区别与功能的 差异。 2 2 转炉除尘技术概述转炉除尘技术概述 转炉烟气净化与回收方式主要有两种，即燃烧法和未燃法。通常采用未燃法 以气体燃料的形式回收利用转炉煤气，回收系统主要由活动烟罩、汽化冷却烟道 及蒸汽回收装置、烟气净化系统、煤气柜等设备组成。 随着转炉炼钢生产的发展及转炉炼钢工艺的日趋完善， 相应的除尘技术也在 不断地发展完善。目前，转炉炼钢烟气的净化与回收主要有两种方法，一种是湿 法(法)净化与回收系统，一种是干法(法)净化与回收系统。法转炉 第 3 3 页页共 1212 页页 烟气净化与回收技术是由日本新日铁和川崎公司于 60 年代联合开发研制成功 的。法系

7、统主要由烟气冷却、净化、煤气回收和污水处理等部分组成，烟气 经冷却烟道后进入烟气净化系统。烟气净化系统包括两级文氏管、脱水器和水雾 分离器，烟气经喷水处理后，除去烟气中的烟尘，带烟尘的污水经分离、浓缩、 脱水等处理，污泥送烧结厂或炼钢厂作为烧结原料或炼钢原料，净化后的煤气被 回收利用。系统全过程采用湿法处理，该技术的缺点：一是处理后的煤气含尘量 较高，达 100/ 3以上，要利用此煤气，需在后部设置湿法电除尘器进行 精除尘，将其含尘浓度降至 10/ 3 以下；二是系统存在二次污染，其污 水需进行处理；三是系统阻损大，能耗大，占地面积大，环保治理及管理难度较 大。 鉴于以上情况，德国鲁奇公司和蒂

8、森钢厂在 60 年代末联合开发了转炉烟气 干法(法)除尘技术。干法除尘系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器、风机和 煤气回收系统组成。与法相比，法的主要优点是：除尘净化效率高，通 过静电除尘器可直接将粉尘浓度降至 10/ 3 以下；该系统全部采用干法 处理，不存在二次污染和污水处理；系统阻损小，煤气热值高，回收粉尘可直接 利用，节约了能源。因此，转炉干法除尘技术比转炉湿法除尘技术有更高的经济 效益和环境效益。 我国现有的转炉烟气净化与回收系统大多采用传统的湿法除尘技术。 3 3 转炉干法除尘技术概述转炉干法除尘技术概述 转炉干法除尘技术在国际上已被认定为今后转炉烟气净化与回收的发展方 向， 它可以

9、部分或完全补偿转炉炼钢过程的全部能耗，有望实现转炉无能耗炼钢 的目标。另外，从更加严格的环保和节能要求看，由于湿法净化与回收系统存在 着能耗高、二次污染的缺点，它将随着时代的发展而逐渐被转炉干法除尘技术取 代， 这是冶金工业可持续发展的要求。 该技术已获得世界各国的普遍重视和采用， 到目前为止，转炉干法除尘技术在德国、奥地利、韩国、澳大利亚、法国、卢森 堡等国得到了广泛应用。转炉干法除尘系统简称 LT 系统。LT 系统属于烟气的干 式净化方式，自 1981 年开始将 LT 系统应用于氧气顶吹转炉的烟气净化与回收。 在转炉炼钢生产过程中， 氧气和碳之间反应会导致废气中带有高浓度的一氧 化碳，高温

10、废气必须经过净化冷却后方可回收。 高温废气通过烟道进入蒸发冷却器， 蒸发冷却器将蒸汽和水直接注入到废气 中，废气的热量通过蒸汽和水的雾化被吸收。通过蒸发冷却器出口温度的设定， 根据蒸发冷却器入口温度、废气流量和蒸发冷却器出口温度控制喷射水和蒸汽 量。 同时在蒸发冷却器底部收集粗的灰尘颗粒，结束吹炼时由输灰链将粗灰收集 到储灰仓。 被冷却后的废气进入静电除尘器，废气通过电场内收集电极时，灰尘被吸附 在收集电极表面，通过振打装置及刮灰机，使灰尘落入除尘器底部下面的链式输 灰机中，灰尘被细输灰系统收集到储灰仓。 静电除尘器还装有卸爆阀确保在吹炼期间安全持久的工作。 经过降温除尘后的烟气被 ID 风机

11、抽出，通过煤气切换站的回收装置和放散 装置共同实现煤气的回收和废气的外排， 废气外排时由放散烟囱的点火装置点燃 并放散。 第 4 4 页页共 1212 页页 转炉干法除尘系统运行要求严格执行四项控制原则，即“控制烟气、控制监 测、控制温度、控制湿度” 。因此，转炉干法除尘系统与转炉生产工艺、设备、 自动化控制密切相关。由于转炉干法除尘系统与转炉生产工艺互相制约，必须适 当改变转炉生产工艺，通过设备、自动化控制手段实现二者间的有机结合。 3 3. .1 1 转炉干法除尘技术的发展转炉干法除尘技术的发展 转炉干法（LT 法）除尘技术是由德国鲁奇(Lurgi)、蒂森(Thyssen)两家公 司在 2

12、0 世纪 60 年代末联合开发的一项技术。LT 是 Lurgi 和 Thyssen 的缩写。 1980 年最先成功的在 Thyssen 的 400t 转炉投入使用。 自此，LT 法经历了 30 多年的发展，技术上日趋成熟，目前世界上有几十套 LT 系统在投入使用。 1994 年，我国宝钢二炼钢最先引进 LT 法技术。此后，山东莱芜钢铁公司、 包钢二炼钢等转炉先后也采用了该技术。 2012 年，昆钢在 120t 转炉上采用了该技术，取得了成功。 3 3. .2 2 转炉干法除尘技术的特点转炉干法除尘技术的特点 3 3.2.1 .2.1 转炉干法除尘技术的优点转炉干法除尘技术的优点 转炉干法除尘技

13、术在国际上已被认定为今后转炉炼钢除尘的发展方向， 它可 以部分或完全补偿转炉炼钢过程的全部能耗，可实现转炉无能耗炼钢的目标。 （1）符合相关要求。转炉干法除尘技术既满足冶金工业可持续发展的要求， 也符合国家产业和环保政策。 （2） 除尘效果好。 转炉干法除尘系统净化后的煤气含尘量在 25mg/Nm 3以下， 煤气含尘量低，可直接供用户使用，转炉湿法除尘系统净化后的煤气含尘量约 100 mg/Nm 3。 （3）设备运行稳定。由于经干法除尘系统净化后的烟气含尘量、含水量低， 减少了对风机叶轮的腐蚀和冲刷，因而风机使用寿命长，维护工作量小。 （4）节能降耗。转炉干法除尘系统耗水量比转炉湿法除尘系统低

14、，120t 的 转炉采用干法除尘系统耗水量约 1530m 3/h，是湿法除尘系统的 1/3 左右。 转炉 干法除尘系统排出的都是干尘，压块后可返回转炉使用，采用这种方式可使钢产 量提高 1%左右，粉尘回收利用率高；转炉湿法除尘系统需设置污水及污泥处理 设施，回收的湿粉尘要送烧结厂利用。转炉干法除尘系统阻力约 7500Pa，转炉 湿法除尘系统阻力约 23000 Pa，转炉干法除尘系统阻力远远小于转炉湿法除尘 系统， 因此转炉干法除尘系统的电耗要远远低于转炉湿法除尘系统的电耗，约为 转炉湿法除尘系统的 1/5，同时，吨钢煤气回收量也大大增加。 （5）投资回收期短。转炉干法除尘系统虽然比转炉湿法除尘

15、系统投资费用 高， 但每年可比转炉湿法除尘系统节约 1200 万元左右，预计在 34 年内即可收 回成本，投资回收期短。 （6）设备占地面积小。转炉干法除尘系统采用 ID 风机，结构紧凑，占地面 积小，同时，投资费用也可降低许多。 3.2.2 3.2.2 转炉干法除尘技术的缺点转炉干法除尘技术的缺点 （1）操作难度大。回收的煤气在进入静电除尘器之前，必须具有可靠的、 第 5 5 页页共 1212 页页 精确的温度和湿度控制，同时要求在实际操作中要严格安全运行等制度。 （2）危险程度高。生产过程中若操作不当，静电除尘器极易发生泄爆，造 成设备损坏，导致停产等严重事故，所以在设备选型、制造、安装及

16、自动控制方 面要求也比较高。 4 4 转炉干法除尘技术的工艺流程及设备组成转炉干法除尘技术的工艺流程及设备组成 4.1 4.1 转炉干法除尘技术的工艺流程转炉干法除尘技术的工艺流程 转炉炼钢过程中产生的大量高温含尘烟气（约 1500）经汽化冷却烟道冷 却至 8001100进入蒸发冷却器。在蒸发冷却器内，高压水经雾化喷嘴喷出， 将烟气直接冷却到 150200，3040%的粗粉尘沉降到底部，经排灰阀排出， 粉尘定期由汽车运走再利用。 经过冷却和调质后的烟气通过管道进入圆筒型静电 除尘器，静电除尘器采用高压直流脉冲电源，捕集剩余的细粉尘，将其通过静电 除尘器下的链式输送机输送到细烟尘仓，烟气经静电除

17、尘器后含尘量降至 15mg/ N m 3，收集下的粉尘通过扇形刮板机，链式输送机输送到储灰仓，粉尘定期由汽 车运走再利用。合格的烟气在 ID 风机的引导下由液压切换站选择回收和放散。 当烟气符合回收条件时，切换站将烟气切换至煤气冷却器，煤气经过直接喷淋冷 却水由 150200降至 70左右进入煤气柜，然后由煤气加压站的加压风机将 煤气加压送往各用户； 当烟气不符合回收条件时， 切换站将烟气切换至放散烟囱， 通过放散烟囱的点火装置点火燃烧放散。整套系统采用自动控制，与转炉的控制 相联锁。 从蒸发冷却器到轴流风机入口为负压段，从轴流风机出口到放散烟囱或 煤气柜为正压段。 转炉干法除尘系统工艺流程如

18、图 1 所示： 图 1 转炉干法除尘系统工艺流程 4.2 4.2 转炉干法除尘技术的设备组成转炉干法除尘技术的设备组成 从转炉干法除尘设备的功能来看，转炉干法除尘设备主要分五大块：分别为 第 6 6 页页共 1212 页页 转炉烟气冷却设备（EC 系统） 、转炉烟气净化设备（EP 系统） 、转炉烟气动力设 备（ID 风机） 、转炉煤气回收与排放设备（切换站和煤气冷却器） 、粉尘排放设 备（EC 粗输灰系统和 EP 细输灰系统） 。 4.2.1 4.2.1 转炉烟气冷却设备（转炉烟气冷却设备（ECEC 系统）系统） 转炉冶炼时， 含有大量的高温烟气冷却后才能满足转炉干法除尘系统的 运行条件。蒸发

19、冷却器入口的烟气温度为 8001200，出口温度的控制应根据 静电除尘器的入口温度而定，一般 EC 的出口温度控制在 200300，才能达到 静电除尘器的要求。为此，EC 系统采用 14 杆喷枪进行转炉烟气的冷却，喷枪通 过双流喷嘴对蒸汽和冷却水进行混合，达到冷却水的雾化效果，提高冷却水与气 流的接触面积，使得转炉烟气得到良好、均匀的冷却。喷射水与转炉烟气在运行 的过程中，水滴受烟气加热被蒸发，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， 还可依靠气流的减速以及进口处水滴对烟尘的 润湿将粗颗粒的烟尘分离出去，达到一次除尘的目的。灰尘聚积在蒸发冷却器底 部由链式输

20、送机排出。 蒸发冷却器还有对烟气进行调节改善的功能， 即在降低气体温度的同时提高 其露点，改变粉尘比电阻，有利于在静电除尘器中将粉尘分离出来。除了烟气冷 却和调节以外，占烟气中灰尘总含量约 15%的粗灰也在蒸发冷却器中进行收集、 排放。 另外，通过对喷射水流量的控制（水调节阀） ，可控制 EC 的出口温度，使之 达到静电除尘器所需要的温度。 4.2.2 4.2.2 转炉烟气净化设备（转炉烟气净化设备（EPEP 系统）系统） 静电除尘器为圆筒形，它是转炉干法除尘系统中的关键除尘设备，其主要技 术特点为：优异的极配形式。由于转炉煤气的含尘量较高，在进入静电除尘器 时， 一般为 80150/ 3，而

21、除尘器出口的排放浓度要求小于 15/3。 这就要求静电除尘器具有非常高的除尘效率， 而除尘效率高低的主要因素就取决 于其极配设计的合理性。该除尘器分为 4 个独立的电场。每个电场均采用了 C 型阳极板，由于烟气具有较高的腐蚀性，所以 A、B 电场的阳极板采用了不锈钢 材料。为了防止阴极线的断裂，阴极采用锯齿形的整体设计。通过对投入运行设 备的检测，证明了该极配形式能够保证除尘效率。良好的安全防爆性能。由于 转炉煤气属于易燃易爆介质，对设备的强度、密封性及安全泄爆性提出了很高的 要求。 该除尘设备采用了抗压的圆筒外形，并且在制作时采用锅炉设备的焊接要 求， 另外在锥形进出口各装有 4 套泄爆装置

22、，从而保证了除尘器长期运行的安全 可靠性。除尘器内部的扇形刮灰装置。静电除尘器内部刮灰装置是静电除尘器 中非常重要的一部分， 静电除尘器排灰是否顺利， 会影响到整个系统的正常运转。 该除尘器的刮灰装置采用齿轮带动弧形销齿传动，并采用干油集中润滑，保证了 刮灰装置的顺利运行。 耐高温的双排链式输送机。 由于该除尘设备除尘效率高， 所以有大量的灰需要即时输送出去。 设备采用了可靠的耐高温双排链式输送机进 行输灰，确保输灰顺畅。 主要通过对阴极线施加高压电，阴极框架和阳极板之间形成闭合的电场，通 过静电感应形成电流，将通过电场气流中的粉尘颗粒进行击打，使其中的灰尘分 别带有正电荷和负电荷，分别吸附在

23、阴极线和阳极板上，仅有以分子形态存在的 气流通过除尘器，从而将粉尘与气流分离开，达到除尘的效果。 吸附在阴极线和阳极板的灰尘通过阴、 阳极振打， 落在除尘器内， 并通过 A、 第 7 7 页页共 1212 页页 B 扇形刮灰机将灰尘排到输灰系统中。 出入口分布板的作用：从管道中过来的气流能够均匀的通过除尘器，防止除 尘器内出现局部灰尘过大的现象， 并通过分布板振打装置将黏附在分布板上的灰 尘振落。 4.2.3 4.2.3 转炉烟气动力设备（转炉烟气动力设备（IDID 风机）风机） 为转炉干法除尘系统提供动力， 将转炉在生产过程中产生的烟气和灰尘吸到 除尘器内，通过除尘器对转炉烟气进行净化，净化

24、后的转炉烟气分别送往煤气柜 或者燃烧排后放到大气中。 4.2.4 4.2.4 转炉煤气回收与排放设备（切换站和煤气冷却器）转炉煤气回收与排放设备（切换站和煤气冷却器） 切换站的功能是通过煤气分析仪对转炉烟气成分的化验和分析， 进行煤气的 回收或放散，由两套液压驱动的杯阀实现煤气的回收或者放散。煤气冷却器在静 电除尘器后主要对合格的转炉煤气进行洗涤和降温，将转炉煤气的(100 150)温度降到 70以下后送入煤气柜。煤气冷却器内上部装有两层喷水系统， 合格的转炉煤气从煤气冷却器下部进入顶部排出，从而达到降温作用。通过煤气 分析仪的检测，将不合格的转炉煤气直接通过燃烧放散到大气中。 4.2.5 4

25、.2.5 粉尘排放设备（粉尘排放设备（ECEC 粗输灰系统和粗输灰系统和 EPEP 细输灰系统）细输灰系统） 主要通过双排链式结构的输灰链条将由EC系统和EP系统产生的粉尘输送到 储灰仓中，达到粉尘的排放功能。 5 5 转炉干法除尘系统的泄爆转炉干法除尘系统的泄爆 通过我厂对干法除尘系统使用后发现， 干法除尘系统的泄爆问题已经成为转 炉炼钢的头等大问题，干法除尘系统的泄爆对整个干法除尘系统影响极大，设备 易损坏，转炉作业率降低，有时还会有一定的危险发生。对于使用干法除尘工艺 产生的问题，要解决，必须从整个炼钢和除尘的工艺来入手分析。 5.1 5.1 转炉干法除尘系统泄爆的原理转炉干法除尘系统泄

26、爆的原理 静电除尘器内部 CO 或 H2达到其爆炸极限，发生爆炸，使静电除尘器内部压 力迅速超过泄爆阀所允许承受的最大压力，迫使泄爆阀迅速打开，烟气外泄，就 造成了静电除尘器泄爆。 静电除尘器入口和出口各安装了 3 个泄爆阀，允许承受的最大压力为 5kPa， 当静电除尘器内部压力超过 5kPa 后，泄爆阀就会打开，使静电除尘器内部压力 外泄，对静电除尘器起到保护作用。但是如果静电除尘器频繁泄爆，则会严重影 响炼钢生产节奏或损坏相关设备，使企业蒙受经济损失，所以在生产过程中应严 格控制静电除尘器泄爆。 5.2 5.2 转炉干法除尘系统泄爆的影响因素转炉干法除尘系统泄爆的影响因素 （1）O2浓度；

27、 （2）CO 浓度； （3）H2浓度； 第 8 8 页页共 1212 页页 （4）火种的存在； （5）烟气在煤气管道和静电除尘器内部的流动状态。 风机转速较高或波动较大时，会对烟气造成较大的扰动。烟气进入静电除尘 器后流速降低，加上极线、极板等静电除尘器内部构件对流体流态的影响，烟气 在原来运动方向上产生紊乱，出现局部或整体混合现象。极线极板之间产生间歇 性放电，电弧温度很高，一般可以达到 30006000。转炉煤气的燃点在 650 700。如果此时混合烟气中 O2和 CO、H2含量达到或超过此时混合气体的爆炸极 限，就会产生爆炸，造成泄爆。 5.3 5.3 转炉干法除尘系统泄爆的条件转炉干法

28、除尘系统泄爆的条件 转炉烟气中的可燃性气体主要是 CO 和 H2，烟气在静电除尘器中引发爆炸必 须同时具备以下条件： （1）可燃性气体与 O2的混合比达到爆炸极限；由于可燃性气体与 O2的爆炸极限 是一个区间，在实际生产中，当 CO9、O26，H24、O23，H25 或 O224时都极易发生泄爆。 （2）混合气体的温度在最低着火点以下； （3）有火种。 5.4 5.4 转炉干法除尘系统泄爆的危害转炉干法除尘系统泄爆的危害 干法除尘系统的泄爆对整个炼钢系统影响极大，设备易损坏，转炉作业率降 低，影响静电除尘器的除尘效果。 （1）阳极。阳极板的错位变形，两块阳极板之间限位杆的变形，造成极距的变 化

29、，导致电场电压的稳定性降低，电场电压无法升高，影响静电除尘器的除尘效 果。 （2）阴极。阴极框架的变形，阴极线的松弛、断裂，造成极距的变化，导致电 场电压的稳定性降低，电场电压无法升高，影响静电除尘器的除尘效果。 （3）吊挂。阴极吊挂的变形，使高压电直接接地或者与除尘器的距离过小，造 成电场电压无法升高，影响静电除尘器的除尘效果。 （4）振打系统。阴阳极的严重变形，导致阴阳极振打传动轴的变形，使振打系 统无法正常工作。 （5）刮灰机。刮灰机的吊挂变形，使刮灰机无法正常工作，失去应有的刮灰效 果。 （6）其它。导致静电除尘器内部整个设备的瘫痪，造成泄爆阀和风机叶轮的损 坏。 5.5 5.5 转炉

30、干转炉干法除尘系统泄爆的原因分析法除尘系统泄爆的原因分析 5.5.1 5.5.1 由原辅料因素引起的泄爆由原辅料因素引起的泄爆 （1）废钢潮湿和废钢中含碳灰屑多，兑铁水时产生的 H2和含碳灰屑燃烧产生的 CO，被抽入静电除尘器后与 O2作用，发生泄爆。 （2）开吹时，轻型废钢漂在铁水表面，造成点不着火或点火不畅，O2未能与铁 第 9 9 页页共 1212 页页 水充分反应而被抽入静电除尘器后与 CO、H2作用，发生泄爆。 （3）渣料中水份含量高，加入炉内时，产生的 H2与静电除尘器中的 O2作用，发 生泄爆。 （4） 溅渣时加入的含碳溅渣材料， 在溅渣前和溅渣中加入炉内后与高温、 高 FeO

31、的炉渣反应产生 CO，被抽入静电除尘器后与 O2作用，发生泄爆。 5.5.2 5.5.2 由操作因素引起的泄爆由操作因素引起的泄爆 （1）留渣操作时留渣量过多、底料加入过多、铁水废钢装入过早，使开吹时熔 池表面冻结或氧气流量设置过低，造成开吹点不着火或点火不畅，O2未能与铁水 充分反应而被抽入静电除尘器后与 CO、H2作用，发生泄爆。 （2）转炉长时间停炉后再开炉时，蒸发冷却器的入口温度只有几十摄氏度，在 吹炼第一炉钢的初期，由于烟罩口处于低温状态，CO2的产生速度会比高温时要 慢，在吹炼初期 CO 在炉口没有完全燃烧，被抽入静电除尘器后与 O2作用，发生 泄爆。 （3）吹炼期间，由于加料不当

32、，批量过大，大批量的渣料瞬间加入炉内破坏了 炉内正在进行的正常反应，且大批量的渣料加入所产生的压力使炉内的 O2更易 被抽入静电除尘器，被抽入静电除尘器中的 O2与静电除尘器中的 CO、H2作用， 发生泄爆。 （4）在吹炼过程中发生喷溅时，喷起的渣子严重破坏了炉内反应的正常进行， 阻隔了 O2与铁水的充分接触，且此时炉内产生的压力使 O2更易被抽入静电除尘 器，被抽入静电除尘器中的 O2与 CO、H2作用，发生泄爆。 （5）吹炼中期和后期最容易出现化渣不良、返干严重的情况，此时，O2未能与 铁水充分反应而被抽入静电除尘器后与 CO、H2作用，发生泄爆。 （6）当一倒成分 C 含量过高，进行补吹

33、时，氧气流量设置过高，供入炉内的氧 气迅速与钢水中的 C 反应产生 CO，CO 被抽入静电除尘器后与静电除尘器中未被 完全抽走的空气中的 O2作用，发生泄爆。 （7）当事故提枪后，再次下枪进行吹炼时，由于氧气流量设置过高，供入炉内 的氧气迅速与钢水中的 C 反应产生 CO，CO 被抽入静电除尘器后与 CO、H2作用， 发生泄爆。 5.5.3 5.5.3 由设备因素引起的泄爆由设备因素引起的泄爆 （1）烟罩、烟道、氧枪、或其它设备漏水，产生的 H2与静电除尘器中的 O2作用， 发生泄爆。 （2）烟罩蒸汽密封蒸汽含水量大，产生的 H2与静电除尘器中的 O2作用，发生泄 爆。 （3）补炉后补炉料塌落

34、，造成开吹点不着火或点火不畅，O2未能与铁水充分反 应而被抽入静电除尘器后与 CO、H2作用，发生泄爆。 在实际生产中,昆钢 120t 转炉干法除尘系统发生泄爆主要是（1）矿石含水 量高，加入炉内时产生的 H2与静电除尘器中的 O2作用，发生泄爆。 （2）开吹点 不着火或点火不畅，O2未能与铁水充分反应而被抽入静电除尘器后与 CO 作用， 发生泄爆。 （3）加入原辅料时，产生的粉尘被抽入静电除尘器后与 O2作用，发 生泄爆。 5.6 5.6 转炉干法除尘系统泄爆的应对措施转炉干法除尘系统泄爆的应对措施 从泄爆现象的根源出发，防泄爆其实就是控制转炉烟气中 CO、H2与 O2的混 第 1010 页

35、页共 1212 页页 合比不能达到爆炸极限。针对干法除尘系统泄爆现象的特点，我们采取以下应对 措施： 5.6.1 5.6.1 严格控制原辅料质量严格控制原辅料质量 在生产过程中，严格控制原辅料的质量，原辅料应符合相关标准要求或设计 指标要求，严格控制水份含量。 5.6.2 5.6.2 优化操作工艺优化操作工艺 （1）优化转炉供氧流量。在转炉开吹时，为了严格控制 O2与钢水的反应速率， 初期产生的 CO 要求能在炉口完全燃烧变成 CO2， 即在转炉开吹之初控制氧气流量 按一定的斜坡缓慢上升，开吹时氧气流量控制为正常流量的 50%， 1min 后控制为 正常流量的 75%，1.5min 后升至正常

36、流量，并实时根据烟气成分做出调整，保证 在吹炼时产生的 CO 在炉口基本能完全燃烧变为 CO2，而 CO2为非爆炸性气体，利 用 CO2气体形成一种活塞式烟气柱，一直推动烟气管道中残余的空气向放散烟囱 排放，将 CO 与 O2的混合比控制在爆炸极限之外。 （2）开吹点不着火的处理。遇开吹点不着火时，要立即提枪关氧，前后摇炉， 方可再次进行冶炼操作；若仍旧点不着火，可向炉内兑入少量铁水，然后再进行 开氧操作。 （3）吹炼第一炉控制。转炉经过长时间停炉后吹炼第一炉钢时，要先用少量氧 气吹炼一定时间后，提高蒸发冷却器的入口温度，再进入正常的吹炼方式。烟道 中的高温状态能促进烟道中 CO 与 O2的反

37、应速度，增加 CO2的量，将 O2的浓度降 低至安全范围，有效避免泄爆的发生。 （4）加料操作。加料过程中要合理控制原辅料的加入时间和批量。 （5）喷溅控制。在吹炼过程中，要尽量避免喷溅现象的发生，若因铁水 Si 高喷 溅，也应采取相应措施：可以减少装入的铁水量，增加废钢量等。 （6）化渣操作。在吹炼过程中，要确保化好渣，以避免化渣不良、返干严重的 现象出现。 （7）补吹操作 1）当倒炉 C0.15%时，补吹可按正常供氧流量进行供氧； 2）当倒炉 C0.15%时，补吹先按正常供氧流量的 75%进行供氧，并观察烟气中 CO、O2的含量，若正常，则将氧气流量调至正常供氧流量。 （8）泄爆后的处理。

38、当转炉发生泄爆后，要控制转炉再次下枪的时间间隔，且 再次下枪前，要先用氮气吹，吹氮时间不低于 60s。N2为非爆炸性气体，利用 N2 形成一种活塞式烟气柱，一直推动烟气管道中残余的 CO、H2或 O2向放散烟囱排 放，之后方可再次进行冶炼操作。 （9）溅渣操作。溅渣时，可以通过分批加料、控制料批量、先加料后溅渣、先 加料再摇炉后溅渣或直接溅渣的不同方法来避免泄爆。 5.6.3 5.6.3 加强设备管理及维护加强设备管理及维护 在吹炼过程中， 要尽量避免烧抢事故的发生， 若出现烧抢， 要立即提枪关氧， 进行换枪。发现烟罩、烟道或其它设备漏水时，要立即通知相关人员进行维修处 理。在吹炼过程中还可以

39、通过观察烟气中 H2含量的变化来判断设备是否漏水。 6 6 应用效果应用效果 昆钢新区炼钢厂120t转炉采用了具有世界先进水平的转炉一次烟气处理系 第 1111 页页共 1212 页页 统转炉干法除尘系统，针对了此项新工艺、新设备、新技术，昆钢新区炼钢系 统管理、技术、操作人员高度重视，在生产准备期间，组织人员到国内同类钢厂 学习培训，全方位介入转炉干法除尘设备安装、调试、参数设定工作，技术人员 查阅了大量转炉干法除尘资料， 结合昆钢新区炼钢厂生产工艺及转炉干法除尘设 备的实际情况，在消化、吸收其它厂相关技术资料的基础上，总结、整理出一套 转炉干法除尘系统与转炉冶炼工艺有机结合的操作、管理规定

40、，为转炉干法除尘 系统在新区 120t 转炉上成功应用打下了坚实基础。 昆钢新区炼钢厂于 2012 年 6 月投产，运行至今，转炉干法除尘系统实际应 用效果体现在以下方面： 6.1 6.1 除尘效果好除尘效果好 转炉干法除尘系统的设备考核要求是： 煤气柜净煤气的粉尘平均含量不超过 10mg/Nm 3，放散烟囱的净煤气的粉尘平均含量不超过 15mg/Nm3。实际检测的结果 是：静电除尘器出口煤气含尘量平均值为 4.8 mg/Nm 3，这也是放散烟囱的煤气的 平均含尘量，经煤气冷却器处理后进煤气柜的煤气含尘量平均值为 4.5 mg/Nm 3， 优于设计考核值，并远低于国家允许排放标准（100 mg

41、/Nm 3） 。 2012 年 6 月-2013 年 6 月，回收粉尘量为 25.01kg/t 钢，高于 1520kg/t 钢的设计水平，间接说明了转炉干法除尘系统除尘效果好。 以昆钢新区年产钢 200 万 t 的设计能力计算， 转炉干法除尘系统煤气平均含 尘量 4.5 mg/Nm 3，转炉湿法除尘系统煤气平均含尘量 75 mg/Nm3，年减少外排粉 尘20t。 6.2 6.2 设备运行稳定设备运行稳定 转炉干法除尘系统进入轴流风机的烟气含尘量在 15mg/Nm 3 以下，烟气含水 量小于 1.5%，通过轴流风机的烟气是洁净、干燥的，对风机叶轮不会造成腐蚀 和冲刷，风机叶轮能保持长周期良好的动

42、平衡状态，风机停机检修维护量小，使 用寿命长。2012 年 6 月-2013 年 6 月，昆钢新区炼钢厂风机运行平稳，风机振动 基本没有变化，最大振动为 3.2mm/s。湿法除尘风机平均45 天要有一次彻底清 灰并做动平衡的检修，平均每月迫使转炉热停工8 小时。 昆钢新区炼钢厂转炉干法除尘系统的设备性能稳定、参数设定合理、操作 规范、检修维护工作到位，运行至今转炉干法除尘系统生产稳定， 设备和操作 事故极少发生。 6.6.3 3 泄爆次数低泄爆次数低 转炉干法除尘系统在转炉上应用最大的难点是静电除尘器泄爆的有效控制， 在采取设备安全措施以及通过程序实现的安全联锁外， 转炉冶炼工艺与转炉干法 除

43、尘系统的有机结合， 摸索和制定适应转炉干法除尘系统正常运行的冶炼操作方 法，将煤气成分控制在爆炸极限之外，控制静电除尘器泄爆，实现转炉冶炼与转 炉干法除尘系统两者同时顺利运行。 昆钢新区炼钢厂定的目标是泄爆次数5 次/月，投产运行一年来泄爆平均 第 1212 页页共 1212 页页 次数为 3.75 次/月，2013 年 6 月以来控制在 23 次/月的水平。 投产一年来， 仅在投产初期发生了一次冶炼中期二次下枪冶炼未能规范操作 导致二级泄爆事故，操作人员到静电除尘器现场对泄爆阀进行复位处理，检查确 认后恢复运行，耗时 30min，此炉钢倒出回炉，连铸机钢水接不上停浇。其余的 泄爆均为一级，泄

44、爆阀自动复位，转炉干法除尘系统自动检测确认，“禁止新炉 次”连锁信号解除后即可恢复冶炼，通常耗时5min，对生产影响小。 6.6.4 4 节能降耗节能降耗 昆钢新区炼钢厂 120t 转炉干法除尘系统主风机电机容量为 1050kW/套,其它 电机的容量为 720 kW/套，合计 1770 kW/套；济钢 120t 转炉湿法除尘系统主风 机电机容量为 3500kW/套,其他电机的容量为 480kW/套，未考虑至煤气用户需进 一步净化增加的电机容量，合计 3980 kW/套，是昆钢新区炼钢厂转炉干法除尘 系统电机容量的 2.25 倍。昆钢新区炼钢厂转炉干法除尘系统耗电量为 3.465kWh/t 钢，

45、济钢转炉湿法除尘系统耗电量为 8.973 kWh/t 钢，转炉干法除 尘系统耗电量同比转炉湿法除尘系统节约 60.95%。 昆钢新区炼钢厂 120t 转炉干法除尘系统耗水量为 0.05m 3/t 钢，济钢 120t 转炉湿法除尘系统耗水量为 0.284m 3/t 钢，同比转炉湿法除尘系统节约 82.39%。 同等热值（8240kJ/Nm 3）吨钢煤气回收量，转炉湿法除尘系统85 Nm3/t 钢， 转炉干法除尘系统95 Nm 3/t 钢，昆钢新区炼钢厂煤气 CO 浓度30%开始回收， 吨钢煤气回收平均值为93 Nm 3。转炉干法除尘系统煤气含尘、含水量小，轴流 风机运行条件好，运行稳定，为炉口压

46、差控制提供了良好的设备保证，确保了煤 气的回收量。另外，转炉干法除尘系统切换站通过专用的液压系统驱动，在切换 的过程中速度快， 正常切换速度在 68s， 并且在切换过程中不会增大烟气阻力， 在一定程度上增加了煤气回收量。 参考文献参考文献 1 雷亚、杨治立、任正德、孙亚琴、周书才、炼钢学、2010 年 6 月第 1 版， 北京、冶金工业出版社、2010； 2 李光强、朱诚意、钢铁冶金的环保与节能、2011 年 1 月第一版，北京、冶 金工业出版社、2010； 3 本书编委会、电除尘器、 ，北京、中国电力出版社、2011； 4 马春生、转炉烟气净化与回收工艺、2014 年 3 月第 1 版，北京、冶金工业 出版社、2014； 5 本书编委会、转炉干法除尘应用技术、2011 年 10 月第 1 版，北京、冶金工 业出版社、2011； 6 朗勇、转炉炼钢干法一次除尘系统的发展、节能减排与环境保护。