300吨转炉干法除尘系统粉尘排放影响因素及解决对策

作者 | 郝冬彬  史良  么春辉

首钢京唐钢铁联合有限责任公司

关键词：干法除尘；粉尘排放；电除尘器

转炉一次除尘采用干法回收系统，主要原理为高温的转炉烟气在ID风机的强制作用下，经过转炉汽化冷却系统回收一部分热量后，烟气温度降低至800~1100℃，后经蒸发冷却器的作用将粗灰滤除，随后的烟气通过电除尘器再次降温及除尘作用，将含尘量降至10mg/m³以下，温度控制在70~80℃左右，进行回收处理。

某炼钢厂采用2+3的“全三脱”两步冶炼生产模式，配置有2座300t脱磷转炉和3座300t脱碳转炉。5座转炉一次除尘系统均采用了普锐特的干法除尘技术，除尘设备规格相同。这5套干法除尘系统于2009年初陆续完成调试，并交付生产营运，目前5条干法除尘工艺线的蒸发冷却器出口温度控制模块、电除尘器的 振打时序控制模块、风机转速控制模块及主要工艺参 数的设定相似，至今已有近9年时间。除尘系统一直存在粉尘排放不太理想的问题，通过针对性的现场除尘运行数据采集、除尘设备检查，了解到目前的干法除尘系统存在的主要问题有：由于没有具体粉尘测试数值，主要通 过放散烟囱口排放烟气的色泽、透光度 判断，且在线粉尘监测仪监测数值不准确，目前主要 通过目测放散烟囱口排放烟气，认为在吹炼开始阶段，粉尘排放不理想。

（1）蒸发冷却器出口温度控制。在吹炼期间，蒸发冷却器入口烟气温度约950℃，出口温度设定值180℃，蒸发冷却器平均加水量为70m³/h，平均蒸汽用量为12t/h，且蒸汽从兑铁阶段就开始注入。在整个吹炼过程中，蒸发冷却器出口温度最终控制193~210℃之间。

图 1

可以从上图1趋势看到，蒸发冷却器出口实时监测温度曲线，变化趋势较为平缓。可判定目前的蒸发冷却器出口温度控制正常，工艺参数设定值合理，满足电除尘器入口工作温度在160~180℃工作区间。

（2）电除尘器的振打时序。通过调取电除尘器的阳极、阴极、进出口分布板振打时序的历史数据，电除尘器均采用了独立程序功能块，该功能块所采用的完全不同的阳极、阴极振打周期时间表，大概运行了2年左右。

目前电除尘器所采用的阳极振打时序表（吹炼期）见下表 1。

表 1

笔者认为该振打周期表可能存在下述2个问题。

在吹炼期，第四电场采用高频率振打模式会影响电除尘器出口的粉尘排放。因为在吹炼期，经过第4电场的粉尘量尽管很少，但或多或少总有一些粉尘被电场捕集，附着在阳极板上。此时若开启阳极振打，第4电场末段的粉尘会直接被烟气带到下游，在电除尘下游已无有效的除尘装置，若放散，将直接随烟气排放出去。故在振打时序表中，第四电场的阳极振打装置一般在吹炼期不工作；且阳极板振打装置的连续振打时间设定为60秒。设定值在30秒左右即可，因为振打锤头能够使 阳极板获得满足清灰要求所需要的加速度，30秒内的振打频次，可以满足正常阳极板的清灰要求。若该时间设定过长，可能并不会带来更佳的阳极板清灰效果，可 能会形成振打清灰时的二次扬尘，同时提高振打机构的 维护工作量。

（3）电除尘器的第一电场二次电流平均值过低。通过电除尘的运行监测参数普遍存在的一个的问题是：第一电场的二次电流值非常低，闪络相对频繁。在排除表计测量回路本身故障的原因外，分析其中可能的原因主要有：

①阳极板或阴极线积灰严重；

②进口烟气中的 含尘浓度过高，产生电晕封闭现象；

③阴极线脱落或变形严重。

（1）蒸发冷却塔的双介质喷枪前的喷嘴易堵塞雾化喷嘴出口，可能导致蒸发冷却器该区域降温效果差，其余喷嘴喷水量加大，水雾化效果变差（主要体现在水雾化粒径变大，需更多的蒸发停留时间）；若问题喷枪数量占比过大，长时间运行可能产生的后续问题有：粗灰变潮、蒸发冷却塔内壁局部区域易挂灰、蒸发冷却塔除尘效果变差，增大后续电除尘器的除尘压力。同时蒸 发冷却塔的双介质喷枪的尾部供水管内壁附着大量的层灰白色的水垢。较为严重的地方水垢几乎堵塞了3/4的管道截面。如图2。

图 2

喷水管路堵塞，导致在喷头处水压偏低，长时间运行，可能发生堵塞问题。

（2）转炉配套电除尘器的入口烟道120°弯头处积灰严重，电除尘入口爬坡段烟道出口积灰严重，积灰时间长，表面已经硬化。整个灰堆约占截面的20%左右，积灰点至电除尘器入口水平段烟道（约3m）内部干净，无积灰问题。

根据现阶段实际吹氧量60000Nm³/h，蒸发冷却器出口计算烟气流量223500Nm³/h，当电除尘入口烟气温度为160~180℃时，电除尘器入口DN2400烟道内烟气流速在21.8~22.4m/s，对于转炉一次除尘管道设计，该流速为合理设计值。分析烟气在爬坡管道出口，局部烟气可能分布不均，导致部分大颗粒粉尘沉积，时间长了，灰积成堆，表面硬化，将加剧这个问题。常规采取的主要方式为定期清理，我们采取增加一路氮气自动吹扫管路，在吹炼末期自动吹扫20秒左右，其中氮气吹扫口与烟气逆向吹扫。

（3）在现场检查过程发现，在经过连续机械振打清灰后，第1电场的许多阳极板上仍然附着的很多灰粉，阳极板局部区域产生反电晕问题，影响除尘效果。框架上的阴极线的上端脱开或断线，可能引起电场内拉弧放 电及电场短路，需利用检修机会取出。个别阳极板的机械振打，个别锤头及砧子已错位或偏心，导致该列阳极板未能有效清灰。

我们采取的的措施是利用检修计划，检查阳极板振打装置是否正常工作，针对振打锤子及砧子，进行校正，并结合大修机会进行彻底清理或更换新的阳极板。

通过对转炉干法除尘系统进行简要介绍，通过现场实际设备及工艺运行，查找干法除尘电场粉尘污染的源头原因，通过采取切实可行的有针对性的手段，最终实现了转炉冶炼干法除尘系统粉尘达标运行，取得了较 好的经济效益及环境效益。