李艷東

（河鋼集團(tuán)承鋼公司，河北 承德 067102）

1 概述

隨著轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，煉鋼工藝的日趨完善，相應(yīng)的除塵技術(shù)也在不斷地發(fā)展完善。目前，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的煙氣凈化回收主要有兩種方法，一種是煙氣濕法凈化回收系統(tǒng)，一種是煙氣干法凈化回收系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)爐煙氣干法凈化回收系統(tǒng)主要由蒸發(fā)冷卻器、靜電除塵器、風(fēng)機(jī)、煤氣冷卻器、切換站、放散塔幾大部分組成。雖然較濕法除塵相比，干法除塵具有節(jié)水節(jié)電、系統(tǒng)簡化、占地面積小、不存在二次污染的優(yōu)點，但在吹煉初期及泄爆后放散塔冒煙的問題，造成排放超標(biāo)，對環(huán)境有一定的污染。

2 干法除塵放散塔排放控制技術(shù)在承鋼120噸系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用研究

2.1 簡介

河鋼集團(tuán)承鋼公司線材事業(yè)部120噸系統(tǒng)有2座120噸轉(zhuǎn)爐，1座轉(zhuǎn)爐提釩，1座轉(zhuǎn)爐煉鋼。2座轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)全部采用新型的干法除塵技術(shù)，由西門子奧鋼聯(lián)成套設(shè)計制造，每座轉(zhuǎn)爐單獨一套干法除塵設(shè)備，2座轉(zhuǎn)爐共用1座轉(zhuǎn)爐煤氣柜。

在投產(chǎn)初期，因半鋼冶煉的特殊性，120噸系統(tǒng)干法除塵放散塔存在排放超標(biāo)現(xiàn)象，主要表現(xiàn)如下：第一，電除塵器頻繁泄爆，不但對電除塵器設(shè)備損害較大，且泄爆后放散塔冒黑煙，排放嚴(yán)重超標(biāo)。第二，在吹煉初期存在放散塔輕微排放超標(biāo)現(xiàn)象。第三，因打火失敗吹煉中斷而導(dǎo)致放散塔排放超標(biāo)。

2.2 放散塔排放控制技術(shù)研究

（1）對放散塔排超標(biāo)的原因總結(jié)。收集分析放散塔冒煙的各個案例，記錄涉及到的各項工藝參數(shù)，總結(jié)出放散塔冒煙主要有以下幾種原因：一是因轉(zhuǎn)爐崗位、電除塵崗位操作不經(jīng)心，不互相配合，造成放散塔冒煙。例如加料操作與煤氣回收操作沖突。二是因設(shè)備控制不合理，導(dǎo)致放散塔冒煙。例如，在吹煉初期，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速升速過快，造成電場內(nèi)積灰抽出，從而造成放散塔冒煙。三是因半鋼冶煉的工藝特殊性，在吹煉初期打火期間氧氣有富余，從而造成電除塵器泄爆，放散塔冒煙。四是電除塵器單項電源除塵效率低。

（2）對放散塔排超標(biāo)的解決辦法。從管理、設(shè)備、操作各個方面分別制定針對性的解決措施。一是在吹煉初期，利用模糊控制原理，通過模型計算一次除塵風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及蒸發(fā)冷卻器的配水量以及氧氣流量，以PID控制為基礎(chǔ)，實現(xiàn)一次除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、蒸汽冷卻器配水量的合理控制，進(jìn)而保證在吹煉初期放散塔排放達(dá)標(biāo)。二是收集并分析吹煉初期打火泄爆爐次與非泄爆爐次O2與CO含量的對比圖（圖1、圖2），正常爐次，O2與CO混合點明顯低于泄爆爐次混合點，且混合點O2與CO含量均低于3%。而泄爆爐次混合點約6%，說明解決O2和CO含量的爆炸范圍就是解決吹煉前期泄爆的主要研究內(nèi)容，因此提出在打火階段，采用氧氣-氮氣混合噴吹的方式，稀釋打火過程中的氧氣富于，避免泄爆。

圖1 正常爐次吹煉前期煙氣成分圖

圖2 泄爆爐次吹煉前期煙氣成分

氧氣-氮氣混合噴吹的方式中，因氧氣、氮氣是同時噴吹，必須采取有效控制措施，杜絕氧氣串入氮氣管道。三是在第二電場采用三項電源技術(shù)，提升電場細(xì)灰補(bǔ)集效率。120噸系統(tǒng)原設(shè)計電場高壓電源是單相電源，平均電壓較低，因此除塵效率低。為提升除塵效率，引進(jìn)新興技術(shù)，即三相電源技術(shù)。較單相電源相比，三相智能變頻高壓設(shè)備二次電壓比現(xiàn)有單相可控硅高壓電源(79kV/1800mA)的二次電壓值可大為升高，電場除塵效果將大為提升，最終粉塵排放降低30%。對120噸系統(tǒng)B電場的原單相電源進(jìn)行升級改造，改造后設(shè)備具備火花硬件高速檢測、鎖存技術(shù)，火花判斷時間＜20us，并可立即關(guān)閉IGBT，降低火花能耗，快速恢復(fù)供電的優(yōu)點，有效提升了干法除塵電除塵器的除塵效率。四是將二次除塵風(fēng)機(jī)、二次除塵閥門控制與吹煉過程相結(jié)合，輔助一次除塵。設(shè)計二次除塵閥門控制要求，并編寫相應(yīng)的PLC控制程序及監(jiān)控界面，實現(xiàn)二次除塵閥門的自動控制：在不同的生產(chǎn)階段，二次除塵閥門的位置自動調(diào)整，例如，在吹煉階段，二次除塵閥門自動開至50%，輔助吹煉初期的一次除塵，避免爐前冒煙，從而為吹煉初期一次除塵風(fēng)機(jī)的低轉(zhuǎn)速運行創(chuàng)造條件。五是根據(jù)吹氧時間、吹氧量累計參數(shù)，編寫“打火失敗”控制程序，自動判斷“打火失敗”引起的吹煉中斷，并自動調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，避免風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高而引起放散塔冒黑煙。因加渣鐵冶煉的特殊性，在吹煉初期時有打不著火的現(xiàn)象出現(xiàn)。打不著火屬于吹煉中斷的一種，但此時煙氣里并無一氧化碳存在，若此時將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速按泄爆后吹煉中斷的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，放散塔會冒黑煙。為此，以吹氧時間、吹氧量累計、蒸發(fā)冷卻器入口溫度共同作為判斷條件，在吹氧時間小于40s、氧氣累積量小于1000立、蒸發(fā)冷卻器入口溫度低于400度，則判斷為“點火失敗”，提槍后的風(fēng)機(jī)速度自動控制為1400轉(zhuǎn)，而非泄爆后吹煉中斷的1600轉(zhuǎn)，避免風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高二引起的放散塔冒煙。六是加料時刻以及加料重量、批次，與煤氣回收時刻相結(jié)合，避免加料過程與煤氣回收過程沖突。因干法除塵煤氣回收煤氣杯閥切換的特殊性，在煤氣放散杯閥、回收杯閥的切換過程中，有幾秒鐘的憋壓狀態(tài)，此時爐前若在加料，會造成爐口冒煙，為避免爐口冒煙，提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速又會造成放散塔冒煙。為解決此矛盾，在爐前崗位的監(jiān)控畫面上增加煤氣回收過程顯示，爐前崗位人員關(guān)注煤氣回收過程，避免在煤氣回收過程中加料。七是采取針對性措施，防止在吹煉中期、吹煉后期及其他電除塵器泄爆。八是在放散塔增加噴水閥，并自動控制噴水時刻及噴水量，抑制放散塔冒煙。噴水閥自動控制，在吹煉期間噴水閥自動打開，并根據(jù)煙氣溫度自動調(diào)整噴水量；在非吹煉期間自動關(guān)閉。

3 生產(chǎn)實績

120噸系統(tǒng)在投產(chǎn)以來，高度重視干法除塵系統(tǒng)的的運行情況，利用三相高壓電源技術(shù)、高壓變頻調(diào)速技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)等先進(jìn)的自動化技術(shù)，以現(xiàn)場實際收集的工藝參數(shù)為基礎(chǔ)，以PLC技術(shù)和人際界面技術(shù)為工具，利用模糊控制原理，實現(xiàn)對一次除塵風(fēng)機(jī)、二次除塵風(fēng)機(jī)及除塵閥門、頂吹氧氣及氮氣的綜合控制，在保證放散塔排放達(dá)標(biāo)的前提下，同時保證了干法除塵設(shè)備的穩(wěn)定、可靠運行、節(jié)能運行，適合在各鋼鐵企業(yè)推廣應(yīng)用。

4 結(jié)語

干法除塵系統(tǒng)作為目前轉(zhuǎn)爐煉鋼煙氣凈化的前沿技術(shù)，在節(jié)能減排方面具有突出的優(yōu)勢，是今后的發(fā)展方向。從120噸轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)的應(yīng)用來看，干法除塵最大的應(yīng)用難點就是在于控制放散塔在吹煉初期、泄爆及吹煉中斷后放散塔的排放超標(biāo)。從120噸系統(tǒng)的成功經(jīng)驗來看，要解決放散塔排放超標(biāo)問題，要從抓管理、抓操作、抓技術(shù)三個方面入手，才能切實實現(xiàn)放散塔排放達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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