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轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)應(yīng)用新OG法改造實踐

2020-06-19 00:59
冶金動力 2020年4期
關(guān)鍵詞:環(huán)縫水封旋流

(邢臺鋼鐵有限責(zé)任公司,河北邢臺 054027)

前言

邢鋼煉鋼廠4 座轉(zhuǎn)爐(3×50 t+80 t)的煙氣一次除塵系統(tǒng)全部采用傳統(tǒng)OG 濕法系統(tǒng),該系統(tǒng)為傳統(tǒng)OG“二文三脫濕法”除塵工藝,無法滿足河北省《鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB13/2169-2018)中有關(guān)轉(zhuǎn)爐一次煙氣顆粒物的特別排放限值要求。

根據(jù)常用轉(zhuǎn)爐一次除塵工藝主要參數(shù),結(jié)合國家及河北省地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求,特別是邢鋼所處京津冀重點城市和行業(yè)已經(jīng)實行的更加嚴(yán)格的特別排放限值的需要,轉(zhuǎn)爐一次除塵必須進(jìn)行改造。

為確保轉(zhuǎn)爐一次除塵改造實現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)、成本最低、運行穩(wěn)定,經(jīng)過多方考察了解,在對比LT 干法、半干法和新OG 的優(yōu)缺點后,確定轉(zhuǎn)爐一次除塵采用新OG 工藝,并利用生產(chǎn)間隙30 天內(nèi)完成了對4座轉(zhuǎn)爐的改造。

1 轉(zhuǎn)爐一次除塵新OG法工藝

轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)采用了新0G 法,與老0G 法不同的是煙氣經(jīng)煙罩、汽化冷卻煙道后,凈化設(shè)備改為一、二級噴霧蒸發(fā)洗滌塔、環(huán)縫文氏管、兩級旋流脫水塔。

新OG 法對排放濃度的控制機(jī)理是通過提高環(huán)縫文氏管的壓差,增加環(huán)縫文氏管的煙氣流速來達(dá)到降低煙氣排放含塵量。相對于干法除塵工藝故障率較低,更能適應(yīng)粗放的冶煉操作,投資費用較低,占地面積小,施工周期短,利用轉(zhuǎn)爐年修期間可以進(jìn)行改造。

新0G法系統(tǒng)工藝流程圖見圖1。

一級洗滌塔:設(shè)置雙流體氣霧噴槍4套,并同時設(shè)置了5 個噴頭,在洗滌塔內(nèi)部形成層狀微霧。將汽化冷卻煙道出口1000 ℃以上的煙氣降溫至飽和煙氣(約72 ℃)并捕集粗顆粒的粉塵,實現(xiàn)初步凈化。

二級噴霧洗滌塔:設(shè)置兩排對噴式螺旋噴頭,溫度降至68℃,實現(xiàn)精除塵前的預(yù)除塵。

環(huán)縫文氏管:降溫、除塵后的飽和一次煙氣(轉(zhuǎn)爐煤氣)進(jìn)入環(huán)縫文氏管。轉(zhuǎn)爐煤氣回收時,通過液壓伺服裝置自動調(diào)節(jié)喉口開度,使轉(zhuǎn)爐爐口處于微正壓狀態(tài)(0~20 Pa左右),用以減少空氣的吸入,控制吹煉過程中轉(zhuǎn)爐煙氣的CO 二次燃燒,提高回收轉(zhuǎn)爐煤氣的品質(zhì)。煙氣以高速穩(wěn)定氣流通過喉口。通過環(huán)縫文氏管精除塵后的煙氣溫度降至65℃左右。

脫水器:凈化后的飽和煙氣通過90o彎管進(jìn)入一級旋流脫水器進(jìn)行精脫水,后再經(jīng)管道進(jìn)入風(fēng)機(jī),經(jīng)過風(fēng)機(jī)后進(jìn)入二級高效脫水器,經(jīng)過再次脫水后回收或放散。

2 調(diào)試所遇問題及解決

2.1 風(fēng)機(jī)喘振

轉(zhuǎn)爐一次除塵改造先進(jìn)行的是1#轉(zhuǎn)爐改造,完畢后在風(fēng)機(jī)啟動時按照低速、中速、高速三個階段匹配環(huán)縫文氏管0~500 mm 行程,試車運行后風(fēng)機(jī)平穩(wěn)。2#轉(zhuǎn)爐試車后風(fēng)機(jī)出現(xiàn)喘振現(xiàn)象,風(fēng)機(jī)電流在65~90 A 之間波動,環(huán)縫喉口開到400 mm 喘振嚴(yán)重,無法滿足0~500 mm 的調(diào)節(jié)范圍,根據(jù)環(huán)縫文氏管重陀安裝參數(shù),將環(huán)縫重陀增加50 mm后,消除了風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象。

2.2 風(fēng)機(jī)機(jī)前管道含水量大

1#轉(zhuǎn)爐投用后,發(fā)現(xiàn)機(jī)前管道積水。經(jīng)檢查確認(rèn),改造后因管道坡度改變,造成風(fēng)機(jī)機(jī)前旋流排水器處在管道高點,管道內(nèi)積水較多,管道流通面積減少,造成轉(zhuǎn)爐爐前冒煙嚴(yán)重。

造成管道積水的原因為施工單位在施工過程中沒有考慮到低點排水問題。將機(jī)前旋流脫水器標(biāo)高增加200 mm,整體切割支架下移后使管道積水順利排到旋流脫水器內(nèi),解決了管道內(nèi)部積水問題。

2.3 一級洗滌塔底部水封積泥

4#轉(zhuǎn)爐改造完畢運行一周后,發(fā)現(xiàn)一級洗滌塔水位高,水封下部水量較小,大量水從二級洗滌塔水封溢流出來,造成一、二級洗滌塔之間連通管道積水,一級洗滌塔底部水封內(nèi)堆積的含鐵料高度在400~500 mm,無法沖到高架溜槽內(nèi)部。

造成水封堵塞的根本原因為一級洗滌塔1#噴頭水量小。該噴頭尺寸為DN20,與50 t轉(zhuǎn)爐尺寸一樣,而80 t 轉(zhuǎn)爐煙氣量比50 t 轉(zhuǎn)爐大45000 m3/h,安裝使用同規(guī)格的噴頭,水量不足以將沉積的含鐵料沖洗至高架溜槽,造成水封堵塞。將該噴頭由DN20 改為DN25,解決了一級洗滌塔底部水封積泥問題。

2.4 環(huán)縫文氏管重陀積垢

50 t 和80 t 轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)20 天后,爐口捕集效果不好,大量煙氣外溢,風(fēng)機(jī)電流低于72 A。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)環(huán)縫文氏管重陀出現(xiàn)嚴(yán)重積垢現(xiàn)象,重陀表面積垢厚度達(dá)10 cm,影響了環(huán)縫流通面積,在環(huán)縫重陀開度調(diào)整到最大開度的時候還無法滿足爐前煙氣捕集的要求。對重陀清理后電流回升到75 A。

根據(jù)結(jié)垢嚴(yán)重的現(xiàn)象,分析為二級洗滌塔噴頭問題,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)下層噴頭裝反,并且噴頭堵塞嚴(yán)重。聯(lián)系相關(guān)單位更換了二級洗滌塔噴頭。

同時分析了轉(zhuǎn)爐濁水水質(zhì)硬度對積垢的影響,控制水質(zhì)硬度指標(biāo)小于50 mg/l。

2.5 系統(tǒng)阻力增加

轉(zhuǎn)爐煙氣量的計算,50 t轉(zhuǎn)爐鐵水裝入按照46 t計算,80 t 轉(zhuǎn)爐鐵水裝入按照78 t 計算,計算結(jié)果對比風(fēng)機(jī)能力,機(jī)前管道管徑偏小。

在改造過程中,因80 t 轉(zhuǎn)爐在機(jī)前管道直徑計算上使用Ф1400,小于原有Ф1600的管徑,改造前發(fā)現(xiàn)該問題要求施工單位將管道更換為Ф1600 管道,而換下的Ф1400 的管道用在3#轉(zhuǎn)爐50 t 的機(jī)前管道上。

轉(zhuǎn)爐改造完畢后檢測對比機(jī)前管道和新裝的機(jī)前旋流脫水器進(jìn)出口的壓力損失,使用Ф1400 管道的3#50 t 轉(zhuǎn)爐比使用1#、2#50 t 轉(zhuǎn)爐原有Ф1200管道阻力減少500 Pa左右,效果較好。

3 達(dá)標(biāo)排放效果

該系統(tǒng)自投產(chǎn)以來,運行效果良好,經(jīng)現(xiàn)場實測煙氣的排放濃度達(dá)到了30 mg/m3以下。轉(zhuǎn)爐一次除塵采用新OG 法,達(dá)到了降低了煙氣排放濃度的目標(biāo),為公司綠色可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。改造后的結(jié)果見表1。

表1 顆粒物排放監(jiān)測結(jié)果 mg/m3

4 經(jīng)驗總結(jié)

轉(zhuǎn)爐煙氣的達(dá)標(biāo)排放還有以下經(jīng)驗值得總結(jié):

(1)因系統(tǒng)壓力分配發(fā)生改變,環(huán)縫文氏管的壓差必須保證在16 kPa 以上才能保證顆粒物排放指標(biāo)。

(2)因風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由環(huán)縫文氏管重陀自動調(diào)節(jié),風(fēng)機(jī)能力與電流的變化必須匹配,否則可能造成風(fēng)機(jī)損壞。

(3)因工藝條件的波動可能造成煙氣捕集效果的變化,設(shè)計時計算煙氣量適當(dāng)考慮風(fēng)機(jī)和管道能力的裕量,有助于保證運行效果。

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