唐钢150t转炉一次除尘系统改造及生产实践

张响 吴飞鹏 赵泽东 郑世勇 郑久强

(河北钢铁集团唐钢公司热轧部)

0 前言

河北钢铁集团唐钢公司热轧部转炉车间3 座150 t 顶底复吹转炉于1999年陆续投产运行，起初由唐钢设计院有限公司和中冶京诚(原北钢院)配套设计转炉汽化冷却系统，鞍山自动化院配套设计的一级、二级控制系统。初始设计运行压力为1．78 MPa，实际运行压力0．8 MPa ～1．2 MPa。汽化烟道的更换周期为一年，新烟道投入后的6 个月内故障率在80%左右，由于设备老化，技术落后，外排超标，放散烟囱屡有红烟现象，为了进一步的改善环境、提高煤气回收量，唐钢热轧部于2013年对2#转炉和3#转炉的汽化冷却系统进行改造，于2014年对2#转炉和3#转炉的一次除尘系统进行改造。改造后烟囱外排粉尘稳定在50 mg/Nm3以下，节省了一次风机除尘水量，达到节能减排的目的。

1 系统改造

1．1 汽化冷却系统改造

本次改造把原有的汽化系统5 段设计改为了7段设计。汽化烟道的活动烟罩、炉口段、移动段的直径增大了200 mm，能够有效降低烟气冲刷磨损;中段由原来的1 段改为3 段设计，保障了各段的冷却效果和施工吊装要求;中三段和末段进行了加高1．8 m设计，从设计中避免了积灰，增强了受热循环效果;中三段增加了射流辅助循环，末段进行了强制循环改造，有效的提高了循环倍率，能够确保冷却效果。配合中三和末段加高，汽包平台提高2 m 以保证自然循环绝对的高差要求。改造后转炉汽化烟道参数见表1。

表1 转炉汽化烟道参数

1．2 一次除尘改造

1．2．1 改造前工艺流程

改造前，转炉车间的一次除尘系统采用国内传统的“塔文”结构，又称四代“OG”法。转炉冶炼产生的一次烟气经汽化冷却烟道进入喷淋塔，将汽化冷却烟道出口900 ℃～1000 ℃的烟气降温至饱和烟气(－72 ℃)并捕集粗粒灰尘，达到初步净化的目的。然后，进入环缝式(R． S． W．)可调喉口文氏管提高风速进行精除尘，精除尘后进入旋流喷枪脱水器脱水，最后进入风机，如图1 所示。

图1 改造前一次除尘系统图

1．2．2 改造后工艺流程

改造后的烟气从转炉→活动烟罩→汽化冷却烟道→高温非金属补偿器→高效节能节水减排洗涤塔→上行式长颈可调喉口环缝文氏管→高效减温减湿旋流脱水器→接原系统。改造后洗涤塔喷嘴纵列布置、二文采用下进风上控制形式，如图2 所示。

图2 改造后一次除尘系统图

2 改造效果

改造后热轧部转炉汽化系统的运行压力控制在1．9 MPa ～2．4 MPa 运行。转炉汽化系统提压配套的仪表进行同步改造，完善了补热、自动给水、定排、除氧、炉口微差压等控制项目，实现汽化系统改造后的稳定运行，煤气回收和蒸汽回收得到了稳定提高，一次除尘水用量显著降低。

2．1 延长汽化烟道使用寿命

通过汽化冷却烟道改造，烟道使用寿命从现在的一年更换(中段除外)，使用寿命延长到活动烟罩、炉口段2年更换;移动段3年更换;末段使用在4年以上的效果。该项目投入后，每年能够节省备件费用429 万元，人工费用150 万元。

2．2 提高煤气回收量

原有汽化除尘系统无活动烟罩，固定烟罩与炉口距离在500 mm 以上，造成大量的冷空气进入锅炉系统，使CO 热值降低，同时烟气温度升高，锅炉寿命缩短。由于二次燃烧，粉尘粒径变小，增加了降尘的难度［1］。同时炉口有大量烟尘外溢，厂房顶部冒红烟。经过改造后，增加降罩措施，烟罩内部气体与大气微差压控制在6 Pa ～8 Pa。通过增加活动烟罩直径和降罩操作，提高了煤气回收量和煤气热值，并减少炉口烟尘的外溢。改造后煤气回收量较改造前平均提高2．1 m3/t，煤气热值由改造前的5935．6 kJ/m3提高到改造后的6270 kJ/m3以上，能源成本年降低额达到208 万元。

2．3 提高蒸汽回收量

通过增大冷却烟道直径，实现了转炉高温烟气与烟道接触面积的增大，提升烟气的换热面积，提高转炉烟道冷却软水的汽化率;而且通过改造转炉汽包连续排污管道及阀门控制，实现了水质检测排污，控制水质达标运行;恢复各段的定排设备及管道，实现转炉炉前计算机画面控制调节阀门定期排污，以减少烟道排管内杂质的沉积，避免对导热系数的影响，确保烟道高效的传热效果。改造前2012年全年蒸汽回收量与2014年全年蒸汽回收量对比见图3所示。

图3 改造前后蒸汽回收量对比图

由图3 可以看出，改造后2014年全年蒸汽回收量平均达到115．88 kg/t，较改造前2012年全年平均水平95．23 kg/t 提高了20．65 kg/t，2014年钢产量按450 万t 计算，则改造后蒸汽回收较改造前多创效650 万元。2．4 降低除尘水用量 转炉一次除尘烟囱排放≤50 mg/Nm3。采用七炉取样，5 炉中间数据平均值测定。一次除尘水量≤550 m3/h。改造后2#、3#转炉一次除尘水用量为525 m3/h ～540 m3/h，没有进行改造的1#转炉的一次除尘水用量为635 m3/h，改造前后一次除尘水用量减少100 m3/h，仅除尘水一项每年可降低成本78 万元。

3 结语

唐钢热轧部通过对转炉汽化冷却系统和一次除尘系统进行改造，取得了较好效果。2#、3#转炉系统改造后，解决了放散烟囱冒烟问题，烟囱外排粉尘达到国家新标准要求，外排粉尘含量降至以下50 mg/Nm3，煤气回收量提高2．1 m3/t，蒸汽回收量提高20． 65 kg/t，一次除尘用水量节省了近100 m3/h，实现了节能减排的目的。

［1］王铁刚，张旭，高计岩．提高转炉一次除尘系统能力的生产实践［J］．炼钢，2010，26(2):68 －70．