通过判断EVC出口烟气温度从而避免电除尘器泄爆的研究及应用

李艳东

（河钢股份有限公司承德分公司，河北 承德 067000）

1 概述

随着转炉炼钢技术的发展，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，O2顶吹转炉炼钢的烟气净化回收主要有两种方法，一种是烟气湿法净化回收系统，一种是烟气干法净化回收系统。

转炉烟气干法净化回收系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器、风机、煤气冷却器、切换站、放散塔几大部分组成，除尘效果明显优于传统的湿法除尘。较湿法除尘相比，干法除尘有以下突出的优点：一是除尘效果高，二是风机功率较小，因而节约了大量的电能和用水；三是该系统全部采用干法处理，不存在二次污染；四是系统简化，占地面积小，管理方便。因此，干法除尘技术比传统的湿法除尘技术有更高的环境效益和经济效益。

干法除尘与湿法除尘相比，在除尘效果、能源消耗等方面虽然有较大优势，但也有一个突出的劣势：由于干法除尘的工艺特点，干法除尘静电除尘器存在泄爆的几率。干法除尘器发生泄爆后，不但对电除尘器设备本身损害较大，且泄爆后放散塔冒黑烟，排放严重超标，存在设备安全以及环保方面的隐患。综上所述，为降低泄爆几率，急需发明一种控制电除尘器泄爆的方法。

2 对干法除尘电除尘器泄爆的研究

控制电除尘器泄爆，通过控制泄爆三要素中的电火花、O2含量、可燃气体含量的任一要素，泄爆都可以避免。因干法除尘的工艺特点，静电除尘器高压直流电源在电离空气过程中，电除尘器中的的电火花不可能避免，因此，控制O2含量、可燃气体含量在爆炸极限之内是控制电除尘器泄爆的关键。

承钢120吨系统是半钢炼钢，因P、S元素在提钒过程中已经去除，在炼钢转炉中，半钢较铁水冶炼CO产生的时间要提前，因此，控制吹炼初期的O2含量、CO含量是重中之重。通过分析现场实际情况及查找分析大量的历史数据，在承钢120吨系统，造成吹炼初期电除尘器泄爆的原因是吹炼初期打火失败造成氧气富余。降低系统中的氧气富余比例，准确判断打火情况，在打火失败后立即终止吹炼，是避免电除尘器泄爆的有效方法。

（1）吹炼初期

通过合理控制氧气调节阀的开度，降低氧枪从待吹位到吹炼位的氧气富余比例进而避免电除尘器泄爆。

氧枪从待吹位向吹炼位下降的过程中，氧气调节阀按如下方案控制：

氧枪从待吹位下降经过开氧点时，氧气调节阀开度从1%打开到15%，维持30S，氧气流量由0开始上涨至13000立/小时；从调节阀打开30S至60S，氧气流量维持在13000立/小时；从调节阀打开60S～90S，氧气流量由13000立/小时均匀爬升至26000立/小时。此种控制方案，有效降低了氧枪到达吹炼位之前的氧气富余比例。

图1 氧气流量控制，浅蓝色曲线是氧气流量

（2）通过EVC出口温度的上升速率判断打火情况进而避免电除尘器泄爆

①在吹炼开始的前16S，蒸发冷却器（简称EVC）的水调节阀采用固定开度控制，开度控制为18%左右，蒸发冷却器流量为20立米/小时左右，开吹16S后，EVC配水的水调节阀即转入配水曲线控制，配水曲线控制以蒸发冷却器出口温度为控制目标，此控制目标根据环境温度调整，一般在夏季时，蒸发冷却器出口温度目标值260°～270°，冬季时蒸发冷却器出口温度目标值310°～320°，春秋两季蒸发冷却器出口温度目标值280°～290°。蒸发冷却器配水调节阀根据蒸发冷却器实际检测温度、设定目标温度对配水量进行自动调整。②EVC的出口温度在吹炼开始60S内，平稳升到400°以上，打火成功，继续吹炼。③EVC的出口温度在吹炼开始60S内，没有明显变化，打火失败，立即提枪，终止吹炼。在氧枪从吹炼位上升过程中，未到等待位之前，打开氮气切断阀，向转炉内吹入氮气，瞬时流量35000立/小时，持续吹氮气90S,然后方可继续下枪吹炼。

图2 风机速度控制、蒸发冷却器配水控制示意图

注释：图中绿色曲线为EVC出口温度曲线，红色曲线为烟气中CO的含量曲线，黄色曲线为烟气中O2的含量曲线，白色曲线为风机转速曲线，深蓝色曲线为氧气实时流量曲线，紫色曲线为氮气实时流量曲线，浅蓝色曲线为枪位曲线，灰色曲线为EVC入口温度曲线。在本图中，EVC出口温度在开吹31S后开始上升，40S后即上升到400°以上，打火成功，继续吹炼。

注释：图中绿色曲线为EVC出口温度曲线，红色曲线为烟气中CO的含量曲线，黄色曲线为烟气中O2的含量曲线，白色曲线为风机转速曲线，深蓝色曲线为氧气实时流量曲线，紫色曲线为氮气实时流量曲线，浅蓝色曲线为枪位曲线，灰色曲线为EVC入口温度曲线。在本图中，EVC出口温度在开吹60S后仍然没有上升，打火失败，提枪终止吹炼，除尘风机高速运行，吹氮气，持续90S。

图3 打火成功的历史趋势图

图4 打火失败的历史趋势图

3 结论

通过合理控制氧枪在下降过程中氧气调节阀的开度，对EVC出口温度上升速率的跟踪，判断打火是否成功，在打火失败时立即终止吹炼，可有效避免因打火失败造成的O2富余进而引起电除尘器泄爆。此方法适合在各应用干法除尘钢铁企业推广应用。