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雾化喷嘴在40吨转炉烟气除尘系统的应用

发布时间:2013-01-25 编辑:互联网

1、 概述
    承钢炼钢厂现有40吨转炉4座,其中炼钢转3座,提钒转炉1座,3座为1988年投产,一座为1999年投产。原设计为20吨转炉,一次烟气冷却、除尘和回收采用典型的OG系统。近年转炉进行了扩容,氧枪也进行了改造,出钢量在40吨左右,吹氧时间11分钟,随着装入量的增加、吹炼时间的缩短,除尘系统能力明显不足,罩口冒烟冒火,甚至烟罩及承载梁烧红,风机运行周期缩短,为了在系统全面改造前能保证生产的需要,并尽可能改善工作环境,对系统进行了一系列的小改小革。
        2、工艺流程
    烟罩-汽化冷却烟道--- 一级文氏管---一级90度弯头脱水器---联络管---二级文氏管---二级90度弯头脱水器---折板式水雾分离器---风机---三通阀---回收系统-放散。由此可见扩容后,烟气体积增加了三分之一,可受种种因素影响,系统暂不能彻底改造,我们在少花钱前提下,利用定修时间、炉役检修时间对设备进行了改造。

    3、扩容前后主要技术参数对比

名称

扩容后

原设计

转炉公称容积

40t/

20t/

转炉最小装入量

41t/

22t/

转炉平均装入量

44t/

25t/

转炉最大装入量

46t/

28t/

转炉冶炼周期

22min/

40min/

吹氧时间

11min

15 min

最大降碳速度

0.5%/min

罩口烟气量

31174Nm3/h (1600)

22232Nm3/h (1600)

一文入口

133945m3/h900)

109683m3/h (1000)

二文入口

63373m3/h (72)

48302m3/h (73)

风机入口

61959m3/h (64)

46679m3/h (66)

    4、改造内容
    4.1 一级文氏管改造
    将一级文氏管面积加大,并用定径喉口文氏管取代原来的矩形可调喉口文氏管。在此基础上将原来的反溅板喷水方式改为外螺旋雾化喷嘴。仔细研究分析雾化喷嘴的原理及文氏管的原理,并反复试验,将喷水位置上移,并且改变喷水方向,改往下喷为往上喷,在保证降温和粗除尘效果的前提下,还降低了一文阻力,解决了水冷套的冷却问题。
    4.2 二级文氏管改造
    将二级文氏管流通面积加大,用单个外螺旋雾化喷嘴取代原来的双侧喷水孔喷水方式,喷水位置重新考虑,不在流通面积最小的喉口喷水,而是在收缩段喷水。原设计是靠喉口处高速气流使喷入的水二次雾化,以增大水滴的表面积,捕捉更多的粉尘,这种原理使二级文氏管阻损加大。使用雾化喷嘴时,喷嘴喷出的水已经雾化,无需靠高速气流冲击,所以可以降低喉口流速,在收缩段喷入后,流经喉口时,随着气流加速,雾化的水和烟气在紊流状态充分接触混合,更有利于润湿粉尘,凝聚粉尘,所以精除尘效果有所提高,二文阻损明显降低。
    4.3 脱水器入口增加雾化喷嘴
    在脱水器的入口增加了空心锥喷嘴,进一步降低烟气温度,并起进一步净化烟气的作用,改善了风机带泥情况,减少了冷凝水的产生量。

    5、系统运行技术参数

运行参数

改造前

改造后

备注

一文压差

4.55.5pa

2KPa--3KPa

 

一文用水量

130150m3/h

100120m3/h

含灭火水封溢流水

二文压差

14KPa -16 KPa

8 KPa--10 KPa

 

二文用水量

8090 m3/h

40-50 m3/h

 

风机电流

3033A

4346A

仍为D700风机

        6、目前系统仍然存在的问题
    6.1 整个系统随着产量的提高,能力明显不足。虽然上述改造将系统阻力降低了8.5Kpa,从风机电流上也明显看出系统抽气量增加,但是仍然满足不了产气量的需求,吹练中期,罩口仍有黄烟外溢。
    6.2 风机进出口管道管径小,一方面管道阻损大(可达3-4Kpa),一方面给排水带来一定影响,导致放散塔带水。承德冬季最低气温可达零下二十多度,冷凝水较多,所以冬季表现更明显。
    7、下一步改造建议
    7.1 方案一:利用炉役检修时间,将一文改为干式蒸发冷却塔,总喷水量降低到50吨/时;用电除尘器取代二文,风机改为轴流风机,将湿法除尘工艺改为干法除尘工艺。彻底解决放散烟囱冬季带水的问题;改善烟气的收集效果,杜绝罩口冒烟;提高净化效果,降低烟尘排放浓度,延长风机运行寿命。解决目前转炉除尘水给水能力、冷却能力、水处理能力不足的问题;同时还可以降低运行费用,减少系统清理时间,保证生产顺行。
    7.2 方案二:利用炉役时间用半干法洗涤塔取代一级文氏管,水量降到70吨/时;系统阻力降低2000Pa;二文不变;风机改造,流量加大,全压降低。缓解除尘水系统能力不足的问题,解决除尘系统能力不足的问题,优点是投资少,改造量小,改造周期短,可做权宜之计。
    8、小结
    我们通过用雾化喷嘴取代传统的喷水方式,降低了系统阻力,改善了净化效果,减少了除尘水用水量,在除尘系统未进行大改之前,维持了生产。如果做进一步改造,将有效的改善职工工作环境,保证设备稳定运行,从而保证生产顺行。