下行環縫技術在百噸轉爐一次除塵系統上的運用

路 遙，王滌非

（貴州首鋼水城鋼鐵（集團）有限責任公司煉鋼廠，貴州 六盤水 553028）

一、概述

煉鋼轉爐冶煉中會產生大量的煙氣，CO在高速風機的抽引下通過煙氣凈化后被回收利用，避免環境污染。煙氣凈化系統目前常見形式有濕法、干法和半干法除塵三種，首鋼水鋼二煉鋼廠氧氣頂吹轉爐現有兩套濕法除塵系統，一期為一套是傳統的OG除塵系統，二期采用一套中冶南方工程技術有限公司新研發的OG除塵系統。

二期工程設計時，中冶南方針對OG除塵系統存在的問題，以及廠房框架預留位置無法布置溢流裝置加噴淋冷卻塔等問題，將一文和重力脫水器集成一體化的洗滌塔，將RD可調文氏管改為了下行環縫技術，形成新OG除塵系統。該系統更注重氣水的分離，配有90°彎頭脫水器、旋流脫水器以及在風機入口增加了臥式旋流脫水器，共三級脫水。

二、RD可調文氏管和環縫的對比

1.RD可調文氏管

傳統的OG除塵系統，煙氣通過一文粗除塵后，仍有60%的較大顆粒粉塵進入RD可調文氏管（以下簡稱二文）。二文由供水系統、捅針裝置、可調翻板和液壓伺服系統組成，由于翻板為橄欖形（圖1），在一個矩形箱內作旋轉運動通過控制翻板與矩形箱之間的間距，從而控制煙氣流過喉口的速度。

圖1 RD可調文氏管翻板示意圖

（1）如圖1所示，因翻板將矩形箱分格成兩個區域，煙氣流經二文時就形成了一個加速區和一個減速區。加速區內氣流得到加速后，與水箱內噴射出來的高速水流形成的水霧充分碰撞，形成水滴后被捕捉。而減速區內加速的氣流迅速膨脹、速度變慢，除塵效果變差。

在實踐中遇到的問題是，二文上方設計有收縮段，煙氣進入二文的減速區后，煙氣的流速根據截面積粗略計算，流速仍然可以滿足除塵的需要，但因進入翻板兩邊的煙氣量不一樣，除塵的效果也就出現差異。二文頂部設計有頂噴水，中間設計有捅針，噴出的呈柱狀側噴水，高速水流與喉口濺起的水霧與煙氣碰撞，大顆粒就附著在二文翻板的上部和側面，降低了翻板與矩形箱之間的間距，嚴重時翻板會卡死，因而平均15～20天就需清理二文。

（2）水鋼二煉鋼廠二文捅針有95顆，捅針的控制由風機轉速進行連鎖，風機低速時動作3次。捅針經常由于水質不好在噴頭處形成水垢導致不能回位，造成捅針堵死噴頭，沒有水流射出，無法形成水霧的通道，部分沒有除塵的煙氣進入到脫水和風機系統，影響系統使用壽命，造成風機積灰。

（3）二文除塵效率低，最多達到93%，煙氣通過洗滌后含塵濃度一般在100mg/m3左右，嚴重時煙囪冒黃煙。

2.下行環縫

環縫有上行式和下行式兩種型式，高層框架平臺形式與承載能力影響著選型，因此與眾多鋼廠的差異是采用下行環縫（圖2、圖3）。

圖2 下行環縫立體示意圖

圖3 下行環縫結構示意圖

下行環縫主要由收縮段、噴淋管、錐體、內錐體、液壓缸組成。取爐口內外微壓差值，由微差壓變送器轉變為電信號，通過調節單元帶動液壓執行機構動作，驅動環縫調節閥內的內錐體上下運動，工作時調整環縫喉口內內錐體行程，保證爐口壓差值，并使環縫處保持一定開度，形成可調環縫喉口。經降溫粗除塵后的飽和煙氣與噴淋水混合，高速進入環縫調節閥，煤氣中的細小塵粒與被霧化的水滴充分接觸，達到精除塵目的。下行環縫與二文相比具有以下特點。

（1）錐體與內錐體之間的間隙為氣流的通道，由于內錐體的上下運動，圓周上的通道呈圓環形，截面積呈線性變化，通過圓環形截面的煙氣阻力相同、面積相同與水霧碰撞的幾率相同，解決了二文布水不均勻問題。

（2）在環縫的噴水形式采用多噴槍進水錐形環縫調節裝置，噴淋管布置在內錐體的上方，水流可以將內錐體沖洗干凈，檢修時不用沖洗內錐體。

（3）噴淋管水量呈常噴狀態，不易發生堵塞，且水量分布均勻，無干涉區。

（4）環縫傳動部分設計為下行方式，配置有單獨的綜合液壓站，具備自動狀態、手動狀態、事故狀態三種操作模式，維護簡單，當液壓站發生故障時，打開泄壓閥就控制液壓缸，放下內錐體，不會影響生產。

（5）環縫文氏管為單喉口，除塵效率98%～99.9%，洗滌后的含塵濃度在50mg/m3以下。

三、效果

2011年3月水鋼二煉鋼廠下行環縫除塵系統投用以來，系統的維護、清理周期均可達到1個月以上，與一期的OG除塵系統對比，系統阻力減低20%、節電10%、節水20%、噸鋼煤氣回收量增加10m3，杜絕了爐口和煙囪冒黃煙的現象，有效緩解了風機的運行壓力。