唐鋼150t轉爐一次除塵系統改造及生產實踐

張響 吳飛鵬 趙澤東 鄭世勇 鄭久強

(河北鋼鐵集團唐鋼公司熱軋部)

0 前言

河北鋼鐵集團唐鋼公司熱軋部轉爐車間3 座150 t 頂底復吹轉爐于1999年陸續投產運行，起初由唐鋼設計院有限公司和中冶京誠(原北鋼院)配套設計轉爐汽化冷卻系統，鞍山自動化院配套設計的一級、二級控制系統。初始設計運行壓力為1．78 MPa，實際運行壓力0．8 MPa ～1．2 MPa。汽化煙道的更換周期為一年，新煙道投入后的6 個月內故障率在80%左右，由于設備老化，技術落后，外排超標，放散煙囪屢有紅煙現象，為了進一步的改善環境、提高煤氣回收量，唐鋼熱軋部于2013年對2#轉爐和3#轉爐的汽化冷卻系統進行改造，于2014年對2#轉爐和3#轉爐的一次除塵系統進行改造。改造后煙囪外排粉塵穩定在50 mg/Nm3以下，節省了一次風機除塵水量，達到節能減排的目的。

1 系統改造

1．1 汽化冷卻系統改造

本次改造把原有的汽化系統5 段設計改為了7段設計。汽化煙道的活動煙罩、爐口段、移動段的直徑增大了200 mm，能夠有效降低煙氣沖刷磨損;中段由原來的1 段改為3 段設計，保障了各段的冷卻效果和施工吊裝要求;中三段和末段進行了加高1．8 m設計，從設計中避免了積灰，增強了受熱循環效果;中三段增加了射流輔助循環，末段進行了強制循環改造，有效的提高了循環倍率，能夠確保冷卻效果。配合中三和末段加高，汽包平臺提高2 m 以保證自然循環絕對的高差要求。改造后轉爐汽化煙道參數見表1。

表1 轉爐汽化煙道參數

1．2 一次除塵改造

1．2．1 改造前工藝流程

改造前，轉爐車間的一次除塵系統采用國內傳統的“塔文”結構，又稱四代“OG”法。轉爐冶煉產生的一次煙氣經汽化冷卻煙道進入噴淋塔，將汽化冷卻煙道出口900 ℃～1000 ℃的煙氣降溫至飽和煙氣(－72 ℃)并捕集粗粒灰塵，達到初步凈化的目的。然后，進入環縫式(R． S． W．)可調喉口文氏管提高風速進行精除塵，精除塵后進入旋流噴槍脫水器脫水，最后進入風機，如圖1 所示。

圖1 改造前一次除塵系統圖

1．2．2 改造后工藝流程

改造后的煙氣從轉爐→活動煙罩→汽化冷卻煙道→高溫非金屬補償器→高效節能節水減排洗滌塔→上行式長頸可調喉口環縫文氏管→高效減溫減濕旋流脫水器→接原系統。改造后洗滌塔噴嘴縱列布置、二文采用下進風上控制形式，如圖2 所示。

圖2 改造后一次除塵系統圖

2 改造效果

改造后熱軋部轉爐汽化系統的運行壓力控制在1．9 MPa ～2．4 MPa 運行。轉爐汽化系統提壓配套的儀表進行同步改造，完善了補熱、自動給水、定排、除氧、爐口微差壓等控制項目，實現汽化系統改造后的穩定運行，煤氣回收和蒸汽回收得到了穩定提高，一次除塵水用量顯著降低。

2．1 延長汽化煙道使用壽命

通過汽化冷卻煙道改造，煙道使用壽命從現在的一年更換(中段除外)，使用壽命延長到活動煙罩、爐口段2年更換;移動段3年更換;末段使用在4年以上的效果。該項目投入后，每年能夠節省備件費用429 萬元，人工費用150 萬元。

2．2 提高煤氣回收量

原有汽化除塵系統無活動煙罩，固定煙罩與爐口距離在500 mm 以上，造成大量的冷空氣進入鍋爐系統，使CO 熱值降低，同時煙氣溫度升高，鍋爐壽命縮短。由于二次燃燒，粉塵粒徑變小，增加了降塵的難度［1］。同時爐口有大量煙塵外溢，廠房頂部冒紅煙。經過改造后，增加降罩措施，煙罩內部氣體與大氣微差壓控制在6 Pa ～8 Pa。通過增加活動煙罩直徑和降罩操作，提高了煤氣回收量和煤氣熱值，并減少爐口煙塵的外溢。改造后煤氣回收量較改造前平均提高2．1 m3/t，煤氣熱值由改造前的5935．6 kJ/m3提高到改造后的6270 kJ/m3以上，能源成本年降低額達到208 萬元。

2．3 提高蒸汽回收量

通過增大冷卻煙道直徑，實現了轉爐高溫煙氣與煙道接觸面積的增大，提升煙氣的換熱面積，提高轉爐煙道冷卻軟水的汽化率;而且通過改造轉爐汽包連續排污管道及閥門控制，實現了水質檢測排污，控制水質達標運行;恢復各段的定排設備及管道，實現轉爐爐前計算機畫面控制調節閥門定期排污，以減少煙道排管內雜質的沉積，避免對導熱系數的影響，確保煙道高效的傳熱效果。改造前2012年全年蒸汽回收量與2014年全年蒸汽回收量對比見圖3所示。

圖3 改造前后蒸汽回收量對比圖

由圖3 可以看出，改造后2014年全年蒸汽回收量平均達到115．88 kg/t，較改造前2012年全年平均水平95．23 kg/t 提高了20．65 kg/t，2014年鋼產量按450 萬t 計算，則改造后蒸汽回收較改造前多創效650 萬元。2．4 降低除塵水用量 轉爐一次除塵煙囪排放≤50 mg/Nm3。采用七爐取樣，5 爐中間數據平均值測定。一次除塵水量≤550 m3/h。改造后2#、3#轉爐一次除塵水用量為525 m3/h ～540 m3/h，沒有進行改造的1#轉爐的一次除塵水用量為635 m3/h，改造前后一次除塵水用量減少100 m3/h，僅除塵水一項每年可降低成本78 萬元。

3 結語

唐鋼熱軋部通過對轉爐汽化冷卻系統和一次除塵系統進行改造，取得了較好效果。2#、3#轉爐系統改造后，解決了放散煙囪冒煙問題，煙囪外排粉塵達到國家新標準要求，外排粉塵含量降至以下50 mg/Nm3，煤氣回收量提高2．1 m3/t，蒸汽回收量提高20． 65 kg/t，一次除塵用水量節省了近100 m3/h，實現了節能減排的目的。

［1］王鐵剛，張旭，高計巖．提高轉爐一次除塵系統能力的生產實踐［J］．煉鋼，2010，26(2):68 －70．