轉爐靜電除塵器本體優化改造及應用

郭冰冰

摘 要：轉爐干法除塵是近年來在轉爐煉鋼生產中被逐漸推廣應用的一種除塵技術方法，相比于傳統的濕法除塵，干法除塵在降低煙氣含塵量，節水節電，延長風機使用壽命以及方便維護等方面體現出較明顯的技術優勢。但同時，干法除塵系統也存在著易泄爆等缺點和不足，這就需要我們不斷加強對靜電除塵器的研究和改造。通過對靜電除塵器本體的優化改造，使干法除塵中一些常見的缺點問題得到了較好的解決，從而提高了系統除塵效果，有效保障了轉爐煉鋼環節的清潔、安全生產，本文對此進行了探討。

關鍵詞：轉爐生產；干法除塵；靜電除塵器；優化改造；應用

近年來，隨著環保問題的日益嚴峻和環保檢查力度的加大，提倡節能減排，實現清潔生產已成為當前鋼鐵企業生產管理任務的重中之重。由此各鋼鐵企業紛紛加大了在除塵環保設備方面的投入，同時也加強了相關的技術改造，有效地提高了環保設備的除塵效果和安全性。干法除塵又稱為LT法除塵，是近年來在轉爐生產中應用較為廣泛的一種除塵技術，其核心組成部分就是靜電除塵器。雖然干法除塵較濕法除塵在運行成本和除塵效果方面具有一定的優勢，但卻存在易泄爆等問題，通過對靜電除塵器的優化改造，使得這些問題得到了較好的控制和解決。

1 靜電除塵器的組成和基本工作原理

1.1 靜電除塵器的基本組成

靜電除塵器（EP系統）是轉爐干法除塵系統的核心部分，主要負責吸附轉爐煤氣中的氧化鐵等粉塵顆粒，起到凈化煙氣，降低污染物排放的作用。靜電除塵器的結構裝置包括鋼支柱、殼體、平臺、內部走臺、外部樓梯、收塵極板、陰極電暈線、潤滑系統、刮灰系統、輸灰系統、氮封系統以及氣流分布板、防爆門、保溫箱、筒體、環梁等輔助部件。

1.2 靜電除塵器的結構特點

靜電除塵器主體結構為圓筒形，進出氣口為錐形，外部為環形梁結構，該結構使靜電除塵器具備了較好的抗熱、抗變形性能，同時還裝置了自恢復式泄爆閥，可抵御一般電場爆炸的沖擊，從而較好地保障內部設備的安全。扇形刮灰裝置軸承的潤滑采用的是中央潤滑系統，采用氮氣密封對存在漏風隱患的部位進行了密封，有效避免了裝置內氧氣的吸入，降低了裝置發生爆炸的可能性。靜電除塵器主要有手動和遠程聯動兩種控制方式，各電氣設備均可脫機、單獨運行，從而為電氣設備的操作、調試和檢修提供了便利。

1.3 靜電除塵器的基本工作原理

靜電除塵器的工作利用了靜電吸附原理，通過裝置內高壓電場使煙氣發生電離，使氣流中的粉塵荷電在電場作用下與氣流分離，從而達到吸附粉塵，凈化氣流的作用。靜電除塵器的吸附除塵性能受設備構造、粉塵性質和煙氣流速等3個因素的影響，如粉塵的比電阻過低或過高都會影響除塵器的除塵效果。

2 靜電除塵器的優化改造方案及應用

靜電除塵器雖然比傳統的濕式除塵有明顯的技術優勢，但其中還有很多可優化改造的地方。靜電除塵器的優化改造應以提高除塵效果，減少泄爆發生，確保設備穩定運行為目的，通過對影響靜電除塵器除塵效果和泄爆原因的分析，現提出以下優化改造措施。

2.1 機電多復式雙區技術

機電多復式雙區電除塵器的設計，前級電場采用常規結構，在末級電場內將其設計成一個標準復式雙區結構，同一電場內，收塵區與荷電區供電電源分開，各自采用一套高壓電源供電。從電除塵原理上分析，該技術利用了高電壓增加場強的辦法使得除塵效率得到提高，并且通過分區，使每個供電電源所需支持的收塵面積減小，一般的高頻電源即可滿足應用。從改造后的實際使用效果來看，與常規結構電場相比在除塵效率、除塵效果和適用性方面有了很大的提高，能夠捕集到更為細小的荷電塵粒，適合收集高、中、低比電阻粉塵。

2.2 增加除塵器的收塵面積

增加除塵器的收塵面積是一種較為傳統的改造方法，具有技術成熟、可靠性高，對配套設備無特殊要求的優點，以增加增加除塵器的有效寬度、有效高度和增加電場數為改造手段。與增加收塵面積相匹配的高壓電源及控制柜可做獨立增設，由此對原有系統的改造也比較少，在提高設備除塵效果的同時，設備運行的穩定性幾乎不熟影響。

2.3 增加場強

從電除塵原理考慮，增加場強是在本體不做改動的情況下，提高除塵器除塵效果的最有效辦法，而大功率三相電源的研發應用，則為這一改造設想提供了技術支持。在運行穩定性方面，三相電源采用可控硅進行整流變控制，比高頻電源所采用的IGBT逆變整流運行更加可靠；在能耗方面，三相電源與高頻電源的控制部分在功能上可實現節能調節，因而與高頻電源相比，其實際功耗較為接近；在除塵效果方面，三相電源的輸出電壓更接近擊穿電壓，可有效提高靜電除塵器的內部場強，從而使除塵效果明顯提高。正是基于以上優點，使得該方法已逐漸在國內外一些工業靜電除塵設備的優化改造中得到應用。

2.4 降低入口煙氣溫度

在電除塵器上游設置熱回收裝置，降低入口煙氣溫度，可提高除塵器的性能，該技術被稱為低低溫電除塵技術，已在日本得到了較廣泛的應用，取得了良好的應用效果。低溫除塵系統主要由低溫電除塵器和低溫換熱器兩部分組成，其基本原理就是通過降低煙氣溫度，來達到降低粉塵比電阻，提高收塵效率的目的。

2.5 電除塵器泄爆控制的改造

電除塵器泄爆的條件為電場內局部氧氣含量大于2%，電場內煤氣局部達到爆炸極限，電場內存在電火花。根據對電除塵器泄爆機理的研究，提出兩項改造措施：一是系統增設氮氣稀釋裝置，降低煙氣中氧氣含量和一氧化碳的比例；二是開發轉爐氧氣自動開吹控制煙氣中一氧化碳和氧含量，使之保持在爆炸極限以下。通過改造可有效降低電除塵器泄爆發生率，保障了電除塵器安全運行。

參考文獻

[1]王北南，張斌.轉爐干法除塵系統泄爆分析及應對措施[J].冶金動力，2012，（3）：48-50.

[2]徐維利，郝偉新.轉爐干法除塵系統泄爆分析及應對措施[J].黑龍江冶金，2014，34（1）：43-45.

（作者單位：河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠）