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转炉干法除尘设备泄爆问题的研究

作者：尹文祥

来源：《中国科技博览》2016年第10期

[摘 要]干法除尘是近年来发展起来的一项转炉炼钢除尘技术，相比湿法除尘，其具有水电消耗少、风机运行稳定、粉尘排放浓度低等优点，但干法除尘中却存在着泄爆频繁的问题，对除尘设备内部部件的使用寿命和设备除尘效果等造成了不小的影响。本文主要对干法除尘泄爆的原因进行了研究和分析，并提出了预防措施。 [关键词]转炉 干法除尘 泄爆问题

中图分类号：R54041 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0032-01

近年来，环保问题日益成为社会关注的焦点，政府部门也加强了对工业企业污染排放的管控，钢铁企业普遍面临着较大的环保压力，节能减排、清洁生产成为当前钢铁企业生产工作中的重要内容。转炉在吹炼的过程中会产生大量的含有CO和氧化铁类粉尘的烟气，对大气和车间环境造成污染，伴随着转炉炼钢工艺的发展，除尘工艺不断改进，干法除尘以能耗小，外排粉尘含量低的优点成为了目前很多钢铁企业转炉除尘采用的方法，但其除尘工作中存在的一大问题就是静电除尘器的泄爆。泄爆不仅会对转炉生产带来较大的影响，还会影响设备的除尘效果和使用寿命。如何采取措施，较少泄爆现象的发生，成为保证转炉正常清洁生产的关键。 一、转炉干法除尘工艺的简介及烟气分析。

干法除尘是转炉除尘的一个重要方法，它由许多相关的机械设备

组成，形成了一套完整的除尘系统，其中主要包括蒸发冷却器、静电除尘器、风机，以及一系列的烟气回收与排放设备，如刮板机、输灰机等等。当烟气进入汽化冷却烟道间接冷却之后，再用蒸发冷却器进行雾化水直接冷却，喷入水量需根据生产产生热气流的热焓而确定。之后通过煤气管道将烟气引入静电除尘器中进行精除尘，除去烟气中大量的灰尘物质，然后再通过风机将气体引入煤气切换站，对合格煤气进行冷却回收，不合格的则经放散塔点火放散。 转炉炼钢产生的烟气约在1500℃左右，并含有大量的CO和粉尘。当高温烟气从炉口进入烟气罩时会混入部分空气，烟气中的部分CO燃烧反应，生成CO2，使气体成分更为复杂，主要有CO、CO2、N2、O2、粉尘等。蒸发冷却器可使烟气温度降低至300℃左右，并将其中的一部分较大颗粒的灰尘分离沉淀于蒸发冷却器底部，之后含有CO、O及粉尘的烟气会进入静电除尘器，由直流高压电场对烟气中的细灰进行进一步的吸附处理，一般经静电除尘后的烟气灰尘含量可降至15mg/m3。 二、造成泄爆的原因。

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电除尘器内部一氧化碳与氧气混合发生爆炸之后，使电除尘器内

部压力瞬间增大，并超过泄爆阀限制，这时泄爆阀就会迅速打开，使压力倾泄，烟气外排，从而造成了电除尘器的泄爆。产生泄爆的几个要素有：一定浓度的一氧化碳和氧气、火种以及较为受限的空间。当烟气进入电除尘器后，气体流速会降低，电除尘器内部的极线、极板等部件会对烟气流态产生影响，使当中的一氧化碳与氧气出现局部或整体的混合。极板之间间歇性放电产生的电弧，其温度往往会达到3000℃—6000℃，超过了转炉煤气的燃点，这时如果混合气体中的一氧化碳和氧气含量超过爆炸极限，爆炸形成的几个要素同时具备，就会发生爆炸，造成泄爆。结合转炉的生产操作，产生泄爆的原因主要有以下： 1、原料因素。

在生产中如果加入的废钢、白云石等副原料较为潮湿，含有较多

水分的话，其产生的水蒸气在进入静电除尘器后，会在电离作用下生成氢气与氧气，氢氧含量达到爆炸极限后，则会导致静电除尘器的爆炸。如果加入的废钢质量较差的，冶炼时会有很多的钢渣、海绵铁等物质浮在铁水液面上，形成隔层，氧枪中的氧气则会大量地逸入到烟气中，导致烟气中的氧含量过高而易引起电除尘器的泄爆。 2、设备因素。

设备因素主要是设备管道密封不好，在冶炼的过程中就会吸入外

界空气到设备中，而使烟气中的氧含量超标；如果静电除尘器电场内的阴极板和阳极板距离达到起弧条件时，产生的电火花也增加了泄爆发生的可能性。 3、操作因素。

如果蒸发冷却塔喷水降温未能使电除尘器出口烟气温度降低到

要求温度的话，较高的温度会导致氧枪提枪，而再次下枪则会使烟气氧含量迅速上升，与烟气中的一氧化碳混合而达到爆炸极限造成泄爆。另外，氧枪供氧强度设定过大的话，过多的氧气也会逸到转炉煤气中，产生泄爆。 三、减少静电除尘器泄爆的措施。

泄爆其实是在烟气发生爆炸时对除尘设备和管道的一种保护，但

如果泄爆频繁，则经常性的爆炸冲击则会严重影响除尘设备的使用寿命和除尘效果，正常的生产秩序也会受到影响，因此，必须要采取措施减少静电除尘器的泄爆的发生。

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首先应从原料方面入手，做好原料的储存于保管，尽量确保废钢、矿石等原料干燥，有条件的话，可将雨雪天气的废钢等原料进行加热，时间视其含水量确定，以降低原料水含量，如不能保证原料干燥的话，那么在生产投料时，应尽量将含水量较高的废钢及副原料放在最后一段时间投放，使其与初期吹氧时间相错开。在生产操作中，应加强对喷淋系统控制，做好静电除尘器出口烟气的温度控制，保证烟气温度低与180℃；在吹氧操作开吹时，应降低氧气的流量和压力，并持续数十秒，使产生的一氧化碳气体能够在炉内被迅速氧化，生成二氧化碳，从而降低一氧化碳的含量，使其不能达到泄爆条件，另一方面，可适当提高泄爆阀一级泄爆压力，减少一些因压力波动而造成的不必要的泄爆。同时应强化设备管理，加强对设备的检修与维护，确保设备的及时检修，维护到位，定期不定期地进行设备的检修维护，保证各个设备的良好密封，喷淋设备的正常工作，对损伤的电极板进行及时的更换，保持阴极线与阳极板相对标准的间距。通过良好的操作控制与设备管维减少泄爆的发生，使转炉炼钢除尘设备始终保持良好的运行状态，使烟气可以得到更好的回收与处理，从而为企业节能减排，清洁生产发挥应有的作用。 参考文献：

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[2] 王北南，张斌.转炉干法除尘系统泄爆分析及应对措施.冶金动力，2012（2）. [3] 王永忠；施锦德.转炉煤气节能减排的几种技术措施[J]？.世界钢铁.2009年04期