转炉一次烟气净化系统工艺流程

点燃放散

[转炉→汽化冷却烟道]→蒸发冷却器→干式电除尘器→除尘风机 →切换站→ ↓   ↓ ↓

粗灰输送机  细灰输送机 变频电机

↓ ↓

外运← 储灰仓(车间内) 储灰仓(车间外)→外运

煤气冷却器 →[煤气柜]

2 设计原则

1)蒸发冷却器喷雾系统可根据烟气参数进行精确的自动调节控制;

2)除尘器具有优异的极配形式,良好的安全防爆性能和可靠的输灰系统;

3)回收与放散有效、快捷、安全的切换;

4)回收煤气含尘浓度≤10mg/Nm3

放散气体含尘浓度≤15mg/Nm3(双联操作≤20mg/Nm3);

5) 节能措施:ID风机配有变频调速装置,风机的运行与氧枪的升降连锁,氧枪下降时,

风机高速运转;氧枪提升时,风机低速运转。

6)噪音控制:在ID风机后设计消音器,消除风机运行时产生的机械与动力噪音。

3 干法除尘工艺参数及系统组成

3.1转炉炼钢基本条件

转炉座数: 1座

转炉公称容量: 120t

转炉平均产钢水量: 108t

转炉最大炉产钢水量: 110t

转炉最大铁水装入量: 120t

冶炼周期: 28~35min,其中吹氧13min

脱碳速度: 最大0.5%/min

平均 0.3%/min

最大炉气量: 70000Nm3/h

最大烟气量: 92000Nm3/h

炉气温度: 1450~1600 ℃.

烟气含尘浓度: 80~150g/m3

3. 2与烟气净化相关的技术参数

1)转炉烟尘成分见表2-1

成分 FeO Fe2O3 ΣFe MnO SiO2 MgO CaO P2O5 Fe C
含量% 67.16 16.2 63.4 0.74 3.64 0.39 9.04 0.57 0.58 1.60

2)炉气温度和成分见表2-2。

名 称 温度 成份(%)
CO CO2 N2 O2
前烧期 1450 60 30 9 1.0
回收期 1550 86 10 3.5 0.5
后烧期 1600 65 25 9 1.0

烟气粒度:燃烧期<10μm,回收期10~20μm。

转炉炉气采用未燃法处理,煤气回收。

活动烟罩行程500mm,以炉口为基准,上升最大行程500mm。

3)烟气净化系统参数

最大烟气量(α=0.2时): 92000Nm3/h

成分 CO CO2 N2 O2
含量(%) 70 15 14.5 0.45

3.3煤气柜设计压力

煤气柜设计压力3.8kPa

3.4干法除尘系统技术要求

3.4.1 烟气冷却系统

3.4.1.1汽化冷却烟道

干法除尘厂家提出对汽化冷却烟道尾段设计的技术要求,使冷却烟道出口烟气温度控制在设计范围内(~900℃);包括以下几方面内容:

1) 合理设计尾部烟道结构形式,有利于烟气进入蒸发冷却器后,流体场分布均匀,提高蒸发冷却器容积利用率,保证蒸发冷却器的运行效果。

2) 炉口微差压形式及接口。

3) 尾部烟道测压、测温位置及接口。

4) 喷枪在烟道上的位置及接口。

3.4. 2蒸发冷却器

汽化冷却烟道出口烟气温度直接影响系统设备选型和系统运行安全,设计时应考虑到工况的波动以及烟道使用后期性能下降等因素,干法除尘系统按照冷却烟道出口烟气温度900℃进行方案设计,使系统设备选型在该条件能够满足工艺要求。

蒸发冷却器由以下部分组成:非金属补偿器、蒸发冷却器壳体、支撑/限位

环、蒸发冷却器灰斗、灰斗内置刮板机、维护和操作平台、喷雾系统、保温设施及检修人孔等。

蒸发冷却器将来自汽化冷却烟道温度为~900℃的烟气冷却到200℃左右,使后续设备在相对较低和稳定的温度状态下安全地工作,因此是本系统的首要设备。

蒸发冷却器内部烟气温度是一个变化过程,因此,壳体2/3(上部)采用耐热1Cr18Ni9Ti,下部采用20g,钢板厚度δ=12mm。

在香蕉弯头出口管道上增加氮气稀释系统,在下枪吹氧点火不成功时使用.

要求在香蕉弯形灰斗上设置检修或观察门,方便检修和观察,另外设置紧急卸灰口和快开紧急卸灰门,当输灰系统出现故障或灰斗内部严重积灰时使用。

蒸发冷却器工作状态与自然状态温差很大,热伸缩量较大,所以结构设计要求考虑温度补偿以消除热应力,即使用膨胀节进行补偿。蒸发冷却器通过非金属补偿器与汽化冷却烟道连接,本体可向上和左右自由伸缩,依靠非金属补偿器消除汽化冷却烟道的水平热应力和蒸发冷却器竖直热应力。

非金属补偿器外壳材质0Cr25Ni20,内部导流板采用Q345,填充物采用聚四氟乙烯。

非金属补偿器结构为:下法兰、上法兰、导流板,导流板分为上导流板和下导流板,上导流板一端固定在上法兰上,下导流板一端固定在下法兰上,上导流板另一端与下导流板另一端相对设置,下导流板内侧的焊接钩钉,上导流板内壁下部设有弧形板,下法兰上靠近下导流板位置处均布有固定板,固定板上焊接钩钉。

蒸发冷却器系统所使用的调节阀、快速切断阀均选用无锡工装产品。

3.4.3电除尘器

1) 主要技术参数

入口烟气量 92000 Nm3/h

入口烟气温度 ~150 ℃

设备耐温 250℃

除尘器入口含尘浓度 75~100g/m3(标况)

每台除尘器电场数量 4个

卸爆阀(进口) 6个,进口

阳极板形式 C220

阳极板材质(一、二电场) 不锈钢00Cr12,厚度2mm,正公差

阳极板材质(三、四电场) SPCC,厚度2mm,正公差

阴极线材质

阴极线形式 B8

1、2电场阴极线材质 00Cr12,厚度6mm,正公差

激光切割

3、4电场阴极线材质 Q235B,厚度2mm、正公差

进口气流分布板 2层,不锈钢00Cr12

出口气流分布板 1层,低碳钢

2) 电除尘器结构组成

静电除尘器主要包括以下部分:

● 壳体:包括锥形进口和出口、环梁、筒体板、人孔门等。

● 阳极系统

● 阴极系统

● 阳极振打系统

● 阴极振打系统

● 分布板

● 分布板振打系统

● 刮灰及内部输灰系统

● 钢支撑结构

● 梯楼、平台

● 保温箱

● 外部保温层

● 集中润滑系统

● 氮气吹扫及密封系统

● 安全卸压阀

● 高压供电系统

● 室外所有电控箱及电机均设置防雨设施.

3) 技术要求

● 壳体

外壳是包容烟气、承载内部结构和烟气压力的结构,设计重点考虑结构强度、密封性、结构合理性。它由进风口、出风口、环梁、圆筒形外壳板构成。外壳设计成圆筒形结构,保证烟气以柱塞状均匀通过电场,杜绝流动死角,提高其抗爆强度,减少爆燃可能机会,同时便于检修时对其进行彻底吹扫及置换。壳体工作压力为2500-3000Pa,但设计耐压0.25MPa,极大减少煤气爆燃造成壳体变形。

在进风口和出风口上方分别设有3个DN1200mm的卸压阀,当除尘器内部发生煤气爆炸,,卸压阀自动打开卸压,减少过压对壳体及内部构件造成的破坏。

进出风口锥形结构设计便于气流的扩散,通过分布板有利于电场风速的均匀分布。

进出风口内分别设置2层分布板和1层多孔形分布板,每层分布板设置一套振打装置。

● 阳极系统

圆筒式静电除尘器分四个电场,分别供电,独立控制和运行。阳极系统是由若干阳极板排组成,沿气流方向平行布置,构成烟气通道。每一阳极板排由若干块极板通过上下连接结构组成。阳极板之间有若干限位顶杆装置,保证同极间距一致。

● 阴极系统

阴极系统由阴极大框架、小框架及阴极线组成,阴极线连接在小框架上布置在两排阳极板中间,小框架通过大框架用绝缘子悬吊固定。

绝缘子设有电加热装置,确保绝缘子干燥,杜绝电场短路。

在阴极装置外设有防尘管,该防尘管内壁光滑,长度合理,有效防止绝缘子被污染。

● 阳极振打系统

每个电场均设有阳极振打装置进行有效清灰,以避免板线积灰造成收尘性能下降甚至失效。传动轴水平布置在两电场之间,与气流成直角,振打锤型式采用旋转锤,每排极板对应一只锤子,锤头自由下落打击每排板的振打砧上,达到清灰的目的。阳极振打有自动和手动两种控制方式。振打周期预先设定并可调整。

振打装置由减速机驱动。每台除尘器设7套阳极振打,一、二、三电场各两套,四电场各一套。

● 阴极振打系统

阴极振打装置与收尘极振打原理相似,每个阴极小框架都对应一个振打锤。振打锤安装在振打轴上,振打轴由中轴承支撑,安装在支承框架上,与气流方向成直角。振打轴通过拉杆动作,拉杆连接到顶部由减速机驱动。拉杆动作是通过连接到减速机上的凸轮完成的。

拉杆通过绝缘子与减速机绝缘。

阴极振打同样有自动和手动两种控制方式。振打周期预先设定并可调整。

每台除尘器设6套阴极振打,一二电场各两套,三、四电场各一套。

● 刮灰及内部输灰系统

刮灰机构设置在电除尘器内部,圆形筒体的下部。主要由刮刀、圆弧形刮灰架、驱动、传动等部分组成。

传动部分包括轴装式减速机,电动机、传动轴、高温尘中轴承、圆弧齿轮、联轴器等。要求减速机设置过转矩保护装置,当转矩超过正常值时系统自动停机并报警。采用开放式销齿轮传动,轴承为剖分式,且进行干油润滑。

刮灰系统的驱动采用两套驱动系统,两套驱动系统分别驱动一二电场和三四电场刮灰机构。驱动部分包括采用轴装式减速机。

刮灰装置往返摆动运行,将阴阳极系统收集清落到外壳下部圆弧板上的灰尘刮到外壳外下部的储灰槽内,储灰槽内设置刮板输送机,将粉尘排出电除尘器。刮板输送机采用双链结构。排灰口设置气动插板阀和具有锁气功能的双层翻板阀。另外设置紧急卸灰口和多个快开紧急卸灰门,当输灰系统出现故障或灰槽内部严重积灰时使用。

该干法除尘系统刮灰系统采用无锡雪浪。

● 钢支撑结构

四电场圆式电除尘器每台5件环梁,每件环梁由两件H型支柱支承,将走台侧中间支柱作为固定点,其余支柱可单向或多向摆动,避免了热应力。关于环梁上所开人孔门,考虑尽可能扩大或采用椭圆形人孔.

● 梯楼、平台

在设备检修点均设平台及梯楼。

除尘器设置1套梯楼,通过梯楼可以上到除尘器各层平台,平台与除尘器连接设固定点和活动点,各平台用镀锌栅格板。

除尘器顶部平台方便检修保温箱和高压电源。

除尘器进出口上方平台方便检修安全卸压阀。进出口下方同样分别设置平台用于检修刮灰驱动装置。

除尘器中部平台用于收尘极振打装置检修。

在除尘器下部设置输灰平台,平台单独固定在除尘器的下面,从地面通过楼梯出入。

● 保温箱

每个电场的阴极系统采用4点绝缘吊挂,安置在保温箱中。保温箱内设置电加热器和温度检测,将气体加热到80℃以上,将防止绝缘子结露。还对保温箱补充氮气防止空气渗入。

除尘器共有16个保温箱。

每电场一个进线保温箱与高压电源相连,每台除尘器4件;

除尘器6件带阴极振打驱动装置的保温箱,第一、二电场各2件,其余电场各1件;

除尘器6件普通保温箱;

所有保温箱均用连接法兰与壳体相连接,布置在壳体上部。

保温箱的外形充分考虑放电距离。

● 外部保温层

整个电除尘器除泄爆阀和刮灰区域外,其余均敷设保温层,厚度100mm。保温材料选取岩棉,保温护板选用彩钢板。

● 集中润滑系统

每台除尘器设置一套集中润滑系统,定期为刮灰系统各轴承注油润滑。

4)系统功能

本系统采用双线自动集中润滑方式,系统主要由电动润滑泵站(含压力控制器、电器箱)、双线分配器、管路及管路附件组成。电动润滑泵将润滑脂通过分配器定量地加注到各个润滑点。系统设定手动、自动和持续三种工作方式。手动方式:由人工控制系统的启动和停止;自动方式:系统按预先设定的时间定时启动,向润滑点供油,定时时间可调;持续方式:系统不间断地向润滑点供油。系统设有润滑泵电机过载、系统超压或泄漏报警信号,随时能监控系统的工作情况。系统信号进入PLC.系统有自动注油功能.

本台电除尘器优先选用西矿或宣化除尘环保生产的电除尘器。

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