摘要：本文着重分析了转炉LT干法除尘工艺中蒸发冷却器和静电除尘造成泄爆的主要原因，并提出了有效的针对性措施，减少或避免泄爆的发生，较大程度的稳定了转炉的生产节奏，提高了转炉的产能，延长了除尘设备的使用寿命。

　　关键词：炼钢干法除尘；泄爆；蒸发冷却器；静电除尘器

　　1应用转炉干法除尘的基本情况

　　转炉烟气通过汽化冷却烟道，转炉烟气温度由1600℃降到750℃再到1100℃后进入到蒸发冷却器（简称EC），蒸发冷却器内采用双介质雾化喷嘴，用高压蒸汽将水雾化后冷却烟气，并起到调质作用，粗颗粒的粉尘在水雾的作用下团聚沉降，形成的粗粉尘通过粗灰输送系统到粗灰料仓；冷却后的烟气通过管道进入圆筒型电除尘器（简称ESP），温度为150℃~200℃,静电除尘器为四个电场，采用高压直流脉冲电源，捕集剩余的细粉尘，通过电除尘器下的刮板机将其刮到底部输灰链，由细灰输送系统输送到细灰料仓；电除尘器出口的烟气含尘量在10mg/Nm3以下，燃烧热值高的煤气经过切换站、煤气冷却器降温到75℃以下进入煤气柜，低燃烧值的烟气经放散塔放散。

　　由于转炉干法除尘技术节水节电、除尘效率高，符合实际建设情况的要求。同时又可提高能源的利用率，有利于保护环境，发挥良好的社会效益。因此，经过综合论证，2座250吨转炉全部采用干法除尘工艺。由于工程建设期和调试阶段准备比较充分，在投产初期，设备的故障较少，1#、2#250吨转炉投产3个月后达到设计规模。外方对各种技术性能考核指标全部测试并顺利通过。但是由于转炉干法除尘工艺在国内同等规模的不多，设备的运行维护方面可以借鉴的很少，在运行3年后也暴露出不少设备方面的问题，以下是转炉干法除尘系统运行以来存在的问题。

　　2转炉干法除尘系统出现的问题

       2.1参数控制

　　2.1.1蒸发冷却器的温度控制

　　干法除尘系统的控制程度高，操作人员只需要在每炉吹炼时给转炉一个“允许吹炼”信号，中间所有控制无需干预，操作人员的主要工作监视设备的运行情况。

　　EC的温度控制为整个干法控制系统的核心，控制的主要参数为EC的入口温度、出口温度、烟气流量和风机速度。EC运行的好坏直接关系到ESP的运行状况，运行恶劣时极线沾灰严重，振打很难敲掉；分布板堵塞，影响气流的柱形分布。同时烟气温度对粉尘的比电阻有很大的影响，而且对电晕始发电压（电晕电压）、火花的放电电压、烟气流量等都有影响，一般随着烟气温度的升高，电场的起晕电压下降，火花电压降低，电场的风速提高，烟气处理量增大，引起除尘效率下降。同时，如果温度太高，除尘器内部如极板、极线、刮灰框架热膨胀变形。所以蒸发冷却器出口温度的设定很重要，实际温度的设定要和静电除尘器入口温度结合起来，保证进入静电除尘器的温度在不高于200℃,以利于除尘。各个钢厂蒸发冷却器温度出口温度设定和工艺设施有关，蒸发冷却器和静电除尘器之间烟气管道的距离越长，温度的设定越高。据统计，烟气管道每百米的温降可达30℃~40℃,可减少蒸发冷却器喷水量10%以上。合理的烟气管道长度可以起到防止烟气中未汽化的液态水进入电除尘器。

　　蒸发冷却器内壁结块也是干法除尘系统普遍遇到的问题，结灰的速度因厂而异，速度快的不到半月，慢的1年也没有问题。EC结灰的原因有很多，其根本原因在于进入蒸发冷却器气流分布不均匀。喷枪喷射的汽水混合物在气流的作用下中心线偏向靠近汽化烟道侧，形成涡流的区域和喷枪水溅湿的区域排都容易内壁结垢。除喷枪本身的检查外，根据蒸发冷却器内壁刮灰的情况调整喷枪的插入深度，必要时可以加装超声波振打装置。在采取了以上措施后，刮灰的速度得到了有效的控制。

　　2.1.2静电除尘器出口温度

　　ESP的出口温度是一个很重要的参数，虽然在有的厂没有连锁控制，但在一定程度能够反应除尘器的运行状况。一般来说，烟气在除尘器内部有一个热交换的过程，出口温度相对于进口温度有一个明显的滞后期且显得更加稳定，波动较小。出口温度一般小于200℃,如果温度超过200℃,静电除尘器的运行就为异常，引起这种状况的原因如下。

　　（1）ESP内有泄爆产生。吹炼开始时，如果产生严重泄爆，ESP的出口温度会瞬时超过正常温度，然后恢复到正常值。但有时也存在吹炼开始后，泄爆阀没有打开，温度也有剧烈上升的情况。经过分析，这种情况应为烟气中氢气含量较高在ESP内部爆燃所致，氢气的主要来源为烟道设备的漏水在高温下裂解。经过统计，在烟道（移动烟道之前）发现有漏点的情况下，这种情况发生的次数较正常时高达330%

　　（2）ESP设备密封不严。由于密封垫破损或外壳机械磨损，泄露的主要部位集中在ESP底部链，所以为了维护检修方便，底部链最好不要做保温，已方便快速检查。在这种情况下，ESP的出口温度会长时间保持较高温度。

　　ESP出口温度异常，如果为第一种情况，可继续进行冶炼，如果长时间温度一直较高，可能为第二种情况，必须立即停止吹炼，检查密封。

　　2.2静电除尘器的维护

　　在干法除尘系统中最难维护的就是静电除尘器。EP内部运动部件多，内部环境长期处于高温、低温的周期性变化，再加上泄爆时的巨大热量和冲击，钢构件变形的几率增多。

　　2.2.1阴极线断线

　　阴极线断线主要发生在一电场，二电场很少断线，三四电场几乎没有断线。一电场断线主要在中下部，断裂部位主要位于阴极线无芒刺段，这些位置正对着阳极板的腰带和极板间固定间距用的支撑处。由于无芒刺部位和对着的腰带以及支撑之间的间距较小；腰带未经钝化处理，表面粗糙有突起；阴阳极极间距变小等原因从而使局部地点电场强度升高，产生了电弧，引起了阴极线局部高温，加速氧化腐蚀，从而导致了此部分极线断面严重减薄、变形，进而断裂，电弧腐蚀是引起阴极丝断裂的主要原因。目前还没有根本的解决办法。

　　极限断线后，利用定修时间割除断线，这样能保证本电场电压值。

　　2.2.2振打装置故障

　　阴极或阳极振打装置出现故障引起反电晕，电压值很大，但电流明显下降。

　　一般存在阳极振打锤脱落、阴极振打锤脱落、阴极振打连接杆脱开、振打锤卡死、振打锤和砧子装偏、振打锤的高度不够等现象，这样的现象基本上能造成振打不力，极板或极线积灰，导致电流电压降低，除尘效果下降。

　　静电除尘器整流柜的控制模式一般采用电晕功率模糊最优,这种模式比较适合于转炉煤气的除尘，因为转炉粉尘的比电阻较小，电场放电次数比较多。为避免火花太多对极线的电腐蚀，曾在2号转炉2电场采用火花跟踪模式，当电场发生火花击穿时，为避免燃弧，及时关断可控硅，并在几个周波内迅速恢复到原击穿电压的80%~90%，然后，以较低的速率缓慢趋近原击穿电压，保证火花跟踪特性，此控制方式很好的控制电场放电次数（放电次数可以设定），趋近于介质恢复曲线，保证了最大的输出功率。但这种模式在设定较低火花的时候（比如火花频率5次/分钟）运行一段时间后，发现反电晕现象严重，究其原因，为电场的振打装置工作不佳，依靠机械振打难以去除极限和极板上的粉尘；形成火花时产生了很强的电场力，对极板和极限都是一种冲击，反而起到振打的作用。特别在一电厂，一定的火花次数是必要的。

　　转炉静电除尘器自投产后一直存在极板和极线挂灰严重问题，特别是在除尘器中部和下部，极线由于挂灰过多变得结瘤肥大。一方面，极线肥大造成的后果非常严重。结瘤中主要的成分转炉吹炼期间产生的氧化铁，在转炉吹炼结束后氧化铁和空气中的氧气反应，产生大量的热力，温度可以达到400摄氏度以上，在外力的影响下能使极线、极板变形；另一方面，对包裹的极线产生强烈电腐蚀，使极线变细、断裂，同时部分阴极线被结成棒状的灰尘包裹，造成电晕功率下降，除尘效果降低，清灰效果不理想。静电除尘器入口处的导流板有很多直径较小的通气孔，如灰尘附着较多，将透气孔堵塞，气体无法流通，炉口返烟严重，只能被迫检修。后多次对振打锤改造，如增大振打锤重力、改变振打角度，但效果不大，每次的检修中发现导流板、阳极板、极线的积灰较多，灰尘厚度增加后，清灰不彻底，由于极板、极线挂灰为干法除尘的痼疾，很难得到彻底的解决。声波清灰器作为静电除尘器的辅助清灰装置是一项既简单又经济的有效措施，可以有效地完成除尘器的清灰过程，从而为提高除尘器运行效果提供了可能，声波清灰是以压缩空气为动力源，高强度的钛金属膜片在压缩空气作用下自激振荡，并在谐振腔内产生谐振，把压缩空气势能转换为低频声能，通过空气介质把声能传递到相应的积灰点，使声波对灰渣起到声致疲劳的作用，由于声波振荡的反复作用，施加于灰渣的挤压循环变化的载荷达到一定的循环应力次数时灰渣的结构因疲劳而破坏，然后，因重力或因流体介质将灰渣清除出附着体表面，达到清灰的作用，在2座转炉各增加8套超声波振打后，大大减轻了极板、极线和导流板的积灰，可以大大提高静电除尘器的清灰效果，从而提高除尘效率。

　　2.2.3扇形刮灰器过扭大、滑道跳齿

　　扇形刮灰器主要是清除极板沉落的积灰，一般2个电场共用一个刮灰器，其机械机构在电除尘器底部来回旋转，一旦卡住容易引起跳齿、轴变形，由于检修空间狭小，一旦出现事故，处理很困难。所以刮灰器的润滑相当重要，特别是北方冬季和夏季温度变化比较大，根据季节更换不同类型的润滑油，保证润滑管路的畅通；在检修时也要特别注意，不要遗漏工具或其它金属杂物。另外，定期更换刮灰器的限位，如果限位开关故障，容易出现刮灰器冲顶，酿成重大事故。在维护时，重点检查内部焊接件的焊接情况，定期加固。

　　2.3操作制度的建立

　　干法除尘系统一般自动化程度较高，系统可自动完成烟气温度调整、风机速度变化、煤气回收，整个运行基本不用人工操作干预。系统建立大量连锁来保证设备运行安全，如测温元件损坏、蒸发冷却器出口温度高、紧急泄灰阀未关、电场跳电、泄爆阀未关到位、风机轴温和震动超过极限值、风机的流量低等等。但系统的连锁、报警不可能非常完善，冶炼每一炉时都需要实时监控运行设备状态。

　　与湿法除尘比较，干法除尘对转炉操作和原料要求较高，工艺上技术相对复杂，控制和维护要求高，所以要编写详细、准确的设备和工艺操作规程，严格按照规程操作，保证设备长期稳定运行。在防止静电除尘器泄爆方面工艺和设备都提出一些要求。

　　第一，废钢尽量在兑铁前加入，如果废钢潮湿，必须提前加入。

　　第二，转炉开始吹氧时要控制开吹氧量，控制铁水温度不能过低，尽量使打火点提前，生成的一氧化碳充分燃烧，形成保护气体，把管道内的空气驱除干净，这样就可以大大降低泄爆几率。同时，规定在开始吹炼时活动烟罩要处于高位，2分钟后方允许降罩。

　　第三，通常转炉加入的第一批冷却剂为铁矿石，要求加入时间不能太早，一次加入量不能太多，采用电振下料。铁矿石要求含氧量低，粉状料含量尽量少，这样加料时烟气波动较小，有利于除尘的稳定。

　　第四，合理生产组织，避免转炉二次下枪。由于二次下枪时，基本处于碳氧反应剧烈时期，一氧化碳快速生成不能全部燃烧导致泄爆。所以，二次下枪前后，风机要高速运行，一方面，吹扫管道中滞留的一氧化碳，另一方面，下枪后，保证一氧化碳充分燃烧。这同样对设备的自动化程度要求比较高，使用副枪或气体分析系统对钢水成分进行分析，尽量一枪吹到底。

　　同时要充分利用二次除尘系统的功能，不要把全部除尘负荷加到一次除尘上，在非吹炼期间尽量保持一次除尘内部的温度稳定。

　　目前，邯钢新区转炉干法系统两座转炉泄爆次数基本控制在1~2次/月以内，有的转炉连续五个月无泄爆，但也有1炉钢泄爆3次的情况发生。

　　3生产实践情况

　　干法除尘设备投产后，上述问题都时有出现，比如，蒸发冷却器结块非常严重，为保证除尘设备能够长寿命稳定运行，设立了“蒸发冷却器喷水优化”“静电除尘器长寿命运行”“转炉煤气高效回收”等三个攻关课题,长期动态跟踪各个环节的运行情况，消化吸收国内外钢厂除尘维护的经验，对喷枪、静电除尘器、杯阀等关键设备进行了调整优化，确保了除尘设备的长期稳定运行。三套干法除尘系统净化后的煤气含尘量在20mg/Nm3以下，直接供高炉热风炉使用；整个除尘系统用水量约0.06m3/t钢，耗电量为3.19kWh/t钢，均远远低于湿法除尘的能耗；除尘风机使用寿命长，维护工作量小，每年只需在线做一次动平衡测试即可；干法除尘系统自动化控制程度高，煤气回收时切换速度快，其煤气回收量高，吨钢可回收120m3以上。

　　4主要技术和效果以及主要经济效益

　　通过对泄爆的分析，提出针对ECA和ESP造成泄爆的预防措施并实施。通过实施加强喷水雾化质量控制、烟气温度精准调控、密封与防漏风管理、清灰系统优化、优化电压电流参数控制等措施，降低了泄爆的发生。

　　转炉除尘器的泄爆次数由原来的4~8次/天降到现在的平均每天不足1次。降低了泄爆的发生的同时保护了电除尘器内部设备，增加了ECA和ESP的使用寿命，提高了转炉电除尘系统的可靠性和安全性。

　　5结语

　　转炉煤气干法除尘系统相对湿法除尘系统在工艺上技术先进，但相对复杂，控制和维护要求高，系统设备设计、安装、调试、维护关联性强，因此，控制整个项目的质量至关重要，特别对于静电除尘器的安装，安装质量决定电除尘器的设备质量。国内采用干法除尘工艺的钢铁企业相对还在少数，运行状况优劣不一，各方面的管理经验不是很成熟。干法除尘在转炉的成功应用的管理和生产经验及运行方面的积极探索，可供同类型企业和考虑技术改造的钢铁企业参考。