转炉一次除尘系统OG系统精教学教材.docx

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转炉一次除尘系统OG系统精教学教材

转炉一次除尘系统（OG系统）（精）

氧气转炉烟气的综合利用

•氧气转炉在吹炼过程中，产生大量烟尘，倘若任其放散，就会严重地污染环境。

因此针对转炉烟气具有温度高、一氧化碳和氧化铁含量高的特点，积极采取措施加以综合利用，就可以“变害为利，变废为宝”。

烟气、炉气和烟尘的概念

•转炉在吹炼过程中产生含CO成分为主体、少量的CO2和其他微量成分的气体，其中还夹带着大量氧化铁、金属铁料和其他细小颗粒固体尘埃，这股高温、含尘的气流，冲出炉口进入烟罩和净化系统。

在炉内的原生气体称炉气；冲出炉口后称烟气。

转炉烟气具有高温、流量大、含尘量多、有毒性和爆炸性等特点。

燃烧法、末燃法，湿式净化、干式净化的概念

•燃烧法：

即炉气冲出炉口进入烟罩后，与足够的空气混合，使烟气中可燃成分完全燃烧，形成大量的高温废气，再经冷却、净化，通过风机抽引排放于大气之中。

•未燃法：

是炉气冲出炉口进入烟罩，通过控制使烟气中可燃成分尽量不燃烧，再经冷却、净化后，由风机抽引送入回收系统贮存加以利用。

80t转炉OG除尘系统简介

•的重力沉降、离心、过滤和静电等原理使气与尘分离，净化后的尘埃是干粉颗粒，也可回收利用。

•目前绝大多数顶吹转炉的烟气是采用未燃法、湿式净化回收系统，称OG系统；有的也采用未燃、干式净化回收系统，又称LT系统。

OG系统

•以串联的双级文氏管为主流程的煤气回收系统，简称为OG（OXYGENCONVERTERGASRECOVERY）。

这是一种湿法净化和回收煤气的方法，目前世界上90%以上的转炉仍采用以文氏管洗涤器为基础的OG法。

•“OG系统”主要由汽化烟道、一级文氏管、重力脱水器、二级文氏管、90°弯头脱水器、湿旋脱水器（复式挡板脱水器）、风机等设备组成。

OG系统特点

•净化系统设备紧凑。

系统设备实现了管道化，系统阻损小，不存在死角，煤气不易滞留，生产安全。

•设备装备水平较高。

通过炉口的微差压来控制二级文氏管喉口的开度，以适应吹炼各期烟气量的变化及回收、放散的切换，实现了自动控制。

•烟气净化效率高。

•系统的安全装置完善。

流程简述

•转炉冶炼过程中产生的烟气经炉口活动烟罩捕集到汽化冷却烟道，由汽化冷却烟道出来的高温烟气经溢流文氏管后，烟气饱和并降温，经过重力脱水器，烟气得到初步净化，饱和后的烟气经R-D可调喉口文氏管、90°弯头脱水器及复式挡板脱水器，烟气进一步被净化，并符合排放标准，净化后的烟气经室外管道流入煤气风机，当烟气成分符合回收条件时回收入煤气柜，否则放散。

炉气中所含尘埃为烟尘。

汽化烟道简介

•汽化烟道主要由活动烟道、炉口段烟道、固定Ⅰ段烟道、固定Ⅱ段烟道、末段烟道组成。

•汽化冷却实际上是把烟道作为余热蒸汽锅炉，它吸收烟气显热使其降温；同时锅炉产生蒸汽，蒸汽进入蓄热器后分配给用户。

•汽化冷却可分为全汽化和部分汽化两种。

而汽化本身从循环方式上又分为强制循环、自然循环及强制循环加自然循环的复合循环三种类型。

汽化冷却的原理

•汽化冷却就是冷却水吸收的热量用于自身的蒸发，通过水的汽化潜热带走受热部件的热量，使部件得到冷却。

倘若采用水冷却，1kg水每升高1℃，所吸收的热量仅为4.2kJ；而100℃等量的水变为100℃的蒸汽，汽化过程吸收的热量约为2253kJ/kg，为前者的500多倍。

所以汽化冷却的冷却效率高；大大减少冷却水的消耗量，可减少到冷却水用量的1/30~1/100；汽化冷却所产生的蒸汽可供用户使用；汽化冷却系统利于实现自动控制。

一级文氏管

•文氏管即为文丘里洗涤器，亦名快速收尘器，于1946年开始在工业中应用。

它是湿式除尘器中除尘效果最好的一种。

•气体经过喉部的速度一般是在50~120m/s的范围，依靠这样高速把供给喉部喷射速度约10m/s的液体分散成细小液滴。

虽然细小的水滴很快就加速到和气体差不多的速度，但因以气流速度运动的尘料和刚产生的水滴之间相对速度很高，所以在很短促的期间，尘料和水滴已经能够发生有效的碰撞，而且在

喉管之后马上是扩散管，气流被减速，尘粒和加速了的水滴之间有再次碰撞的可能性。

此外，气流在通过文丘里管喉部压力减低区域时，已完全饱和甚至过饱和，到扩散管内，因为速度渐小而压力升高，水气将以粒子为核而凝结，这有助于增大粒子的尺寸，同时表面润湿了的粒子既有利于与液体粘附，也有利于后面的收集。

喉部的尺寸和除尘效率及阻力的关系最大。

喉部直径是按选取的气流速度决定的。

喉部气流速度愈高，除尘效果愈好，阻力也愈大。

一般认为，对亚微米粒度的尘粒，需要80~120m/s的气流速度，也有采取高达150m/s的；对于较粗的尘粒，可取60~80m/s。

•喉部长度：

尘粒和水滴碰撞要依靠它们之间的相对速度，在喉部的喷水点后，水滴与气流的相对速度起初是从开始时的最大值急剧降低，然后下降渐趋和缓，当距喷水点一定距离时，水滴的大幅度加速大体完毕，这时水滴与尘粒的相对速度已经很小。

如再加长喉部，则除尘效率提高不多，而阻力却显著增加，故不可过意加长喉部长度。

•在OG系统中，汽化烟道过后的文氏管称作第一级文氏管，其喉部的气流速度一般在60m/s左右，主要作用为蒸发降温和除去较粗的尘粒，即起着粗除尘的作用。

其除尘效率可达95%左右。

•阻力一般在400~600mmH2O。

重力脱水器

•气流进入脱水器后，因速度降低，并改变了流动方向，而气流中的水滴仍作直线加速沉降，当一定直径的水滴沉降速度大于器内上升气速时，就产生了水气分离。

重力脱水器对细水滴的脱除效率不高，但其结构简单，不易堵塞，一般用作第一级脱水设备，起粗脱水作用。

•筒体速度一般采用4米/秒，最大不超过5米/秒。

•阻力公式：

ΔP=ξ*V2*γ/（2g）

二级文氏管

•二级文氏管为可调喉口文氏管，喉部气流速度为80~120m/s，主要作用为除去细尘和冷凝降温，起精除尘的作用。

•二级文氏管捕获尘粒的机理与一级文氏管相同。

•二级文氏管设计是否合理直接关系到整个OG系统除尘的效果。

•二级文氏管的阻力一般在1000~1400mmH2O。

90°弯头脱水器

•弯头脱水器主要是利用含污水滴的气流进入脱水器后，因受惯性及离心力作用，水滴被甩至脱水器的叶片及器壁上沿壁流下，通过排水槽排走。

弯头脱水器起粗脱水作用。

•弯头脱水器进出口可采取方形或矩形截面。

•脱水器内的叶片间距的确定直接关系到脱水器的脱水效率及设备的正常运行，一般叶片间距太大会降低脱水效率，太小会造成堵塞。

一般情况下间距采用160~200mm。

弯头脱水器的技术性能

•弯头脱水器入口流速应不大于12m/s，出口气流速度应低于入口，可取8m/s，脱水器内的截面流速取5~10m/s。

•阻力：

90°弯头脱水器阻力一般为20~30mmH2O。

复式挡板脱水器（湿旋脱水器）

•湿旋脱水器起精脱水的作用，一般用在风机前作精脱水设备。

•在旋风器内，粒子以切线和径向两种运动造成一条合成抛线。

无挡板的合成抛线O-A使粒子在器壁A处碰撞落下，如果增加了挡板，则抛线O-A将被截断于B点，缩短成O-B线。

使粒子提前在B点撞落。

同心挡板愈多，抛线也愈短，则粒子碰撞落下的机会也更多。

有助于提高其粒子清除效率。

•粒子为液滴时，落于壁上就形成一层水膜。

如膜过厚，在气流通过时，可能再度使水膜溅出。

增加挡板后，等于增加器壁面积，水膜因而减薄，不致产生雾沫夹带。

•在无挡板的旋风器中，气流在器内环流至少两至三圈以上，压力损失大。

在复挡中，气流经过挡板仅为3/4圈，在器壁处最多为一圈。

故在同样进口气速下，其阻力较无挡板小。

虽然增加挡板将增加气流与壁面摩擦的阻力，但旋风器阻力主要来自气流传动，与器壁摩擦所产生的阻力仅占很小部分。

复挡的阻力

•ΔP=C*Up2*ρa/（2g）

•式中：

C-----阻力系数

Up-----出口速度

ρa-----进口状态下气体重度

g------重力加速度

水封器的作用

•防止煤气外逸和空气渗入系统；

•阻止各污水管之间的串气；

•阻止煤气逆向流动；

•可以调节高温管道的位移；

•可起到一定程度的泄爆作用和柔性连接器的作用。

因此它是严密可靠的安全设备。

对转炉除尘风机的要求

•转炉烟气的净化回收系统中，风机是重要的动力中枢，是将净化后的煤气放散或回收利用。

转炉除尘风机的工作特点是煤气含尘量约为（标态100~120mg/m3，CO含量为60~80%，温度在36~65%，相对湿度为100%，并含有一定水雾；同时转炉又是周期性间断吹氧；基于以上情况，对风机提出如下要求：

•调节风量时，其风压变化不大，在小风量运转时风机不喘震。

•叶片、机壳应具有较高的耐磨和耐蚀性。

•具有良好的密封性和防爆性。

•具有较好的抗震性。

•最好使用变频调速风机，有利于节约电能和提高风机寿命。

水封逆止阀的作用

•水封逆止阀安装在回收系统煤气柜之前，是阻止煤气倒流的部件。

•水封逆止阀安装在回收系统煤气柜之前，是阻止煤气倒流的部件。

转炉放散烟囱的作用及要求

•工业烟囱是用来排放烟气的设备，烟气能以一定速度排出，同时要考虑与周围建筑物，尤其是民用建筑物的距离和标高。

但是氧气转炉烟气中含有可燃成分、有毒且易爆炸。

所以应注意以下原则：

•一座转炉设置一个专用放散烟囱。

•采用钢质结构烟囱，抗震性能好，又便于施工。

•放散烟囱标高均比厂房最高点高出3~6m。

•随着环保要求的提高，烟囱出口处应设有点火装置，以使煤气燃烧后放散。

•为防止煤气发生回火，煤气在烟道内流动的最低速度应大于回火速度，在12~18m/s为宜，以保安全。

抽风房安全操作规程

•1、开新炉前或接班时，必须检查各系统各种指示联系信号、安全阀、汽包压力表、水位计、煤气自动分析仪和报警装置处于良好状态。

不得随意自行关闭、损坏、拆卸、调试等不利于仪器正常运行的行为。

•2、开新炉前要将烟道、汽包的积水排除，然后关闭所有排污阀门，补新水到规定的高度（汽包水位加到中限水位，严禁水位过低或过高操作）。

•3、在吹炼过程中要经常与炉前联系，发现问题要及时协调处理。

•4、在锅炉（汽包）运行中要密切注意各水位计、压力表等仪表状态，发现问题及时汇报处理。

如汽包运行中缺水时，不得立即补水，立即通知炉前停炼并等锅炉温度下降后再补水。

•5、每小时巡视、检查运行中的汽包安全阀启始压力应在规定值范围内；各水封、各防爆板必须处于正常状态。

巡检时应避免停留在安全门、防爆装置、法兰盘、水位计等有可能发生爆炸或泄漏的位置。

•6、每班冲洗水位计一次，以免造成假水位，危及安全。

•7、安全阀必须每班手动一次，每周自放一次，并观察开启是否灵活、可靠。

（正常运行情况下，安全阀必须每年校验一次。

校验压力为规定值）。

•8、在锅炉运行中，禁止对泵压部件焊接、紧螺丝等工作。

检修后的锅炉允许派有经验的人员使用标准夹板，（不可用接长手柄的板头），在开始预热过程中紧法兰、人孔螺栓，但锅炉汽包压力不得超过0.5MPa。

•9、锅炉或管网内如确实需要进入工作，必须经充分通风、温度在500C以下，经测定，安全部门批准后方可进入。

•10、每班在炉前停止吹炼时对汽包、蓄热器、汽化烟道排污一次并记录，以防止压力容器、管网结垢或堵塞造成事故。

•11、炉后逆止水封水位应控制在水位计的350∽400mm处。

•12、当风机发生以下异常情况可先手动提枪后，再通知调度及有关人员到场。

•

（1）风机剧烈振动；

•

（2）风机运行过程中杂音大、温升迅速、冒烟、摩擦等。

•（3）轴承温度达800C以上。

•（4）机后弹簧防爆阀开启无法复位，气体大量外泄或其它防爆板破裂，危及人身安全。

•（5）液力偶合器油液大量外泄，有可能发生故障。

•（6）三通阀处于回收状态后无法复位，而旁通阀又无法动作。

•（7）突然发生断电、断水或其它突发事故。

•（8）发生一切有可能造成不安全事故或重大设备事故的任何情况

•13、如确需带负荷换机，应具备以下条件：

•

（1）必须在非冶炼状态进行。

•

（2）应停止回收煤气，放散阀处于开启状态。

•（3）管网内保持正压力并避免大的波动。

•（4）没有任何危及安全的征兆。

•14、风机故障需检修时应按风机启动、停机条款进行，严禁带负荷拉、送闸。

并应挂检修牌。

•15、必须保持系统密封性，严禁在系统有泄漏的情况下回收煤气。

•16、操作人员发觉非身体不适引起的头昏、眼花等症状应立即通知煤气救护人员到现场检查测定，并通知调度派人检修。

•17、严禁在机房内抽烟，或带进火源。

•18、除尘回收系统巡回检查至少二人以上，以防煤气中毒或发生其它不安全事故。

•19、烟罩焊补、清灰换叶片或其它相关设备检修时，必须把逆止阀关闭，三通阀处于放散位置，用氮气吹扫后方可进行清灰或检修。

•20、检修煤气系统所属设备需动火时，必须先办理动火证，得到有关主管部门许可后方可动火检修。

•21、当有外来人员参观或本车间人员检修时，操作人员应主动配合和现场监护。

•22、开备用机时，冶炼前三炉不准回收，应放散。

•23、使用或停用备用风机，应开启、关闭相应的眼镜阀，以防止煤气中毒。

日常操作、巡检、维护注意事项

•1、操作和巡检应注意两人同行，一人操作，一人监护；

•2、在煤气区域作业，要注意携带煤气报警器；

•3、到炉后要注意携带对讲机，便于同机房联系；

•4、每班要及时对工段范围内的设备进行巡检；

•5、巡检时要特别注意观察溢流水封水位波动情况；

•6、每班要及时对炉后排水水封进行检查，以保证排水通畅；

•7、风机叶轮冲洗水要控制在合适的压力或流量范围内；

•8、加强对排污管的检查，定期对各疏水器、烟囱水封、水封逆止阀进行排污，确保管道排水通畅；

•9、开眼镜阀时要注意站位，以防意外事故发生；

•10、管道进行氮气吹扫时，要注意先开放散阀，后开氮气阀；吹扫完毕时，要注意先关氮气阀，后关放散阀；

•11、注意定期对各运转部件进行润滑（如：

摆动式气缸的转轴）；

•12、每班应在非回收期间对各旁通阀开关一次；

•13、发现问题及时汇报。