红钢炼钢转炉除尘水系统水处理的应用

Posted 2023-01-12 转炉

篇首语：春衣少年当酒歌，起舞四顾以笑和。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了红钢炼钢转炉除尘水系统水处理的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

从分析炼钢转炉除尘水系统的工艺特征及水质特点，结合红钢在转炉除尘水系统水处理的成功应用案例，论述了目前转炉除尘水化学水处理的原理、方法、过程控制(水质控制)标准、整个烟道各个运行参数控制合理值，循环回用带来效益及投资回报，具有重要应用意义和推广价值。
l转炉除尘水系统工艺特征及水质特点
1.1转炉除尘水系统工艺特征
转炉除尘水系统是“OG"系统的核心部分。“OG"系统是转炉文式管除尘系统，是集转炉煤气冷却洗涤回收功能于一体的组合系统。转炉冶炼过程中产生的大量高温(1450～C)含尘烟气被活动烟罩捕集，经汽化烟道冷却到1000℃左右，然后通过一次除尘器喷水冷却并除去大颗粒灰尘，再经二次除尘器除去细小粉尘，送到煤气引风机，经检测合格的煤气(CO含量大于35%，02含量小于2%)，通过三通阀切换经水封逆止阀和u型阀送到气柜，不合格的烟气则通过烟囱点火燃烧放散。转炉除尘水系统见图1.

1.2转炉除尘水系统水质特点
炼钢过程中会产生大量的烟气，烟气中大量煤气及一些有害物质如酚、氰、一氧化碳及固体杂质等，炼钢需要投加造渣剂石灰(CaO)，部分石灰粉末被烟气带出，在烟气冷却、洗涤过程中，因水气接触进入水中，成为转炉烟气洗涤污水，污水经过水处理单元(混凝沉降、冷却、水质稳定)后变成清水，循环回用。该系统水的水质具有高温、高悬浮物、高硬度、高pH值的特点：
1)高温：一文处约为1000℃，在二文处约为70cc：
2)高悬浮物：吹炼时高达6000t，e，/mL以上；
3)高硬度：回用水硬度高达600t，#mL以上；
4)高pH值：系统水的pH值9～13，经常维持在11以上。
在这样的水质条件下，系统具有很强的结垢趋势，对水处理技术提出更高的要求，若水处理不当，会在系统的关键设备部位出现结垢堵塞现象，严重影响生产的正常运行，结垢问题突出的部位：
1)一文喷嘴堵塞，影响降温效果。
2)二文
喷嘴堵塞，R—D阀活动受阻，影响风量；烟气与水形成局部短路，导致炉前大量冒黄烟；大部分烟气未经洗涤，直接吸人引风机，在风机叶片上沉积。
3)90度弯头脱水器和重力脱水器
结垢积累，限制风量；排水道堵塞，影响水平衡。
4)风机叶片
叶轮表面积垢，风机运转中部分积垢脱落，加剧风机的震动。
5)除雾器
填料结垢，影响除湿效果，影响煤气回收质量。
6)供水泵及供水管管路堵塞，限制水量。
2红钢转炉除尘水系统水处理改造前后的情况
2.1改造前的状况
红钢现有40T转炉2座，一期1转炉于2005年4月投产，二期2转炉于2006年9月投产，炉容总量由40t扩至80t，现有生产能力为年产钢100万t。红钢转炉除尘水系统设计为循环密闭回用水系统。从投产到改造前，化学水处理不理想，
加上周围的工况恶劣(炼钢石灰粉太大，致使进入水系统的石灰过多；石灰输送系统在沉淀池、冷却塔的侧上方，石灰粉飘落人系统水中，导致系统水中的钙硬偏高)。
出现结垢问题和结垢速度严重，造成水泵叶轮、管道、流量计、一文、二文喉口结垢，使洗涤水系统不能正常运行，流量计不能真实反映流量，同时由于循环水量降低导致烟气洗涤效果差，使烟气中粉尘含量增加，从而影响风机正常运行，结垢堵塞严重时，无法正常炼钢，不得不停产清理一文、二文喉口、引风扇的积垢及设备检修，同时把全部的除尘水外排，不但污染周围的环境，也造成水资源的浪费。清垢的频率：每3～4天进行一次。表1为改造前某个月的水质指标平均值，由此可见除尘水系统改造前水质状况。

2.2转炉除尘水系统水处理改造
从投产到改造前，红钢一直非常重视转炉除尘水系统的水处理和外排水的控制，先后引用国内几家水处理厂家的产品和技术，但处理效果一直不理想。在2006年初，红钢与GE基础设施集团水处理及工艺过程共同探讨红钢转炉除尘水系统水处理改造。之后，进行了认真仔细的现场勘查，深入了解红钢炼钢转炉的实际工艺和生产情况，收集转炉除尘水系统各个运行参数，分析系统水质变化特点；笔者还到GE在国内别的钢厂同类系统水处理运用实例去考察取经，最终制定出红钢转炉除尘水系统水处理改造方案。
1)改造方案的指导思想：既要考虑技术先进性，又要考虑经济成本。
2)改造方案的思路：转炉除尘水系统出现主要问题是结垢，尤其是一文、二文结垢，导致喷嘴堵塞。探讨原因是化学水处理不当，故重点从化学水处理方案人手。
3)化学水处理方案的主要内容：主要针对悬浮物控制和结垢控制两个方面，在选用优质药剂的基础上，特别注重方案设计与炼钢工艺相结合，选择最科学的加药点和加药方式(比如：在一文、二文进水管直接加入沉积抑制剂，并在吹炼同步加药)，将药剂的效用最大化，并减少药剂消耗。
4)改造方案的实施情况：首先安装一些必要的加药设备，在冷水池处安装一套自动加药系统(含电导率、PH值、浊度在线测试仪)，在转炉除尘水系统一文、二文处安装一套自动加药系统(含氧枪联动装置)，之后进行化学水处理：
1)悬浮物控制
由于红钢转炉除尘水系统采用斜板沉淀池，除尘水在斜板沉淀池停留时间约一个多小时，所以需要投加聚凝剂来加快悬浮物的沉淀速度。具体做法是：聚铁+聚丙。通过一系列的烧杯试验和在线试验后，选定了聚铁和聚丙的投加浓度、投加时间，可控制指标：悬浮物控制SS<70μg/mL。

2)结垢控制
分散剂和阻垢剂的功效对结垢控制的成功与否起着决定性作用。针对整个集尘水系统，在冷水池连续投加GE专利产品——沉积抑制剂PDC9324(碳酸垢分散功能)和PDC9323(氧化铁分散功能)，剂量分别控制在1～2ppm，当沉淀池出水钙硬度增加时，相应增加阻垢分散剂的投加剂量；针对一文、二文喉口，吹炼时投加PDC9323，剂量应控制在3—6ppm。另外，沉淀池出水的钙硬经常超出400ppm时，需进行系统回用水软化处理，投加纯碱。
2.3转炉除尘水系统水处理改造后
从2006年8月14日00：00时到2006月10月13日12：00时，已进行2个多月。在此期间，转炉在吹炼时炉前几乎不冒黄烟，转炉风机的进口负压和烟气流量等参数维持很好运行状况；在2006年8月22日和9月17日共两次，打开一文、二文喉口观察，发现喉口的喷头、管壁和R—D阀无明显结垢。整个系统实现封闭循环，循环率约为95%，其余5%的水是斜板沉淀池污泥排污、自然蒸发、泄漏等的损耗。
2.4改造先后对比
改造前转炉运行3～4天后，转炉吹炼时炉前大量冒黄烟，转炉风机进口负压超常，烟气流量大幅度的降低，不得不停车清喉口。改造后，运行到现在，没有进行过一次清喉口，转炉在吹炼时炉前几乎不冒黄烟，转炉风机的进口负压和烟气流量维持很好运行状况，一文、二文喉口无明显结垢。说明水处理的效果非常明
显.
3投资回报
3.1直接经济效益

3.2间接经济效益
改造后清理除尘系统的频率降低、非计划停车时间减少，对设备的损耗也减少，延长设备的使用寿命；同时，人力减少，安全的问题也随之减少；转炉除尘水零排放保护了环境。
4结论
从红钢转炉除尘水系统水处理的成功应用，表明通过实施得当的水处理方案，转炉除尘水系统容易结垢难题是可以解决的；处理的效果是保护了设备，延长设备的使用寿命，减少非计划停车时间，为工厂带来很好的投资回报，同时保护了环境，具有很好的经济效益和环境效益。