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[摘 要]邯钢一炼钢厂3×120t转炉采用干法（LT法）烟气净化回收工艺。 在转炉吹炼点火过程中经常发生静电除尘器泄爆事故，既加重了环境污染又影响了生产的顺行。本文从干法除尘的工艺、泄爆产生的原理、影响因素、控制方法等几个方面进行了系统分析，通过优化转炉操作，极大程度上减少了泄爆次数，有效的减轻了环境污染和生产顺行。
[关键词]干法除尘，静电除尘器，泄爆
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0041-02
1前言
邯钢一炼钢厂3×120t转炉烟气净化回收系统采用干法（LT法）除尘工艺，该工艺具有一定的优点，包括除尘效率高、投资和操作费用低、运行费用低、不产生二次水污染、运行安全等，但是也存在一定问题，如蒸发冷却湿灰结垢，静电除尘器阴极线断，静电除尘器泄爆等。其中最为突出的问题为静电出尘器泄爆，泄爆会对转炉冶炼生产带来较大影响，同时会破坏静电出尘器内部设备，本文从泄爆机理、影响因素、控制方法等几个方面进行了系统分析，通过优化转炉操作，极大程度上减少了泄爆次数，有效的减轻了环境污染和生产顺行。
2干法除尘
2.1干法除尘工艺流程
2.2干法除尘的工作原理
转炉吹炼过程产生大量含有CO和FeO类粉尘的高温烟气，从炉口进烟罩。此时有部分空气混入，使爐气中部分CO燃烧生成CO2，同时带入部分N2，此时烟气的主要成分为：粉尘、CO、CO2、N2、O2等。烟气温度在1500℃左右，烟气在风机吸引下经烟罩进入烟道，以往塞流的方式运行到蒸发冷却器（CE），此时烟气温度在900℃左右，蒸发冷却器内设置若干个喷嘴。喷嘴的作用就是利用低压蒸汽把水雾化成雾状喷入蒸发冷却器内，对烟气进行降温和除尘。经过蒸发冷却器喷水降温后的煤气温度下降到约180℃。当转炉工作状态处于前后燃烧期或不能实现煤气回收时，经净化处理后的烟气通过烟囱在高空点火燃烧放散；当满足煤气回收条件时，煤气切换到煤气回收官网，经煤气冷却器二次冷却至70℃后，送至煤气柜储存。
同时，烟气中将有45%左右的灰尘沉淀在蒸发冷却器底部形成“粗灰”，粗灰由输送系统送至粗灰仓进行再利用。经除尘、降温后的烟气进入静电除尘器（EP），由直流高压形成电场吸附烟气中剩余的灰尘（细灰）、收集了细灰的静电除尘后灰尘含量可降至15mg以下。合格的烟气在ID风机的引导下，有液压切换站选择回收和放散。
3泄爆产生的原理、条件和危害
3.1泄爆原理
静电除尘器是采用高压负电使烟气中的烟尘粒子带电，被吸附到阳极板上来达到除尘的目的。静电除尘器内部是一个高压电场，电晕放点产生火花的现象是不可避免的。静电除尘器的泄爆就是指在某个阶段（一般是开吹或中途再吹时）静电除尘器内，CO与O2达到一定浓度时，阴极放电产生电弧磁撞，发生燃烧爆炸反应，瞬时产生大量气体，导致烟气体积迅速膨胀，从而发生泄爆。膨胀的气体将安装在静电除尘器两端的8个泄爆阀的弹簧阀机械顶开，使爆炸产生的能量泄散出去，从而有效的保证静电除尘器不被损坏﹙1﹚。
3.2泄爆产生的条件和原因
3.2.1泄爆产生的条件
转炉煤气的爆炸条件极限条件有2个，分别为1、CO% 9%，O2 6%，火花放电；2、H2 3%，O2 2%，火花放电；
3.2.2泄爆产生的原因
1）冶炼开始阶段，转炉开始吹炼时碳氧反应就十分剧烈，CO迅速产生，如果产生的CO在炉口没有被完全燃烧而进入静电除尘器，在静电除尘器内部与开吹前烟道中的空气进行混合，从而在静电除尘器产生爆炸，使泄爆阀打开而中断的吹炼。
2）冶炼中断阶段，转炉吹炼中事故提枪后进行再吹炼，这时会迅速进入碳氧反应期，瞬时产生大量CO，与O2混合产生泄爆。
3）冶炼结束阶段，转炉吹炼结束氧枪提枪到关氧点，氧气切断阀迅速关闭，若氧切断阀关闭迅速滞后，造成多余O2进入烟道，与停吹一刻产生CO混合，从而在静电除尘器产生爆炸。
4）长时间停炉，转炉长时间停炉后，蒸发冷却器入口温度只有几十度。在吹炼第一炉钢初期，由于烟道裙罩口处于低温状态，CO2的产生速度比高温时要慢，这样在吹炼初期CO在炉口没有完全燃烧而在电除尘器内部与O2混合浓度达到爆炸的边界范围时就会发生泄爆现象。
5）加料原因，辅原料潮湿含有一定量的水分，加入转炉后，高温将其水反应分解有H2，造成H2含量超标，造成H2泄爆。
加料方式不正确，比如一次加料量过多，造成炉内剧烈反应，炉口处充满烟气，烟气量瞬时增大，若风机没有及时调整转变，将造成部分烟气滞留烟罩口，此时造成炉口处于负压状态，易将空气带入烟道内，进而造成泄爆。
6）电除尘器烟气温度较高，大部分集中在200℃，高温导致氧枪提枪，而提枪后，在次下枪导致烟气中O2成分迅速上升，而此时烟气中CO成分较高，极易达到泄爆极限，从而电除尘器产生泄爆。造成电除尘出口烟气温度过高的原因，一般是蒸发冷却塔喷水降温未达到预定温度（设定值180℃）。
7）转炉生产工况不稳定，严重喷溅时导致瞬时产生大量烟尘，从而使电出尘器内瞬时压力超过泄爆阀一级泄压值（1200Pa）而泄压。
转炉开吹时，氧枪烟气中未完全被铁水消耗的氧逸到转炉煤气中从而产生泄爆，此项是造成电除尘泄爆的主要原因之一。
8）烟罩控制，烟罩控制不当造成泄爆，冶炼过程中进行降罩操作，冶炼开始时烟罩降的过早以及冶炼结束，烟罩提升过晚都将完成空气进入烟道内进行而和CO2混合达到一定比例后造成泄爆。
9）设备因素：第一系统设备，管道密封效果不好，在冶炼过程中吸入空气，导致烟气中O2超标，达到极限时静电除尘便发生泄爆；第二静电除尘器内部电厂产生电火花导致电除尘泄爆，正常条件下，静电除尘器不会产生电火花的，当电场内部的阳极板和阴极板的距离达到起弧条件时，则会产生点火花，造成此现象一般有以下几种因素。 a.由前次电除尘器泄爆时对阳极板形成冲击，使阳极板发生位移或变形，阳极板与阳极线之间的距离发生改变，达到起弧的条件。
b.阳极板的清灰振打效果差，不能及时清理阳极板上积聚灰尘。致阳极板的带电离子与阳极线的距离达到了起弧条件。
c.暖时烟气量大，超设计值，烟气电阻增大，也会使阳极与阴极线达到起弧条件。
4.控制泄爆的方法
在转炉开吹过程中，为了严格控制O2与钢水反应速率，初期产生的CO要求能在炉口完全燃烧变成CO2，设定一种O2流量爬坡控制方案，即在转炉开吹之初控制O2流量按一定斜坡控制缓慢上升，在这種条件下，开吹时O2流量初始流量低，在吹炼过程中产生的CO在炉口基本能完全燃烧，燃烧完成变成了CO2而CO2为非爆炸性气体，利用CO2气体形成一种活塞式烟气柱，一直推动烟气管道中残余的空气向放散烟囱排出，后来产生的富含CO的转炉烟气利用非爆炸性的烟气与空气中的O2隔开来将CO与O2的混合浓度控制在爆炸范围之外﹙2）。同样当转炉冶炼中断以及长时间停炉后的吹炼，转炉在经过长时间停炉后吹炼，吹炼第一炉钢时，先用少量O2吹炼一定时间后，提高蒸发冷却器入口温度，从而进入正常吹炼模式。烟道中高温状态能促进汽化冷却烟道中CO与O2的反应速度，增加CO2的量，降低O2的浓度至安全范围，所以有效避免了泄爆现象。
（1）尽量保证废钢、矿石等原料干燥，如不能保证尽量将含水量较高的废钢及辅原料在投料期间最后一段时间投放，错开初期吹氧时间。
（2）有条件时将雨雪天气的废钢加热1-2分钟，时间视其含水量确定加热时间，活动眼罩不能正对转炉，避免水蒸气进入于热锅炉烟道。
（3）控制好静电除尘器、出口烟气温度（正常值应<180℃）加强对喷淋系统的检修和控制。也可在开吹前喷入适量蒸气或喷淋系统的检修和控制，从而降低烟气电阻。
（4）降低开吹时O2的压力和流量，并持续40s-60s，从而降低CO的产生速度，使其在炉内迅速氧化生成CO2不能达到产生泄爆的条件。
5结语
邯钢一炼钢厂优化转炉操作以后，大幅度降低了静电除尘器的泄爆率，使三个静电除尘器的泄爆率由最高的平均7-8次/月降到现在的平均1-2次/月，保证了LT除尘系统的安全运行，确保了转炉的正常生产。为一炼钢厂稳定生产提供了保障，并有力地促进了一炼钢厂新品种的开发与生产，产生了明显的社会、环境和经济效益。
参考文献：
[1]马宝宝，刘飞，济钢三炼钢转炉干法除尘系统泄爆控制的实践[J].科技信息，2010（13）：87-88.
[2]周茂林，吴强，马丽，孟宪俭.莱钢120t转炉干法除尘系统优化改造实践[J].山东冶金，2008（12）：25-26.
[关键词]干法除尘，静电除尘器，泄爆
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0041-02
1前言
邯钢一炼钢厂3×120t转炉烟气净化回收系统采用干法（LT法）除尘工艺，该工艺具有一定的优点，包括除尘效率高、投资和操作费用低、运行费用低、不产生二次水污染、运行安全等，但是也存在一定问题，如蒸发冷却湿灰结垢，静电除尘器阴极线断，静电除尘器泄爆等。其中最为突出的问题为静电出尘器泄爆，泄爆会对转炉冶炼生产带来较大影响，同时会破坏静电出尘器内部设备，本文从泄爆机理、影响因素、控制方法等几个方面进行了系统分析，通过优化转炉操作，极大程度上减少了泄爆次数，有效的减轻了环境污染和生产顺行。
2干法除尘
2.1干法除尘工艺流程
2.2干法除尘的工作原理
转炉吹炼过程产生大量含有CO和FeO类粉尘的高温烟气，从炉口进烟罩。此时有部分空气混入，使爐气中部分CO燃烧生成CO2，同时带入部分N2，此时烟气的主要成分为：粉尘、CO、CO2、N2、O2等。烟气温度在1500℃左右，烟气在风机吸引下经烟罩进入烟道，以往塞流的方式运行到蒸发冷却器（CE），此时烟气温度在900℃左右，蒸发冷却器内设置若干个喷嘴。喷嘴的作用就是利用低压蒸汽把水雾化成雾状喷入蒸发冷却器内，对烟气进行降温和除尘。经过蒸发冷却器喷水降温后的煤气温度下降到约180℃。当转炉工作状态处于前后燃烧期或不能实现煤气回收时，经净化处理后的烟气通过烟囱在高空点火燃烧放散；当满足煤气回收条件时，煤气切换到煤气回收官网，经煤气冷却器二次冷却至70℃后，送至煤气柜储存。
同时，烟气中将有45%左右的灰尘沉淀在蒸发冷却器底部形成“粗灰”，粗灰由输送系统送至粗灰仓进行再利用。经除尘、降温后的烟气进入静电除尘器（EP），由直流高压形成电场吸附烟气中剩余的灰尘（细灰）、收集了细灰的静电除尘后灰尘含量可降至15mg以下。合格的烟气在ID风机的引导下，有液压切换站选择回收和放散。
3泄爆产生的原理、条件和危害
3.1泄爆原理
静电除尘器是采用高压负电使烟气中的烟尘粒子带电，被吸附到阳极板上来达到除尘的目的。静电除尘器内部是一个高压电场，电晕放点产生火花的现象是不可避免的。静电除尘器的泄爆就是指在某个阶段（一般是开吹或中途再吹时）静电除尘器内，CO与O2达到一定浓度时，阴极放电产生电弧磁撞，发生燃烧爆炸反应，瞬时产生大量气体，导致烟气体积迅速膨胀，从而发生泄爆。膨胀的气体将安装在静电除尘器两端的8个泄爆阀的弹簧阀机械顶开，使爆炸产生的能量泄散出去，从而有效的保证静电除尘器不被损坏﹙1﹚。
3.2泄爆产生的条件和原因
3.2.1泄爆产生的条件
转炉煤气的爆炸条件极限条件有2个，分别为1、CO% 9%，O2 6%，火花放电；2、H2 3%，O2 2%，火花放电；
3.2.2泄爆产生的原因
1）冶炼开始阶段，转炉开始吹炼时碳氧反应就十分剧烈，CO迅速产生，如果产生的CO在炉口没有被完全燃烧而进入静电除尘器，在静电除尘器内部与开吹前烟道中的空气进行混合，从而在静电除尘器产生爆炸，使泄爆阀打开而中断的吹炼。
2）冶炼中断阶段，转炉吹炼中事故提枪后进行再吹炼，这时会迅速进入碳氧反应期，瞬时产生大量CO，与O2混合产生泄爆。
3）冶炼结束阶段，转炉吹炼结束氧枪提枪到关氧点，氧气切断阀迅速关闭，若氧切断阀关闭迅速滞后，造成多余O2进入烟道，与停吹一刻产生CO混合，从而在静电除尘器产生爆炸。
4）长时间停炉，转炉长时间停炉后，蒸发冷却器入口温度只有几十度。在吹炼第一炉钢初期，由于烟道裙罩口处于低温状态，CO2的产生速度比高温时要慢，这样在吹炼初期CO在炉口没有完全燃烧而在电除尘器内部与O2混合浓度达到爆炸的边界范围时就会发生泄爆现象。
5）加料原因，辅原料潮湿含有一定量的水分，加入转炉后，高温将其水反应分解有H2，造成H2含量超标，造成H2泄爆。
加料方式不正确，比如一次加料量过多，造成炉内剧烈反应，炉口处充满烟气，烟气量瞬时增大，若风机没有及时调整转变，将造成部分烟气滞留烟罩口，此时造成炉口处于负压状态，易将空气带入烟道内，进而造成泄爆。
6）电除尘器烟气温度较高，大部分集中在200℃，高温导致氧枪提枪，而提枪后，在次下枪导致烟气中O2成分迅速上升，而此时烟气中CO成分较高，极易达到泄爆极限，从而电除尘器产生泄爆。造成电除尘出口烟气温度过高的原因，一般是蒸发冷却塔喷水降温未达到预定温度（设定值180℃）。
7）转炉生产工况不稳定，严重喷溅时导致瞬时产生大量烟尘，从而使电出尘器内瞬时压力超过泄爆阀一级泄压值（1200Pa）而泄压。
转炉开吹时，氧枪烟气中未完全被铁水消耗的氧逸到转炉煤气中从而产生泄爆，此项是造成电除尘泄爆的主要原因之一。
8）烟罩控制，烟罩控制不当造成泄爆，冶炼过程中进行降罩操作，冶炼开始时烟罩降的过早以及冶炼结束，烟罩提升过晚都将完成空气进入烟道内进行而和CO2混合达到一定比例后造成泄爆。
9）设备因素：第一系统设备，管道密封效果不好，在冶炼过程中吸入空气，导致烟气中O2超标，达到极限时静电除尘便发生泄爆；第二静电除尘器内部电厂产生电火花导致电除尘泄爆，正常条件下，静电除尘器不会产生电火花的，当电场内部的阳极板和阴极板的距离达到起弧条件时，则会产生点火花，造成此现象一般有以下几种因素。 a.由前次电除尘器泄爆时对阳极板形成冲击，使阳极板发生位移或变形，阳极板与阳极线之间的距离发生改变，达到起弧的条件。
b.阳极板的清灰振打效果差，不能及时清理阳极板上积聚灰尘。致阳极板的带电离子与阳极线的距离达到了起弧条件。
c.暖时烟气量大，超设计值，烟气电阻增大，也会使阳极与阴极线达到起弧条件。
4.控制泄爆的方法
在转炉开吹过程中，为了严格控制O2与钢水反应速率，初期产生的CO要求能在炉口完全燃烧变成CO2，设定一种O2流量爬坡控制方案，即在转炉开吹之初控制O2流量按一定斜坡控制缓慢上升，在这種条件下，开吹时O2流量初始流量低，在吹炼过程中产生的CO在炉口基本能完全燃烧，燃烧完成变成了CO2而CO2为非爆炸性气体，利用CO2气体形成一种活塞式烟气柱，一直推动烟气管道中残余的空气向放散烟囱排出，后来产生的富含CO的转炉烟气利用非爆炸性的烟气与空气中的O2隔开来将CO与O2的混合浓度控制在爆炸范围之外﹙2）。同样当转炉冶炼中断以及长时间停炉后的吹炼，转炉在经过长时间停炉后吹炼，吹炼第一炉钢时，先用少量O2吹炼一定时间后，提高蒸发冷却器入口温度，从而进入正常吹炼模式。烟道中高温状态能促进汽化冷却烟道中CO与O2的反应速度，增加CO2的量，降低O2的浓度至安全范围，所以有效避免了泄爆现象。
（1）尽量保证废钢、矿石等原料干燥，如不能保证尽量将含水量较高的废钢及辅原料在投料期间最后一段时间投放，错开初期吹氧时间。
（2）有条件时将雨雪天气的废钢加热1-2分钟，时间视其含水量确定加热时间，活动眼罩不能正对转炉，避免水蒸气进入于热锅炉烟道。
（3）控制好静电除尘器、出口烟气温度（正常值应<180℃）加强对喷淋系统的检修和控制。也可在开吹前喷入适量蒸气或喷淋系统的检修和控制，从而降低烟气电阻。
（4）降低开吹时O2的压力和流量，并持续40s-60s，从而降低CO的产生速度，使其在炉内迅速氧化生成CO2不能达到产生泄爆的条件。
5结语
邯钢一炼钢厂优化转炉操作以后，大幅度降低了静电除尘器的泄爆率，使三个静电除尘器的泄爆率由最高的平均7-8次/月降到现在的平均1-2次/月，保证了LT除尘系统的安全运行，确保了转炉的正常生产。为一炼钢厂稳定生产提供了保障，并有力地促进了一炼钢厂新品种的开发与生产，产生了明显的社会、环境和经济效益。
参考文献：
[1]马宝宝，刘飞，济钢三炼钢转炉干法除尘系统泄爆控制的实践[J].科技信息，2010（13）：87-88.
[2]周茂林，吴强，马丽，孟宪俭.莱钢120t转炉干法除尘系统优化改造实践[J].山东冶金，2008（12）：25-26.