真空脫氣爐除塵系統(tǒng)應(yīng)用探索范文

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摘要：改造機械式真空脫氣爐除塵系統(tǒng)，解決除塵器布袋燒損以及由布袋燒損引起的油泵污染等問題，減少脫氣時間，為機械泵組提供穩(wěn)定保護，提升鋼水質(zhì)量，順暢生產(chǎn)節(jié)奏。

關(guān)鍵詞：機械式真空脫氣爐；除塵系統(tǒng)；改進

0引言

山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司特鋼事業(yè)部現(xiàn)有一套120t雙工位真空脫氣爐，使用機械真空泵進行鋼水脫氣處理。機械泵真空系統(tǒng)作為新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)，取代系統(tǒng)對蒸汽的依賴，減少系統(tǒng)水資源消耗，只消耗少量電能，沒有污水、污泥排放，有良好的環(huán)保節(jié)能效果。

1問題及原因分析

1.1問題

機械式真空脫氣爐系統(tǒng)由16臺一級油旋泵、8臺二級羅茨泵、20臺三級羅茨泵組成，系統(tǒng)自運行以來，基本能滿足冶金要求，但隨著規(guī)模化生產(chǎn)的推進，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)除塵器布袋燒損現(xiàn)象，由于布袋除塵器頻頻燒損，大量粉塵聚集進入泵組內(nèi)部，導(dǎo)致羅茨泵轉(zhuǎn)子積灰卡阻，轉(zhuǎn)動過程電流增大，溫度升高，嚴重者卡死失效；油旋泵油液污染，導(dǎo)致系統(tǒng)排氣不暢，排煙溫度升高，嚴重時出現(xiàn)燒損。由于系統(tǒng)屬于同步動態(tài)系統(tǒng)，一旦污染基本同步，危害性極大，曾出現(xiàn)過16臺油旋泵同時燒損的情況。

1.2原因分析

1.2.1過濾器設(shè)計缺陷

（1）過濾面積小，造成較大的壓力損失。（2）過濾效果差，過濾器出風側(cè)粉塵堆積嚴重，影響機械泵壽命。（3）除塵器設(shè)計缺陷，導(dǎo)致布袋吹掃沒有效果，破空時布袋被擠壓在一起，是粉塵堆積的主要原因。（4）破空設(shè)置不合理。真空脫氣爐布袋除塵器為避免粉塵燃燒，過濾器應(yīng)100%氮氣破空。堆積的粉塵與高速的破空空氣接觸，極易引起燃燒，是布袋燃燒的主要原因。

1.2.2設(shè)備配置不完善

（1）罐體—抽氣管線—旋風除塵—過濾器—真空泵系統(tǒng)，沒有實現(xiàn)合理的氣體冷卻。（2）安裝在罐體和旋風除塵器之間的前置除塵器沒有解決燒布袋問題。（3）設(shè)備布置過于緊湊，真空管道短，容易使熱的粉塵進入過濾器布袋。

1.2.3抽真空階段溢渣

常規(guī)真空脫氣爐抽真空階段經(jīng)常發(fā)生溢渣。如果抽真空過程沒有得到很好控制、及時調(diào)整真空度，容易導(dǎo)致廢渣進入后部系統(tǒng)，工藝操作要盡量減少溢渣次數(shù)。

2改造方案

（1）增設(shè)更大過濾面積的過濾器系統(tǒng)以減少布袋阻力損失，提高煙氣離開過濾器時的潔凈度，滿足機械泵系統(tǒng)要求，同時減少真空泵區(qū)域由于粉塵超標引發(fā)的維護需求。采用鼠籠式濾袋結(jié)構(gòu)（圖3）降低系統(tǒng)壓力損失。工藝氣體從布袋外側(cè)進入，粉塵附著在布袋外面。氮氣脈沖吹掃時，氮氣從布袋的內(nèi)側(cè)向外吹掃，可將附著在布袋外面的粉塵吹掃到過濾器底部，確保清理效果。（2）增設(shè)自動脈沖吹掃系統(tǒng)以確保每個機械泵循環(huán)結(jié)束后粉塵的及時清理。過濾器布袋可在真空狀態(tài)下清理，過濾器僅在設(shè)備停機時才需要破空。布袋清理的粉塵收集在過濾器底部，通過雙真空閥系統(tǒng)排放到過濾器下面的灰箱，避免灰塵在布袋內(nèi)堆積。（3）安裝帶有切線入口的氣體冷卻器。安裝1個氣體冷卻器，氣冷器為板式旋風結(jié)構(gòu)，既能確保氣冷器出口的煙氣溫度＜130℃，減少高溫粉塵進入過濾器的風險，同時降低工藝氣體溫度，減少泵系統(tǒng)吸入的煙氣體積，提高設(shè)備效率，又能達到粗除塵效果，將大顆粒粉塵捕集并排放到灰箱中。（4）破空系統(tǒng)升級。用氮氣100%破空布袋過濾器。在過濾器和罐體間安裝真空隔離閥門。利用現(xiàn)有真空閥與新增過濾器前端真空閥門的配合，實現(xiàn)真空下的脈沖吹掃和卸灰，加大預(yù)抽真空能力。同時只在真空脫氣爐設(shè)備長時間停機時才需要完全破空布袋過濾器，減少氮氣的消耗，實現(xiàn)100%過濾器氮氣破空，避免布袋燒損。（5）采用工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，為人為干預(yù)泡沫渣控制提供支持，控制底吹效果，提高脫氣效率。（6）系統(tǒng)配置如圖4所示，改造新增設(shè)備：真空管道、旋風氣體冷卻器（帶真空集灰罐）、擁有專利技術(shù)的布袋除塵器（帶脈沖吹掃控制）、真空控制閥組、各類傳感器儀表等元件，升級電控系統(tǒng)及程序控制。

3改造效果及效益分析

3.1改造效果

（1）徹底解決布袋除塵器布袋燒損問題以及由布袋燃燒引起的油泵污染等問題。（2）縮短每爐真空脫氣處理時間5min，減少機械泵組額外能源消耗。（3）每爐鋼水減少溫降10℃，降低真空脫氣前級工序消耗更多能源，將鋼水提升至更高溫度，彌補額外的鋼水溫降。（4）提高鋼水脫氣效果。

3.2效益分析

改造后最直接的效益是對生產(chǎn)的助益。減少脫氣時間，為機械泵組提供更好、更穩(wěn)定的保護；提升鋼水脫氣質(zhì)量，使生產(chǎn)節(jié)奏更加順暢。從縮短真空脫氣處理時間和減少因鋼水溫降而導(dǎo)致前級工序額外耗能的角度做簡單量化，可以看出改造帶來的直觀效益。

（1）真空脫氣處理時間每爐至少縮短5min，減少泵組額外運轉(zhuǎn)耗電。44臺泵組，單泵功率18.5kW，總耗電量67kW•h。

（2）每爐鋼水減少溫降10℃，前級LF（LadleFurnace，鋼包精煉爐）需將每爐鋼水提升溫度10℃以彌補此額外溫降，保證后道工序的溫度要求。120t鋼水在LF爐每升高1℃至少需消耗電60kW•h，每爐鋼水需在LF額外耗能600kW•h。

（3）新式除塵器維護量遠小于原除塵器，布袋更換頻率1次/a，運維成本遠低于原除塵設(shè)備。僅2016年以來，隨機燒損布袋現(xiàn)象頻發(fā)，為現(xiàn)維持運行，平均每2個月?lián)Q3次布袋，年消耗布袋費用524160元人民幣；改造后每年整體換1次布袋，年消耗布袋費用30000元人民幣，每年可節(jié)省布袋消耗費用49.4萬元人民幣。（4）由于除塵效果提高，粉塵進入泵系統(tǒng)的總量降低，油膜旋片泵潤滑油更換頻率隨之降低（改造前每年至少更換4次，改造后每年最多更換2次），每年節(jié)省換油費用80萬人民幣。

參考文獻

［1］譚云峰.真空泵的常見故障分析與維護保養(yǎng)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013（21）：74.

［2］馬立華.機械真空泵裝置在RH精煉中的應(yīng)用實踐［J］.重鋼技術(shù)，2014（4）：11-15.

［3］張輝.機械真空技術(shù)在寶鋼特鋼VD爐上的應(yīng)用實踐［J］.冶金動力，2016（1）：52-54.

作者:葛本伍 王寶 譚永彥 焦健 單位:山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司特鋼事業(yè)部