【文章內(nèi)容簡介】 質(zhì)量，減少爐下清渣量，實現(xiàn)煉鋼工藝自動連續(xù)定碳均帶來有利條件。 活動煙罩的升降機(jī)構(gòu)可以采用電力驅(qū)動。煙罩提升時，通過電力卷揚(yáng)，下降時借助升降段煙罩的自重。活動煙罩的升降機(jī)構(gòu)也可以采用液壓驅(qū)動，是用 4 個同步液壓缸 ， 以保證煙罩的水平升降 。 圖 23 為活動煙罩雙罩結(jié)構(gòu) 。從圖 中 可以看出它是由固定部分 (又稱下煙罩 ) 與升降部分 (又稱罩裙 ) 組成。下煙罩與罩裙通過水封連接。固定煙罩又稱上煙罩，設(shè)有兩個散狀材料投料孔、氧槍和副槍插入孔，壓力溫度檢測、氣體分析取樣孔等。 罩裙是用鍋爐鋼管圍成，兩鋼管之間平夾一片鋼板 ( 又稱鰭片 )，彼此連接在一起形成了鋼管與鋼板相間排列的焊接結(jié)構(gòu)，又稱橫列管型隔片結(jié)構(gòu)。管內(nèi)通溫水冷卻。 罩裙下部由三排水管組成水冷短截錐套 ( 見圖 23 中 3 )，這是避免罩裙與爐體接觸時損壞罩裙。罩裙的升降由 4 個同步液壓缸驅(qū)動。上部煙罩也是由鋼管圍成， 只不過是縱列式管型隔片結(jié)構(gòu)。上部煙罩與下部煙罩都是采用溫水冷卻 。 固定煙罩。 固定煙罩裝于活動煙罩與汽化冷卻煙道或廢熱鍋爐之間， 也是水冷結(jié)構(gòu)件。固定煙罩上開有散狀材料投料孔、氧槍和副槍插入孔，并裝有水套冷卻。為了防 第二章 轉(zhuǎn)爐煙氣及煙塵處理的研究 7 止煙氣的逸出，對散狀材料投料孔、氧槍和副槍插入孔等均采用氮?dú)饣蛘羝芊狻? 固定煙罩與單罩結(jié)構(gòu)的活動煙罩多采用水封連接 。 固定煙罩與汽化冷卻煙道或廢熱鍋爐拐彎處的拐點(diǎn)高度和與水平線的傾角，對防止煙道的傾斜段結(jié)渣有重要作用。 煙氣的冷卻設(shè)備 轉(zhuǎn)爐爐氣溫度在 1400～ 1600℃ 左右，爐氣離開爐口進(jìn)入煙罩時，由于吸入空氣使?fàn)t氣中的 CO 部分或全部燃燒，煙氣溫度可能更高。高溫?zé)煔怏w積大，如在高溫下凈化，使凈化系統(tǒng)設(shè)備的體積非常龐大。 此外，單位體積的含塵量低，也不利于提高凈化效率，所以在凈化前和凈化過程中要對煙氣進(jìn)行冷卻。 國內(nèi)早期投產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐，多采用水冷煙道。水冷煙道耗水量大，廢熱無法回收利用。近期新建成的轉(zhuǎn)爐 ， 均采用汽化冷卻煙道。所謂汽化冷卻就是冷卻水吸收的熱量用于自身的蒸發(fā)，利用水的汽化潛熱帶走冷卻部件的熱量。如 lkg水每升高 l℃ 吸收熱量約 ；而由 100℃ 水到 100℃ 蒸汽則吸收熱量約 2253kJ/kg。兩者相比，相差 500 多倍。汽化冷卻的耗水量將減少到 1/30～ 1/100。所以汽化冷卻是節(jié)能的冷卻方式。汽化冷卻裝置是承壓設(shè)備，因而投資費(fèi)用大，操作要求也高，下面分項敘述。 汽化冷卻煙道 汽化冷卻煙道是用無縫鋼管圍成的筒形結(jié)構(gòu)，其斷面為方形或圓形，如圖24 所示。鋼管的排列有水管式、隔板管式和密排管式，如圖 25 所示。 水管式煙道容易變形，隔板管式加工費(fèi)時，焊接處容易開裂且不易修復(fù)。密排管式不易變形，加工簡單，更換方便。 1排 污集管； 2進(jìn)水集箱， 3進(jìn)水總管， 4分水管； 5出口集箱， 6出水 (汽 )總管； 7氧槍水套； 8進(jìn)水總管接頭 圖 24 汽化冷卻煙道示意圖 ***************學(xué)院 8 a水管式； b隔板式； c密排管式 圖 25 煙道管壁結(jié)構(gòu) 圖 26 汽化冷卻系統(tǒng)流程 汽化冷卻用水是經(jīng)過軟化處理和除氧處理的。圖 26 為汽化冷卻系統(tǒng)流程。 汽化冷卻系統(tǒng)可自然循環(huán)， 也可強(qiáng)制循環(huán)。 汽化冷卻煙道內(nèi)由于汽化產(chǎn)生的蒸汽形成汽水混合物，經(jīng)上升管進(jìn)入汽包汽與水分離，所以汽包也稱分離器；汽水分離后，熱水從下降管經(jīng)循環(huán)泵，又送 入汽化冷卻煙道繼續(xù)使用。若取消循環(huán)泵， 為自然循環(huán)系統(tǒng)，其效果也很好。當(dāng)汽包內(nèi)蒸汽壓力升高到 (～ ) 105Pa時，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥自動打開，使蒸汽進(jìn)入蓄熱器供用戶使用。 當(dāng)蓄熱器的蒸汽壓力超過一定值時，蓄熱器上部的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥自動打開放散。當(dāng)汽包需要補(bǔ)充軟水時，由軟水泵送入。 汽化冷卻系統(tǒng)的汽包布置應(yīng)高于煙道頂面。一座轉(zhuǎn)爐有一個汽包，汽包不宜合用，也不宜串聯(lián)。汽化冷卻煙道受熱時會向兩端膨脹伸長，上端熱伸長量在一文水封中得到補(bǔ)償；下端熱伸長量在煙道的水封中得到緩沖。汽化冷卻煙道也稱汽化冷 卻器，可以冷卻煙氣并能回收蒸汽。 廢熱鍋爐 無論是未燃法還是燃燒法都可采用汽化冷卻煙道。只不過燃燒法的廢熱鍋爐在汽化冷卻煙道后面增加對流段，進(jìn)一步回收煙氣的余熱，以產(chǎn)生更多的蒸汽。第二章 轉(zhuǎn)爐煙氣及煙塵處理的研究 9 對流段通常是在煙道中裝設(shè)蛇形管，蛇形管內(nèi)冷卻水的流向與煙氣流向相反，通過煙氣加熱蛇形管內(nèi)的冷卻水，再作為汽化冷卻煙道補(bǔ)充水源，這樣就進(jìn)一步利用了煙氣的余熱，也增加了回收蒸汽量。 文氏管凈化器 文氏管凈化器是一種濕法除塵設(shè)備，也兼有冷卻降溫作用。文氏管是當(dāng)前效率較高的濕法凈化設(shè)備。文氏管凈化器由 霧化器 (碗形噴嘴 )、文氏管本體及脫水器等三部分組成，如圖 27 所示。文氏管本體是由收縮段、喉口段、擴(kuò)張段三部分組成。 煙氣流經(jīng)文氏管收縮段到達(dá)喉口時氣流加速，高速的煙氣沖擊噴嘴噴出的水幕，使水二次霧化成小于或等于煙塵粒徑 100 倍以下的細(xì)小水滴。噴水量 (標(biāo)態(tài) ) 一般為 ～ 。氣流速度 （ 60～ 120m/s） 越大，噴入的水滴越細(xì)，在喉口分布越均勻，二次霧化效果越好，越有利于捕集微小的煙塵。細(xì)小的水滴在高速紊流氣流中迅速吸收煙氣的熱量而汽化，一般在 (1/50～ 1/150)s 內(nèi)使煙氣從 800～ 1000℃ 冷卻到 70～ 80℃ 。 同樣在高速紊流氣流中， 塵粒與液滴具有很高的相對速度，在文氏管的喉口段和擴(kuò)張段內(nèi)互相撞擊而凝聚成較大的顆粒。經(jīng)過與文氏管串聯(lián) 汽 水分離裝置 ，即脫水器 ，使含塵水滴與氣體分離，煙氣得到降溫與凈化。 按文氏管的構(gòu)造可分成定徑文氏管和調(diào)徑文氏管。 在濕法凈化系統(tǒng)中采用雙文氏管串聯(lián)，通常以定徑文氏管作為一級除塵裝置 ， 以調(diào)徑文氏管作為二級除塵裝置。 溢流文氏管 在雙文氏管串聯(lián)的濕法凈化系統(tǒng)中，喉口直徑一定的溢流文氏管 (見圖 28)主要起降溫和粗除塵的作用。經(jīng)汽化冷卻煙道煙 氣冷卻至 800～ 1000℃ ，通過溢流文氏管時能迅速冷卻到 70～ 80℃ ，并使煙塵凝聚，通過擴(kuò)張段和脫水器將煙氣中粗粒煙塵除去，除塵效率為 90％～ 95％。 采用溢流水封主要是為了保持收縮段的管壁上有一層流動的水膜，以隔離高溫?zé)煔鈱鼙诘臎_刷，并防止煙塵在干濕交界面上產(chǎn)生積灰結(jié)瘤而堵塞。溢流水封為開口式結(jié)構(gòu)，有防爆泄壓、調(diào)節(jié)汽化冷卻煙道因熱脹冷縮引起位移的作用。 溢流文氏管收縮角為 20176。～ 25176。，擴(kuò)張角為 6176。～ 8176。；喉口長度為 (～ )D 喉 ， 1文氏管收縮段；2碗形噴嘴； 3喉口； 4擴(kuò)張段； 5彎頭脫水器 圖 27 文氏管除塵器的組成 ***************學(xué)院 10 小轉(zhuǎn)爐煙道取上限； 溢流文氏管的入口煙氣速度 為 20～ 25m/s，喉口速度為 40～ 60m/s，出口氣速為 15～ 20m/s；一文阻力損失在 3000～ 5000Pa；溢流水量每米周邊約 500kg/h。 調(diào)徑文氏管 在喉口部位裝有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的文氏管 ,稱為調(diào)徑文氏管 ,主要用于精除塵。 當(dāng)噴水量一定的條件下，文氏管除塵器內(nèi)水的霧化和煙塵的凝聚 ， 主要取決于煙氣在喉口處的速度 。 吹煉過程中煙氣量變化很大，為了保持喉口煙氣速度不變 ， 以穩(wěn)定除塵效率，采用調(diào)徑文氏管 ， 它能隨煙氣量變化相應(yīng)增大或縮小喉口斷面積，保持喉口處煙氣速度一定 。 還可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的抽 氣量控制爐口微壓差，確?；厥彰簹赓|(zhì)量。 現(xiàn)用的矩形調(diào)徑文氏管 ， 調(diào)節(jié)喉口斷面大小的方式很多 ， 常用的有閥板、重砣、矩形翼板、矩形滑塊等。 調(diào)徑文氏管的喉口處安裝米粒形閥板 ， 即圓弧形滑板 (RD)， 用以控制喉口開度，可顯著降低二文阻損，如圖 29 所示。喉口閥板調(diào)節(jié)性能好，喉口開度與氣體流量在相同的阻損下，基本上呈直線函數(shù)關(guān)系，這樣能準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)喉口的氣流速度，提高喉口的調(diào)節(jié)精度。另外，閥板是用液壓傳動控制，可與爐口微壓差同步，調(diào)節(jié)精度得到保證。 1溢流水封； 2收縮段； 3腰 鼓形喉口 (鑄件 )， 4擴(kuò)張段； 1導(dǎo)流板； 2供水； 3可調(diào)閥板 5碗形噴嘴， 6溢流供水管 圖 29 圓弧形 滑板調(diào)節(jié)（ RD)文氏管 圖 28 定徑溢流文氏管 調(diào)徑文氏管的收縮角為 23176?！?30176。,擴(kuò)張角為 7176?！?12176。調(diào)徑文氏管收縮段的進(jìn)口氣速為 1520m/s，喉口氣流速度為 100～ 120m/s；二文阻損一般為 10000～12020Pa。 第二章 轉(zhuǎn)爐煙氣及煙塵處理的研究 11 脫水器 在濕法和干濕結(jié)合法煙氣凈化系統(tǒng)中，濕法凈化器的后面必須裝有氣水分離裝置，即脫水器。脫水情況直接關(guān)系到煙氣的凈化效率、風(fēng)機(jī)葉片壽命和管道閥門的維護(hù)，而脫水效率與脫水器的結(jié)構(gòu)有關(guān) 重力脫水器 如圖 210 所示，煙氣進(jìn)入脫水器后流速下降，流向改變，靠含塵水滴自身重力實現(xiàn)氣水分離，適用于粗脫水，如與溢流文氏管相連進(jìn)行脫水。重力脫水器的入口氣流速度一般不小于 12m/s，簡體內(nèi)流速一般為 4～ 5m/s。 彎頭脫水器 含塵水滴進(jìn)入脫水器后，受慣性及離心力作用 ，水滴被甩至脫水器的葉片及器壁，沿葉片及器壁流下，通過排污水槽排走。彎頭脫水器按其彎曲角度不同，可分為 90176。和 180176。彎頭脫水器兩種，如圖 211 所示為 90176。彎頭脫水器。彎頭脫水器能夠分離粒徑大于 30 微米的水滴，脫水效率可達(dá) 95％～ 98％。進(jìn)口速度為 8～12m/s，出口速度為 7～ 9m/s，阻力損失為 294～ 490Pa。彎頭脫水器中葉片多，則脫水效率高；但葉片多容易堵塞，尤其是一文更易堵塞。改進(jìn)分流擋板和增設(shè)反沖噴嘴，有利消除堵塞現(xiàn)象。 圖 210 重力脫水器 圖 211 90176。彎頭脫水器 絲網(wǎng)脫水器 用以脫除霧狀細(xì)小水滴，如圖 212 所示。由于絲網(wǎng)的自由體積大，氣體很容易通過，煙氣中夾帶的細(xì)小水滴與絲網(wǎng)表面碰撞，沿絲與絲交叉結(jié)扣處聚集逐漸形成大液滴脫離而沉降，實現(xiàn)氣水分離。 絲網(wǎng)脫水器是一種高效率的脫水裝置，能有效地除去粒徑為 2～ 5μm的霧滴。它阻力小、質(zhì)量輕、耗水量少，一般用于風(fēng)機(jī)前做精脫水設(shè)備。 但絲網(wǎng)脫水器長期運(yùn)轉(zhuǎn)容易堵塞，一般每煉一爐鋼沖洗一次，沖洗時間為 3min 左右。為防止腐***************學(xué)院 12 蝕，絲網(wǎng)材料用不銹鋼絲、紫銅絲或磷銅絲編織。其規(guī)格為 扁絲。絲網(wǎng)厚度也分為 l00mm 和 150mm兩種規(guī)格 圖 1212 絲網(wǎng)脫水器 靜電除塵器 工作原理 靜電除塵器工作原理如圖 213 所示。以 導(dǎo)線作放電電極也稱電暈電極 為負(fù)極；以金屬管或金屬板作集塵電極為正極。在兩個電極上接通數(shù)萬伏的高壓直流電源，兩極間形成電場，由于兩個電極形狀不同，形成了不均勻電場 。 在導(dǎo)線附近，電力線密集電場強(qiáng)度較大，使正電荷束縛在導(dǎo)線附近 。 因此，在空間電子或負(fù)離子較多。于是通過空間的煙塵大部分捕獲了電子帶上負(fù)電荷，得以向正極移動。帶負(fù)電荷的煙塵到達(dá)正極后，即失去電子而沉降到電極板表面，達(dá)到氣與塵分離的目的。定時將集塵電極上的煙塵振落或用水沖洗 ， 煙塵即可落到下部的積灰斗中。 構(gòu)造形式 靜電除塵器主要由放電電極、集塵電極、氣流分布裝置、外殼和供電設(shè)備組成。 1放電電極， 2煙氣電離后產(chǎn)生的電子； 3煙氣電離后產(chǎn)生的正離子； 4捕獲電子后的塵粒； 5集塵電極； 6放電 后的塵粒 圖 213 靜電除塵器的工作原理 第二章 轉(zhuǎn)爐煙氣及煙塵處理的研究 13 靜電除塵器有管式和板式兩種，圖 213 為板式靜電除塵器 工作原理圖 。 管式靜電除塵器的金屬圓管直徑為 50～ 300mm ，長為 3～ 4m。板式除塵器集塵板間寬度約為 300mm。立式的集塵電極高約為 3～ 4mm；臥式的長度約為 2～ 3mm。 靜電除塵器由三段或多段串聯(lián)使用。煙氣通過每段，都可去除大部分塵粒，經(jīng)過多段可以達(dá)到較為徹底凈化的目的。據(jù)報道，靜電除塵效率高達(dá) ％。它的除塵效率穩(wěn)定，不受煙氣量波動的影響，特別適于捕集小于 1μm的煙塵。 煙氣進(jìn) 入前段除塵器時，煙氣含塵量高，且大顆粒煙塵較多，因而靜電除塵器的寬度可以寬些，從此以后寬度可逐漸減小。后段煙氣中含塵量少，顆粒細(xì)小，供給的電壓可由前至后逐漸增高。 煙氣通過除塵器時的流速約為 2～ 3m/s 為好，流速過高，易將集塵電極上的煙塵帶走；流速過低，氣