一、研發背景

　　國家新的鋼鐵工業污染物排放標準在2012年10月1日頒布，新的標準要求對于新上項目轉爐一次煙氣排放濃度在2012年10月1日起就實行50mg/Nm3，對于已建項目轉爐一次煙氣排放濃度在2015年1月1日起實行50mg/Nm3。

　　而轉爐干法技術的排放濃度為15mg/Nm3以下，甚至可以達到10mg/Nm3以下，大大低于國家新的排放標準，對于緩解國內日益嚴峻的大氣環境狀況也是極大利好。然而，傳統的干法技術關鍵設備許多都需要進口、一次投資高，使得其推廣受到一定限制。中冶華天工程技術有限公司（以下簡稱“中冶華天”）經過與國外公司工程技術合作，并經工程實踐，將國外干法技術消化吸收再創新，揚長補短，開發設計出自有知識產權的干法除塵技術，實現了關鍵設備、技術自有化和國產化，大大降低了工程投資，為干法除塵的推廣應用起了推動作用。

　　二、技術特點

　　轉爐煙氣干法除塵技術與其他除塵技術相比，有其明顯的自身優勢：

　　除塵效率高，凈化后煙氣含塵量為15mg/Nm3以下，如有特殊要求可降至更低；

　　系統阻力小，能耗低，風機運行費用低、壽命長、維修量小；

　　系統循環水量小，相應的循環水的電耗很小；

　　沒有二次污水，不需要污泥沉淀池及污水處理等水處理設施及場地；

　　含鐵煙塵回收率高，且干法除塵下的灰為干灰，壓塊后可直接供轉爐用。

　　1、轉爐煙氣干法除塵系統工藝流程

　　2、轉爐干法除塵系統主要設備

　　1）蒸發冷卻器

　　主要是對轉爐高溫煙氣（～1000℃）進行冷卻，達到電除塵器所需的溫度（120～160℃） ，是整個干法除塵的核心。主要包括： 補償器 、塔體 、雙流介質噴槍 、香蕉彎管 。

　　2）靜電除塵器

　　靜電除塵器（EP）為圓筒形靜電除塵器，分為4個獨立電場，它是轉爐煙氣干法除塵系統中的關鍵除塵設備。

　　3）軸流風機

　　軸流風機為干法除塵系統提供動力。特點是系統壓力損耗低，系統阻損一般僅為濕法除塵的1/3，它可選用較低的風機功率，為此可以使用軸流風機。與離心風機相比，軸流風機有利于系統的泄爆，可通過變頻電機實現無級調速，風機效率高，可實現流量跟蹤調節，以保證煤氣回收的數量與質量，節約能源。

　　4）切換站

　　切換站是一個干式運轉的閥門站，包括煤氣分析儀器以及一個回收杯閥和一個放散杯閥。兩個杯閥負責在放散煙囪和煤氣柜之間進行快速切換，以達到回收盡可能多的轉爐煤氣的目的。另外杯閥的開關轉換必須不會導致煙氣壓力的突然變化，否則在轉爐煙氣捕集段將產生干擾性的煙氣喘振現象。

　　5）煤氣冷卻器

　　煤氣冷卻器主要任務是對回收的煤氣進行冷卻，達到回收所需的溫度～70℃。煤氣冷卻器由一個塔體和若干噴嘴及附屬管路組成，通過噴嘴向塔體內通過的低速煤氣噴水進一步降低煤氣的溫度以達到回收要求，另外在霧化水對煤氣進行冷卻的同時又進行了一次洗滌，使煤氣中煙塵含量進一步降低，可供用戶直接使用

　　6）輸灰系統

　　蒸發冷卻器（EC）粗輸灰：～40% 粗灰輸灰系統指由EC底部排出的灰塵。

　　靜電除塵器（EP）細輸灰：～60% 細灰輸灰系統指由ESP下部排出的灰塵。

　　三、轉爐干法除塵技術創新

　　干法除塵系統中蒸發冷卻器、煤氣冷卻器等主要設備已由中冶華天開發設計并制造，并在軟件控制方面也開發出了不少成果，已通過實踐完善成功。

　　1 ）開發新的煙氣冷卻控制算法并推出不積灰判據

　　干法除塵的煙氣冷卻系統是干法除塵的重點也是難點之一，根據國內外已經投產的干法除塵系統的調研發現，有多家干法除塵冷卻系統的冷卻效果不理想從而影響除塵效果、損壞設備、增加能源和介質損耗，而且蒸發冷卻器的積灰現象多年來一直沒有得到有效解決，這已經成了干法除塵系統的頑疾。究其原因都是將干法除塵系統同煉鋼的吹煉系統割裂開來所造成的。

　　中冶華天開發的干法除塵系統是基于系統辨識技術的控制系統，充分結合了煉鋼各階段工況的研究和通風過程中能量變化的研究，并將出據自有知識產權的2流冷卻水控制不積灰判據并努力使該判據成為行業標準。

　　2） 開發針對干法除塵的微差壓控制系統并推出風機節能控制標準

　　一個好的微差壓系統意味著：更低的電耗、更低的水耗、更純更充分的煤氣回收、質量更高的蒸汽回收和壽命更長的汽化冷卻系統。

　　微差壓控制不是干法除塵才有，傳統的濕法OG系統也要求微差壓控制，但是控制對象發生了變化。干法通過控制風機的轉速實現，是變頻控制是改變風機運行特性的控制方法。濕法通過改變喉口開度實現，是改變管道阻力的控制方法。同樣的控制效果變頻法節能45％以上。同干法除塵冷卻系統一樣，中冶華天研發的微差壓控制系統需要結合轉爐吹煉的各個階段的工況、需要辨識通風系統的管道參數、需要克服測量的滯后特性做大量的建模工作，此外，我公司的微差壓控制系統還是一個快速參數自尋優系統，快速尋優保證了較短的調試周期和更快的達產速度。

　　鑒于微差壓系統是轉爐節能的關鍵所在，結合多年來中冶華天對完整的煉鋼系統的研究積淀和在控制系統算法上的可行性研究，在干法除塵的微差壓控制系統中將推出風機節能控制標準并努力使該標準成為行業標準。

　　3）開發干法除塵的高壓靜電場振打模型、最優除塵電壓控制模型和臨界除塵控制模型

　　對高壓靜電電場的振打時機的把握和電場電壓控制的快速、準確性直接影響除塵效果。中冶華天開發的振打模型是緊密結合吹煉工況和對高壓靜電場的特性研究的系統模型，生產中要做到及時振打和最長電壓可控時間。最優除塵電壓控制針對干法除塵的極限效果需要保證除塵期的最大電壓積分和最小電壓波動。

　　臨界除塵電壓控制針對除塵效果達標情況下的節能控制模型，推出該模型的理由是：除塵指標同電能損耗呈指數關系變化，而生產超國標除塵效果所耗能源的發電廠很可能以國家標準排放，所以往往綜合起來并沒有為環保做更多的貢獻。

　　四、中冶華天干法除塵專利

　　專利: 1）氮氣密封彈簧復位泄爆閥 ；2）節能型靜電場電壓控制系統；3）回收杯閥液壓控制系統

　　軟件著作權：1）轉爐干法除塵自動化控制系統；2）轉爐干法除塵自動化控制仿真系統

　　五、研發團隊和成功應用

　　中冶華天環保分公司及通風環保事業部擁有一支專門的老中青結合的研發團隊，科研開發實力雄厚，特別在鋼鐵冶金的燒結煙氣脫硫、轉爐一次煙氣凈化、電爐高溫煙氣余熱回收凈化等方面研發走在業內前列。

　　目前，中冶華天干法除塵技術已在江蘇中天鋼鐵集團公司120 t轉爐煉鋼工程 、中天鋼鐵公司120 t(二期)轉爐煉鋼工程 、鞍山寶德120 t轉爐煉鋼工程 、嘉晨集團營口天盛2×120 t轉爐煉鋼工程、山東傳洋2×120t轉爐煉鋼工程中成功應用，并且經濟和環保效果良好。