摘要：随着节能环保要求的日益提升，对炼钢尾气的除尘技术也越来越高。目前，国内大型钢铁企业中，都采用干法除尘对转炉尾气进行回收和处理，但干法除尘的静电除尘器容易引起泄爆，针对这种问题，目前大部分企业依靠调控工艺参数、规范工艺合理操作，有效降低泄爆。本研究则创新了新的解决方案，通过在蒸发冷却器末端增加一个氮气稀释阀，适时适量地向管道内吹扫一定量的氮气，避免CO和O2或者H2和O2在短时间内达到其爆炸极限，从而有效避免静电除尘器泄爆次数。
关键词： 静电除尘器 泄爆 氮气稀释阀
1 前言
目前，西昌钢钒炼钢厂共有两座200t的提钒和两座200t的炼钢转炉，每个转炉配置一套干法除尘系统进行尾气处理（炼钢转炉还配置有煤气回收系统）。每座提钒转炉的干法除尘静电除尘器月平均泄爆次数为3.1次，炼钢转炉为4.9次，过多的泄爆频次严重损坏静电除尘器内部阴极丝和阳极板等设备，减少设备的使用寿命，增加设备的维、检修的人工成本，增加转炉生产的工艺时间，严重时甚至造成尾气处理不达标[2]。为了保证转炉的持续生产，同时降低我们的检修成本，为此我们展开降低静电除尘器泄爆频次的应用课题研究。
本研究通过除了规范工艺操作和优化参数外，在蒸发冷却器末端增加一个氮气稀释阀，适时适量地向管道内吹扫一定量的氮气，避免CO和O2或者H2和O2在短时间内达到其爆炸极限，从而有效避免静电除尘器泄爆次数，在广大的炼钢除尘技术市场有很好的应用前景。
2 干法除尘工艺及设备
2.1干法除尘工艺
在新投产的大型钢铁企业中，几乎都采用新型的干法除尘对转炉尾气进行回收和处理，它主要包括以下部分构成：蒸发冷却器系统、粗输灰系统、静电除尘器系统、细输灰系统、ID风机动力系统、放散系统和煤气回收系统。
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图1 干法除尘工艺流程图
2.2干法除尘主要设备
（1）蒸发冷却器系统
蒸发冷却器（EC系统）主要包括水冷烟道，织物补偿器、蒸发冷却器本体，恒压水泵，粗输灰系统。EC本体包括筒体直段和筒体锥形段；粗输灰系统主要包括刮板机、气动插板阀、紧急插板阀和灰仓。
转炉冶炼时，含有大量CO的高温烟气经过汽化冷却系统后才能满足干法除尘系统的运行条件。蒸发冷却器入口温度一般为800-1000℃，出口温度一般控制在250-350℃，然后经过除尘管道的冷却到达静电除尘器入口时降为160-200℃以满足其工作要求。因此EC系统通过16支喷枪进行转炉烟气冷却，喷枪通过双流喷嘴对蒸汽和水进行冷却，达到冷却水雾化效果，提高冷却水与高温烟气气流的接触面积，使得转炉得到良好、均匀的冷却效果。
（2）静电除尘器系统
静电除尘器是干法除尘的核心设备，主要包括单相整流变压器、卸爆阀、阳极板、阴极框架和阴极线、出入口分布板、扇形刮灰机、阳极振打、阴极振打、分布板振打、除尘器壳体。
细输灰系统包括1套EP下链式输灰，1台紧急排灰插板阀、1台正常排灰插板阀、双板阀、1套集中链式输灰机，1套螺旋输灰机，1套斗式提升机和1套无扬尘卸灰系统。它的作用是将静电除尘器产生的灰尘通过输灰系统运送到储灰仓，进行临时的储存，然后运走。
（3） ID风机系统
ID风机包括风机本体和冷却风机，它的主要功能是为干法除尘系统提供动力，将转炉产生的烟气和粉尘输送到静电除尘器内，通过除尘器对烟气进行净化和除尘，处理后合格达标的烟气进行煤气回收或者经过放散烟囱燃烧后排放。
3静电除尘器泄爆现状
3.1 静电除尘器泄爆的原因及危害
所谓泄爆是由于静电除尘器内部压力短时间内急剧变化达到卸爆阀起跳压力，从而导致卸爆阀动作的事件。静电除尘器在转炉争产冶炼生产时出口压力通常为负压，内部压力急剧变化的原因是由于CO和O2或者H2和O2的混合气体在除尘器内部发生爆炸所致[3]。
混合气体爆炸的极限有两个：一是CO浓度大于9%，氧气浓度大于6%；二是H2浓度大于3%，氧气浓度大于2%，当静电除尘器内的煤气成分浓度达到此条件时，都可能发生泄爆。而造成泄爆的具体主要原因如下：
（1）氧枪下枪后未打燃火，造成除尘管道内O2浓度超标，再次下枪后易发生泄爆；
（2）吹炼过程中由于事故原因氧枪提枪，再次下枪时间间隔过短，管道内CO浓度上升过快，而O2浓度还未完全降至2%以下易发生泄爆；
（3）吹炼期间加料不规范，造成CO波动过大易发生泄爆。
而干法除尘常见的故障为静电除尘器泄爆，一旦泄爆会造成一系列的危害，具体如下：
（1）爆炸源点附近的阳极板和阴极丝会因为剧烈的爆炸产生变形，导致阴阳极板变形，使其工作电压、电流降低，造成电场除尘能力下降，粉尘外排浓度超标；
（2）泄爆会造成阴、阳极振打传动轴的变形，振打清灰系统无法正常工作；
（3）泄爆的产生使得除尘器内部瞬间为正压状态，保温箱内部绝缘瓷瓶易挂灰，容易对内壁放电，损害瓷瓶；
（4）泄爆会造成刮灰机吊挂变形，刮灰机输灰系统无法正常工作；
（5）泄爆会造成卸爆阀导向杆变形回位不好需要处理，耽搁转炉的持续生产。
3.2 静电除尘器泄爆的现状
由于干法除尘的工艺无法从根本上抑制泄爆，但根据其泄爆机理，可以从调控工艺参数，规范工艺合理操作上去有效的减少静电除尘器的泄爆，各种有效预防措施均是从根本避免CO和O2或者H2和O2的混合气体达到其爆炸极限。根据转炉生产状态可将泄爆大致分为三类：开始吹炼泄爆，吹炼过程泄爆，非吹炼期泄爆。
3.2.1 开始吹炼泄爆
开始吹炼泄爆的诱因在于氧枪开始下枪吹炼前管道中还残留有一定量的O2,此时吹炼产生的CO与之反应易产生爆炸，此类泄爆是在生产中产生次数最多的，通过逐步摸索有以下几点优化：
（1）吹炼初期碳氧反应较慢，适量的降低初期的吹氧量以使O2能充分反应完全，避免产生CO的同时还有多余的O2；
（2）氧枪下枪至吹氧点时存在点火不良或点不燃火的情况，出现该情况后立即提枪，并停止三分钟后方能继续下枪。
3.2.2吹炼过程泄爆
吹炼过程泄爆是所有泄爆种类中危害最大的，此类泄爆一旦产生，易再次产生二、三次泄爆，此种在生产过程中产生的几率较小，合理规范吹氧位和降低测副枪时的烟气罩能有效避免。
3.2.3非吹炼期泄爆
非吹炼期泄爆主要是指加料（兑铁）时泄爆和溅渣护炉时泄爆，这种泄爆几率不大，其中加料（兑铁）较多，主要是加废钢时尤其是矿石后再加入高温铁水出现一定的碳氧反应导致一定量的CO混入到管道内的O2进入电除尘而引起爆炸，保证废钢等料的干燥，合理规范加料（兑铁）可有效避免此种泄爆。
由此可见，不管是何种时期的泄爆，其根本出发点就是避免CO和O2或者H2和O2在短时间内达到其爆炸极限，因此，除规范工艺操作和优化参数外，还可以在蒸发冷却器末端增加一个氮气稀释阀，适时适量地向管道内吹扫一定量的氮气，可有效避免静电除尘器泄爆次数。
4 结论
综上所述，通过氮气稀释阀降低静电除尘器泄爆频次项目的应用，单座转炉静电除尘器月平均泄爆次数由原来的3.98次降低至1.75次，大大的节约了静电除尘器设备备件费用和维护检修人工成本费用，有效保证了炼钢厂生产的顺行，也有效地保护了生态环境。
参考文献
[1] 湿式静电除尘器在火电厂大型机组中的应用[J].金定强,舒喜,申智勇等.环境工程2015(5),75-78.
[2] 转炉干法除尘系统静电除尘器泄爆分析及预防措施[J].吴桐白,洪娟,李鹏飞.环境工程2015(8),33-35.