【摘 要】150 t 转炉一次除尘系统的喷嘴，喷水量比较大、供水压力低，而且喷嘴易堵塞，导致除尘有盲点，除尘效果不好，烟囱时常有冒黄烟、黑烟现象，对周围环境影响很大。另外，由于用水量较大，煤气洗涤的水泵常处在超负荷工作状态，耗能高，效率低。对此进行研究并采取了改进措施。
【关键词】转炉；一次；除尘；喷嘴
1 转炉烟囱冒黄烟与黑烟的研究
安钢第二炼轧厂通过对转炉炼钢过程中各个环节进行细致的观察，确定烟囱冒黄烟或黑烟主要出现在以下炼钢环节：
①兑铁水和对废钢期间；②转炉出钢和溅渣护炉期间；③转炉煤气回收转为放散时的转换过程 20s 左右。
OG 除尘系统除尘原理：OG 系统是文氏管后接重力脱水器组成的除尘器。
文氏管是一种高效的混合器，当其喉口通过高速气流与喷入喉口的大量水滴相碰，可使水滴强烈雾化。气流速度愈大，水滴雾化愈细。雾化的水滴与气流中的尘粒相撞混合，使尘粒凝聚增大。在后续的重力脱水过程中，由于气体流速下降，依靠尘水混合物惯性从气流中脱离出来，从而实现除尘目的。
（1）从除尘原理我们能够知道影响除尘效果的几个因素之间的关系：除尘水滴的雾化效果：风速越大、喉口愈小，雾化效果越好；水喷头的雾化性能；除尘水的压力越高，雾化效果越好。
（2）脱水的效果不好，会直接影响排放烟气中的含尘量。
第①种情况：
现象：兑铁水时，烟囱时常出现冒黄烟现象，加废钢时烟囱时常会出现冒黑烟现象，尤其是在补炉后炼第一炉兑铁水时，会有较大量的黑烟从烟囱冒出。
分析：一次风机放散烟囱冒烟主要是因为转炉OG 除尘系统除尘效果太差，大量的烟尘随着烟气排出一次的放散烟囱。除尘效果差的原因通过观察统计发现，是在这期间风机有时还没有达到高速，除尘水的雾化效果不理想，而烟囱冒烟往往发生在这个时候。
转炉在补炉过程中使用含有沥青成分的补炉料，在第一炉兑铁水时，导致其中的油性成分大量挥发出去，从而造成一次风机放散烟囱冒黑烟。在加废钢时冒黑烟往往是含油废钢产生的油烟。
措施：根据分析的结论，同炼钢车间进行沟通试验，一是在第一炉兑铁水前，保证将一次风机升到高速；二是补炉后的第一炉延长兑铁时间至 4 min 以上。经过多次试验，结果表明通过这两个措施，大大提高了除尘效果，问题基本得到解决。
第②种情况：
现象：转炉在出钢和溅渣护炉时，虽然产生的烟气量不是很大，但是，一次烟囱还是出现冒黄烟的现象。
分析：由于转炉在出钢时，一次风机由高速运行到低速运行，等到溅渣操作时，风机仍然处于低速运行（风机处于冲洗叶轮状态，正保持低速运行），并且过去二文喉口采用定喉口开度操作，这样转炉烟尘在通过一文、二文时流速降低，不能和除尘洗涤水充分的混合凝并，导致除尘效果不好，造成烟囱冒黄烟。
措施：只有提高烟尘的流速，才能保证除尘效果。根据这一原理，在溅渣操作时，将二文喉口的开度由大（65°）调到小（45°），这样就可以减小烟尘通过二文喉口的截面积，增大烟尘的流速，起到良好的除尘效果。经过多次试验，验证了这一原理，转炉在溅渣护炉时，将二文喉口开度调到 40°~50°时，除尘效果最好。目前，我们通过不断的调试和试验，已基本确定了一套每个风机对应相应转炉二文喉口开度的工况运行数据。
第③种情况：
现象：在转炉吹氧冶炼期间，1#、2#、3#转炉有时有大量的黄烟从一次烟囱冒出。细化观察，确定是在转炉煤气回收转为放散的时候。
分析：在煤气回收期间，风机出口的压力比放散的时侯高约 7000 Pa，出口的阻力增大使在煤气回收期间风量减小。另外，在三通阀转换过程中，又会出现短暂的阻塞现象，风量的变化除尘能力严重变化，引起 10 s 左右的黄烟排放。
措施：通过调整风机转速与二文喉口的开度，调试出在炼钢期间每个风机转速和喉口开度的最佳工况。
结论：一次烟囱冒烟，虽然出现的情况各有不同，但都离不开风机转速和二文喉口开度这两个关键因素，实际上是要保证二文喉口处烟气的流速。要保证烟囱不冒黄烟，需要根据本节前面介绍的这一原理，不断进行调试，找出风机风速和喉口开度的最佳工况。
2 转炉一文的水量与除尘效果研究
转炉一文是 OG 除尘系统的第一道除尘工序，主要目的是粗除尘和将烟气从 950 ℃降到 70 ℃左右。
转炉 OG 系统一文共设计有 5 个螺旋喷嘴，布置在同一平面上，同时向下喷水，喷水量总共为 450m3/h，喷水量比较大，造成一文阻力增大，影响除尘效果。另外，供水泵组把备用泵开启，也常出现 3 座转炉炼钢，无法保证喷头水压的现象，不仅造成电能的大量消耗，也严重影响了喷头的喷水雾化效果。
根据查阅相关的书籍和互联网上的一些新的理论观点，经分析确定了一文的除尘效果并非是水量越大越好 （喷水量与烟气量的比一般在 0.35L/m3~1.5L/m3，我厂转炉一文的实际水汽比在2.5L/m3左右），而是与喷头喷水的雾化效果紧密联系着，而雾化效果又与喷头的压力紧密联系，所以我们确立了以减少一文的喷水量，提高喷头压力从而改善雾化效果的研究思路。
2009 年 2 月 2 日对 2#转炉在冶炼期间，进行了转炉一文采用 3 个喷头和采用原来的 5 个喷头的两种工况条件下的烟尘检测（风机前），具体数据与检测结果如表 1 和表 2。
从表 2 中的数据对比可知：
（1）一文采用 3 个螺旋喷嘴后，用水量从 446m3/h 降到 326 m3/h，水压上升 0.05 MPa，喷头的雾化效果必然提高。
（2）一文的出口烟气的温度从最高 72 ℃上升到 73 ℃，一文降温效果基本没有变化。
（3）一文的进出口压力差减小约 1000 Pa，说明一文的阻力降低了大约 25%。二文的进出口压差变化不明显，整个炼钢过程中的平均压差略有上升。
（4）从检测的排放烟气含尘量数据看，一文采用3 个喷嘴效果好于 5 个喷嘴。
结论：一文供水流量减小，增大了一文的供水压力，提高了喷嘴的雾化效果；减小了一文喷嘴之前的烟气阻力，即增大了一文喉口的烟气流速，粗除尘效果增加，从而影响到最终的除尘效果的提升。
3 对节能方面的研究分析
在节能方面，主要体现在一文水量已经由原来的 446 m3/h减少到 330 m3/h左右，煤气洗涤泵房的高压泵的效率有所提高，由于生产不饱满，节电的效果不显著。另外，循环水量的减少，相应的蒸发量也随之减少，从而减少了水耗。
[参考文献]
[1] 钟树，单杰山，代洪浪. 韶钢三炼钢厂 120 t 转炉除尘系统新 OG改造[A]. 2009
[2] 乐光潮，娄定芳. 杭钢转炉志[M]. 北京：北京交通大学出版社，2011.
[3] 刘晨. 改进和淘汰转炉 OG 除尘两文的技术与方案[EB/OL].（2009－12－03）.
