真空脱气炉除尘系统应用探索范文

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摘要：改造机械式真空脱气炉除尘系统，解决除尘器布袋烧损以及由布袋烧损引起的油泵污染等问题，减少脱气时间，为机械泵组提供稳定保护，提升钢水质量，顺畅生产节奏。

关键词：机械式真空脱气炉；除尘系统；改进

0引言

山东钢铁股份有限公司莱芜分公司特钢事业部现有一套120t双工位真空脱气炉，使用机械真空泵进行钢水脱气处理。机械泵真空系统作为新型环保节能技术，取代系统对蒸汽的依赖，减少系统水资源消耗，只消耗少量电能，没有污水、污泥排放，有良好的环保节能效果。

1问题及原因分析

1.1问题

机械式真空脱气炉系统由16台一级油旋泵、8台二级罗茨泵、20台三级罗茨泵组成，系统自运行以来，基本能满足冶金要求，但随着规模化生产的推进，系统经常出现除尘器布袋烧损现象，由于布袋除尘器频频烧损，大量粉尘聚集进入泵组内部，导致罗茨泵转子积灰卡阻，转动过程电流增大，温度升高，严重者卡死失效；油旋泵油液污染，导致系统排气不畅，排烟温度升高，严重时出现烧损。由于系统属于同步动态系统，一旦污染基本同步，危害性极大，曾出现过16台油旋泵同时烧损的情况。

1.2原因分析

1.2.1过滤器设计缺陷

（1）过滤面积小，造成较大的压力损失。（2）过滤效果差，过滤器出风侧粉尘堆积严重，影响机械泵寿命。（3）除尘器设计缺陷，导致布袋吹扫没有效果，破空时布袋被挤压在一起，是粉尘堆积的主要原因。（4）破空设置不合理。真空脱气炉布袋除尘器为避免粉尘燃烧，过滤器应100%氮气破空。堆积的粉尘与高速的破空空气接触，极易引起燃烧，是布袋燃烧的主要原因。

1.2.2设备配置不完善

（1）罐体—抽气管线—旋风除尘—过滤器—真空泵系统，没有实现合理的气体冷却。（2）安装在罐体和旋风除尘器之间的前置除尘器没有解决烧布袋问题。（3）设备布置过于紧凑，真空管道短，容易使热的粉尘进入过滤器布袋。

1.2.3抽真空阶段溢渣

常规真空脱气炉抽真空阶段经常发生溢渣。如果抽真空过程没有得到很好控制、及时调整真空度，容易导致废渣进入后部系统，工艺操作要尽量减少溢渣次数。

2改造方案

（1）增设更大过滤面积的过滤器系统以减少布袋阻力损失，提高烟气离开过滤器时的洁净度，满足机械泵系统要求，同时减少真空泵区域由于粉尘超标引发的维护需求。采用鼠笼式滤袋结构（图3）降低系统压力损失。工艺气体从布袋外侧进入，粉尘附着在布袋外面。氮气脉冲吹扫时，氮气从布袋的内侧向外吹扫，可将附着在布袋外面的粉尘吹扫到过滤器底部，确保清理效果。（2）增设自动脉冲吹扫系统以确保每个机械泵循环结束后粉尘的及时清理。过滤器布袋可在真空状态下清理，过滤器仅在设备停机时才需要破空。布袋清理的粉尘收集在过滤器底部，通过双真空阀系统排放到过滤器下面的灰箱，避免灰尘在布袋内堆积。（3）安装带有切线入口的气体冷却器。安装1个气体冷却器，气冷器为板式旋风结构，既能确保气冷器出口的烟气温度＜130℃，减少高温粉尘进入过滤器的风险，同时降低工艺气体温度，减少泵系统吸入的烟气体积，提高设备效率，又能达到粗除尘效果，将大颗粒粉尘捕集并排放到灰箱中。（4）破空系统升级。用氮气100%破空布袋过滤器。在过滤器和罐体间安装真空隔离阀门。利用现有真空阀与新增过滤器前端真空阀门的配合，实现真空下的脉冲吹扫和卸灰，加大预抽真空能力。同时只在真空脱气炉设备长时间停机时才需要完全破空布袋过滤器，减少氮气的消耗，实现100%过滤器氮气破空，避免布袋烧损。（5）采用工业监控系统，为人为干预泡沫渣控制提供支持，控制底吹效果，提高脱气效率。（6）系统配置如图4所示，改造新增设备：真空管道、旋风气体冷却器（带真空集灰罐）、拥有专利技术的布袋除尘器（带脉冲吹扫控制）、真空控制阀组、各类传感器仪表等元件，升级电控系统及程序控制。

3改造效果及效益分析

3.1改造效果

（1）彻底解决布袋除尘器布袋烧损问题以及由布袋燃烧引起的油泵污染等问题。（2）缩短每炉真空脱气处理时间5min，减少机械泵组额外能源消耗。（3）每炉钢水减少温降10℃，降低真空脱气前级工序消耗更多能源，将钢水提升至更高温度，弥补额外的钢水温降。（4）提高钢水脱气效果。

3.2效益分析

改造后最直接的效益是对生产的助益。减少脱气时间，为机械泵组提供更好、更稳定的保护；提升钢水脱气质量，使生产节奏更加顺畅。从缩短真空脱气处理时间和减少因钢水温降而导致前级工序额外耗能的角度做简单量化，可以看出改造带来的直观效益。

（1）真空脱气处理时间每炉至少缩短5min，减少泵组额外运转耗电。44台泵组，单泵功率18.5kW，总耗电量67kW•h。

（2）每炉钢水减少温降10℃，前级LF（LadleFurnace，钢包精炼炉）需将每炉钢水提升温度10℃以弥补此额外温降，保证后道工序的温度要求。120t钢水在LF炉每升高1℃至少需消耗电60kW•h，每炉钢水需在LF额外耗能600kW•h。

（3）新式除尘器维护量远小于原除尘器，布袋更换频率1次/a，运维成本远低于原除尘设备。仅2016年以来，随机烧损布袋现象频发，为现维持运行，平均每2个月换3次布袋，年消耗布袋费用524160元人民币；改造后每年整体换1次布袋，年消耗布袋费用30000元人民币，每年可节省布袋消耗费用49.4万元人民币。（4）由于除尘效果提高，粉尘进入泵系统的总量降低，油膜旋片泵润滑油更换频率随之降低（改造前每年至少更换4次，改造后每年最多更换2次），每年节省换油费用80万人民币。

参考文献

［1］谭云峰.真空泵的常见故障分析与维护保养［J］.科技创新导报，2013（21）：74.

［2］马立华.机械真空泵装置在RH精炼中的应用实践［J］.重钢技术，2014（4）：11-15.

［3］张辉.机械真空技术在宝钢特钢VD炉上的应用实践［J］.冶金动力，2016（1）：52-54.

作者:葛本伍 王宝 谭永彦 焦健 单位:山东钢铁股份有限公司莱芜分公司特钢事业部