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電站燃煤氮氧化物尾氣分析系統
轉爐不連續吹煉的特性導致冶煉過程中產生的CO和少部分O2易同時進入靜電除塵系統,當兩種氣體混合且體積分數同時達到φO2>6%、φCO>9%,在遇到火花或明火時,就會產生化學反應而形成燃爆。另外煙氣中若存在H2,且H2體積分數達到φH2>3%、φO2>2%時,遇到火花也會產生燃爆[2]。靜電除塵器進出口各安裝有4個卸爆閥,卸爆閥設定起跳壓力為5000Pa。煙氣在靜電除塵器內發生燃爆后,除塵器內壓力瞬間增大超過卸爆閥起跳設定值時,卸爆閥彈起釋放燃爆產生的壓力以降低內部燃爆對設備產生的危害[3]。
3.2靜電除塵器卸爆原因
鞍鋼180噸轉爐干法除塵投入使用以來,在靜電除塵器運行初期,由于經驗不足,以及工藝控制未實現標準化,靜電除塵器卸爆主要發生在吹煉初期,時間段在開始吹煉的68秒至90秒之間,稱為“初期卸爆”,卸爆比例占50%;其次由于各種原因導致轉爐吹煉中斷后,再次吹煉時發生卸爆,生產初期二次下氧槍吹煉造成的卸爆比例達到46.1%,稱為“二次下槍卸爆”。其它原因的卸爆包括廢鋼、物料潮濕引起的卸爆,加料過早造成的粉塵卸爆,比例占3.9%。生產穩定以后靜電除塵器卸爆的主要原因是“二次下槍卸爆”,占卸爆原因的89.1%。
3.2.1“初期卸爆”原因
冶煉“初期卸爆”主要發生在開始吹煉的68秒至90秒之間。當冶煉開始時,鐵水中的硅、錳元素首先與氧發生氧化反應,硅、錳元素氧化期結束后,熔池溫度達到1450℃左右,此時轉爐熔池內開始發生脫碳反應,這時轉爐煙氣中的CO含量會逐漸增加。而轉爐開始吹煉時采用24000~27000Nm3/h供氧流量,即采用“軟吹”制度,軟吹時氧流對熔池的沖擊力減小,沖擊深度變淺,反射流股的數量增多,沖擊面積加大,加強了對熔池液面的攪動,脫碳速度降低,容易引起噴濺[4]。因此操作者會逐步提高吹氧流量,這樣會增加熔池碳氧反應速度,進一步提高煙氣中CO含量;由于軟吹時氧氣壓力低,氧氣利用率低,煙氣中富裕的O2含量較高,當煙氣中O2和CO體積分數同時達到φO2>6%、φCO>9%就會造成靜電除塵器卸爆。因此如何控制前期噴濺和如何控制熔池脫碳反應速度使CO的生成速度逐漸提升并錯開O2含量的高點,成為煉鋼工藝人員研究的重點。
電站燃煤氮氧化物尾氣分析系統