CN114807499A - 抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法及冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法及冷却系统，包括：接到转炉吹炼开始信号后延迟预设时间，打开每组喷枪所用的水泵并控制开度值，打开所用的氮气泵并控制开度；将每组喷枪产生的高压喷雾喷向自蒸发冷却器的气流入口的进入到蒸发冷却器的烟气，将每组喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值设置为预设比值Y，使得烟气进入蒸发冷却器经过喷雾被降温后，烟气在蒸发冷却器的T出口小于T目标；根据不同蒸发冷却器入口部位气流温度喷入不同的水量，保证蒸发冷却器出口各部位温度均匀，用最小量的水降低烟气温度。达到保证烟气的出口温度，同时减少喷入的水雾，而降低水雾与粉尘结合黏附于筒壁，减少筒壁结垢。
Description
技术领域
本发明涉及转炉干法除尘领域，具体涉及一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法及冷却系统。
背景技术
蒸发冷却器，以下简称蒸发冷，作为转炉干法除尘系统的重要设备，其作用是利用高压雾化喷枪喷入水汽，将经过汽化烟道冷却后的转炉烟气进行降温、粗除尘、均匀气流，其使用性能的好坏直接影响转炉除尘系统的稳定顺行。烟气在到达蒸发冷入口时，蒸发冷喷枪射入雾化后的高压水汽，粉尘降温沉积在蒸发冷下部的香蕉弯。随着转炉冶炼周期的变化，蒸发冷喷出水雾与烟气中氧化钙反应形成氢氧化钙并附着于蒸发冷器筒壁，高温烟气携带二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙，在筒壁形成致密结垢逐渐增厚，给钢厂的生产造成许多不利因素。
蒸发冷却器筒壁结垢主要是以Fe2O3、Fe3O4、FeO、CaO、MgO、SiO2等成分为主的转炉除尘灰，遇水在高温下，会反应生成钙铁辉石(CaFeSiO6)，铁橄榄石(Mg0.26Fe1.74(SiO4))，双铝酸钙(CaO.2Al2O3)和六铝酸钙(CaO.6Al2O3)等高熔点物质。转炉生产过程，其烟气粗颗粒以高CaO(20％～40％)高FeO、SiO2为特点,遇水反应生成熟石灰后粘度大，黏附在筒壁上。蒸发冷内气流由于管道的U型弯曲，导致出现气体流速和温度差较大，如所有喷枪均统一模式压力和流量，蒸发冷却效果不均匀，水雾容易在低温面和烟气粉尘结合黏附于筒壁，连续生产2-4个月后，明显出现结垢变厚现象，平均厚度＞500mm，尤其是流速、温度低的一侧厚度增加幅度更大，造成蒸发冷却器筒壁截面积变小，同样风机转速下，烟气通过蒸发冷却器受阻，炉口火焰外溢、煤气回收减少等问题。此时就需进行人工清理内壁结垢。
首先，筒壁结垢多，蒸发冷截面积减少，炉口烟气无法顺畅通过蒸发冷，造成炉口火焰外溢，二次燃烧率高，煤气回收减少，同时外溢的火焰烧坏活动烟罩吊挂及周围设备设施，带来安全隐患；此外，筒壁结垢超过一定厚度时，每次月定修需花费大量时间和人力来进行清理，造成转炉作业率下降。
发明内容
本发明实施例提供一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法及冷却系统，通过调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度，调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度，使得对不同温度流速截面喷入不同水量和气量，均匀蒸发冷筒体的温度，达到保证烟气的出口温度，同时减少喷入的水雾，而降低水雾与粉尘结合黏附于筒壁，减少筒壁结垢。
为达上述目的，一方面，本发明实施例提供一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，在蒸发冷却器的入口截面上设有多组高压雾化喷枪，通过多组高压喷雾喷枪喷射的喷雾充满蒸发冷却器的入口截面；所述抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，包括：
接到转炉吹炼开始信号后延迟第一预设时间，打开每组高压雾化喷枪所用的水泵并控制开度到其第一预设开度值，打开每组高压雾化喷枪所用的氮气泵并控制开度到其第二预设开度值；其中，所述预设比值Y根据高压雾化喷枪的设计参数设定；
将每组高压雾化喷枪产生的高压喷雾喷向自蒸发冷却器的气流入口进入到蒸发冷却器的烟气，将每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值设置为预设比值Y，使得烟气进入蒸发冷却器经过高压喷雾被降温后，烟气在蒸发冷却器的出口温度T出口小于出口目标温度T目标；其中，所述出口目标温度T目标根据蒸发冷却器的入口温度和设于蒸发冷却器之后的煤气管道长度进行设置；
调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，从而将烟气在蒸发冷却器出口处的出口温度T出口控制在T目标之下、且所有组高压雾化喷枪共用的水量最小，保证最小量的水与烟气发生化学反应生成结垢。
另一方面，本发明实施例提供一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统，包括：
多组高压雾化喷枪，设在蒸发冷却器的入口截面上，多组高压喷雾喷枪喷射的喷雾充满蒸发冷却器的入口截面；
喷雾单元，用于接到转炉吹炼开始信号后延迟第一预设时间，打开每组高压雾化喷枪所用的水泵并控制开度到其第一预设开度值，打开每组高压雾化喷枪所用的氮气泵并控制开度到其第二预设开度值；其中，所述预设比值Y根据高压雾化喷枪的设计参数设定；
将每组高压雾化喷枪产生的高压喷雾喷向自蒸发冷却器的气流入口进入到蒸发冷却器的烟气，将每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值设置预设比值Y，使得烟气进入蒸发冷却器经过高压喷雾被降温后，烟气在蒸发冷却器的出口温度T出口小于出口目标温度T目标；其中，所述出口目标温度T目标根据蒸发冷却器的入口温度和设于蒸发冷却器之后的煤气管道长度进行设置；
调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，从而将烟气在蒸发冷却器出口处的出口温度T出口控制在T目标之下、且所有组高压雾化喷枪共用的水量最小，保证最小量的水与烟气发生化学反应生成结垢。
上述技术方案具有如下有益效果：通过调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度，调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度，使得对不同温度流速截面喷入不同水量和气量，均匀蒸发冷筒体的温度，达到保证烟气的出口温度，同时减少喷入的水雾，且水雾未来得及汽化，而降低水雾与粉尘结合黏附于筒壁，减少筒壁结垢。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法的流程图；
图2是本发明实施例的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统的结构图；
图3是本发明实施例的干法除尘工艺流程图；
图4是本发明实施例的蒸发冷却器喷枪组及测温位置剖面图；
图5是本发明实施例的蒸发冷入口喷枪分组控制示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合本发明的实施例，提供一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，在蒸发冷却器的入口截面上设有多组高压雾化喷枪，通过多组高压喷雾喷枪喷射的喷雾充满蒸发冷却器的入口截面；所述抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，包括：
S101：接到转炉吹炼开始信号后延迟第一预设时间，打开每组高压雾化喷枪所用的水泵并控制开度到其第一预设开度值，以控制每组高压雾化喷枪内的水量，打开每组高压雾化喷枪所用的氮气泵并控制开度到其第二预设开度值，用以控制每组高压雾化喷枪内的氮气量；使得每组高压雾化喷枪向蒸发冷却器的入口内喷出喷雾。其中，所述预设比值Y根据高压雾化喷枪的设计参数设定。
S102：将每组高压雾化喷枪产生的高压喷雾喷向自蒸发冷却器的气流入口进入到蒸发冷却器的烟气，将每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值设置为预设比值Y，使得烟气进入蒸发冷却器经过高压喷雾被降温后，烟气在蒸发冷却器的出口温度T出口小于出口目标温度T目标；其中，所述出口目标温度T目标根据蒸发冷却器的入口温度和设于蒸发冷却器之后的煤气管道长度进行设置。在蒸发冷却器之后连接的有烟气管道和电除尘器，烟气管道和电除尘器决定了蒸发冷却器的冷却温度目标，所以出口温度T出口须小于出口目标温度T目标，如果高于出口目标温度T目标，烟气经过烟气管道到达点除尘器前无法自然温降到许可温度，那么电除尘器就会触发除尘器保护连锁终止冶炼的进行。
S103：调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，从而将烟气在蒸发冷却器出口处的出口温度T出口控制在T目标之下、且所有组高压雾化喷枪共用的水量最小，保证最小量的水与烟气发生化学反应生成结垢。根据不同蒸发冷却器入口部位气流温度喷入不同的水量，就是通过调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度，调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度，使得对不同温度流速截面喷入不同水量和气量，均匀蒸发冷筒体的温度，从而保证蒸发冷却器出口各部位温度均匀，达到保证烟气的出口温度，且用最小量的水降低烟气温度从而减少喷入的水雾，而降低水雾与粉尘结合黏附于筒壁，减少筒壁结垢。
优选地，在接到转炉吹炼开始信号之前，还包括：
S104：在蒸发冷却器的气流入口处设置与每组高压雾化喷枪对应的入口温度检测点，通过入口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的入口温度，所述每组高压雾化喷枪处烟气的入口温度是指该组高压雾化喷枪烟气入点周围的温度；
S105：在蒸发冷却器的底部出口设置与每组高压雾化喷枪对应的出口温度检测点；通过出口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的出口温度；所述每组高压雾化喷枪处烟气的出口温度是指与该组喷枪在底部出口对应位置烟气周围的温度；
在步骤103中，所述调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，具体包括：
S1031：针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气的出口温度大于其预设出口温度时，根据该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y；其中，该组高压雾化喷枪处的预设出口温度处于接近出口目标温度T目标的一温度范围内。
优选地，在步骤1031中，所述根据入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y，具体包括：
S1031-1：针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气出口温度大于其预设出口温度，则将该组高压雾化喷枪所用的水泵的开度增到100％、以及将该组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度增到100％，直至出口温度小于其预设出口温度；开度增到100％，以尽快达到出口温度小于其预设出口温度的目的。
S1032-2：随着吹炼的进行所引起的入口温度的变化和出口温度的变化，将该组高压雾化喷枪所用的水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，以使得最小量的喷雾来完成对烟气的除尘。
优选地，在步骤103中，所述调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，具体包括：
S106：针对每组高压雾化喷枪，通过第一调节阀调节该组高压雾化喷枪的氮气流量，通过第一压力变送器控制该组高压雾化喷枪的氮气压力P1，通过第一流量计测量该组高压雾化喷枪的氮气流量。
S108：通过第二调节阀调节该组高压雾化喷枪的水流量，通过第二压力变送器控制该组高压雾化喷枪的水压p1，通过第二流量计测量该组高压雾化喷枪的水流量。
局部由于温度不同所以反应不同，即局部降温过快产生液态的水然后发生化学反应产生结垢。因此根据进出口温度检测来调节喷水(根据每组高压雾化喷枪处烟气的入口温度、每组高压雾化喷枪处烟气的出口温度，调节每组高压雾化喷枪的氮气流量、水流量)达到合适的水量进到蒸发冷后是水雾并与烟气反应，不会因为各个截面的温度不同而喷同样的水，水量减少则降低结垢量。
优选地，还包括：
S109：针对每组高压雾化喷枪，通过氮气压力P1和水压p1的比值和喷嘴张角共同决定喷雾的喷出范围，且该组喷枪所喷出的喷雾为圆形雾，圆形雾的中心强，自中心向边缘逐渐减弱；将所有高压雾化喷枪的圆形雾处于蒸发冷却器的入口截面内。
S110：喷枪组数的选择方法包括：当多组高压雾化喷枪的喷雾在趋向蒸发冷却器的入口截面圆心的方向上重合后的强度与单组喷枪中心强度之差满足预设差值时，将所对应的喷枪组数选定为喷枪组数。从而使得蒸发冷却器入口截面的喷雾满足降温需求，后续根据每组高压雾化喷枪的入口温度和出口温度对水量、档气量进行调整。
如图2所示，结合本发明的实施例，提供一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统，包括：
多组高压雾化喷枪21，设在蒸发冷却器的入口截面上，多组高压喷雾喷枪喷射的喷雾充满蒸发冷却器的入口截面；
喷雾单元22，用于接到转炉吹炼开始信号后延迟第一预设时间，打开每组高压雾化喷枪所用的水泵并控制开度到其第一预设开度值，打开每组高压雾化喷枪所用的氮气泵并控制开度到其第二预设开度值；其中，所述预设比值Y根据高压雾化喷枪的设计参数设定；
将每组高压雾化喷枪产生的高压喷雾喷向自蒸发冷却器的气流入口进入到蒸发冷却器的烟气，将每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值设置预设比值Y，使得烟气进入蒸发冷却器经过高压喷雾被降温后，烟气在蒸发冷却器的出口温度T出口小于出口目标温度T目标；其中，所述出口目标温度T目标根据蒸发冷却器的入口温度和设于蒸发冷却器之后的煤气管道长度进行设置；
调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，从而将烟气在蒸发冷却器出口处的出口温度T出口控制在T目标之下、且所有组高压雾化喷枪共用的水量最小，保证最小量的水与烟气发生化学反应生成结垢。
优选地，还包括入口温度检测点23、出口温度检测点24，其中：
入口温度检测点23，用于接到转炉吹炼开始信号之前，将本入口温度检测点设在与每组高压雾化喷枪对应的蒸发冷却器的气流入口，通过入口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的入口温度；所述每组高压雾化喷枪处烟气的入口温度是指该组高压雾化喷枪烟气入点周围的温度；
出口温度检测点24，用于接到转炉吹炼开始信号之前，将本出口温度检测点设在与每组高压雾化喷枪对应的蒸发冷却器的底部出口，通过出口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的出口温度；所述每组高压雾化喷枪处烟气的出口温度是指与该组喷枪在底部出口对应位置烟气周围的温度；
所述喷雾单元22，用于针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气的出口温度大于其预设出口温度时，根据该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y；其中，该组高压雾化喷枪处的预设出口温度处于接近出口目标温度T目标的一温度范围内。
优选地，所述根据入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y，具体包括：
针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气出口温度大于其预设出口温度，则将该组高压雾化喷枪所用的水泵的开度增到100％、以及将该组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度增到100％，直至出口温度小于其预设出口温度；
随着吹炼的进行所引起的入口温度的变化和出口温度的变化，将该组高压雾化喷枪所用的水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节。
优先地，所述喷雾单元22，还用于：
针对每组高压雾化喷枪，通过第一调节阀调节该组高压雾化喷枪的氮气流量，通过第一压力变送器控制该组高压雾化喷枪的氮气压力P1，通过第一流量计测量该组高压雾化喷枪的氮气流量；以及
通过第二调节阀调节该组高压雾化喷枪的水流量，通过第二压力变送器控制该组高压雾化喷枪的水压p1，通过第二流量计测量该组高压雾化喷枪的水流量。
优先地，
所述高压雾化喷枪21，用于针对每组高压雾化喷枪，通过氮气压力P1和水压p1的比值和喷嘴张角共同决定喷雾的喷出范围，且该组喷枪所喷出的喷雾为圆形雾，圆形雾的中心强，自中心向边缘逐渐减弱；所有高压雾化喷枪的圆形雾处于蒸发冷却器的入口截面内；
当多组高压雾化喷枪的喷雾在趋向蒸发冷却器的入口截面圆心的方向上重合后的强度与单组喷枪中心强度之差满足预设差值时，将所对应的喷枪组数选定为喷枪组数。
本发明实施例所取得的有益效果为：本发明将蒸发冷却器喷枪按组根据蒸发冷入口温度、出口温度进行水气的动态调节，合理控制蒸发冷却效果，保证出口温度的同时，对不同温度流速截面喷入不同水量和氮气量，均匀蒸发冷筒体的温度，减少喷入的水雾，也降低了水雾汽化、而与粉尘结合黏附于筒壁，减少筒壁结垢。
下面结合具体的应用实例对本发明实施例上述技术方案进行详细说明，实施过程中没有介绍到的技术细节，可以参考前文的相关描述。
本发明为一种抑制蒸发冷却器筒壁结垢、均匀控制蒸发冷出口气流及温度的方法。如图3所示，为干法除尘工艺流程图，图中出现的设备在本发明文字记载中未出现的均为现有技术中所有，本发明为针对蒸发冷却器水雾降温除尘过程结垢问题，提供一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，保证蒸发冷却器性能，该方法效果显著、实施方便，可以实现自动控制。本发明的一种抑制蒸发冷却器筒壁结垢方法，具体如下：
(1)如图4、图5所示，将在用的喷枪水、氮气以每组2支或1支喷枪进行分组，共n组(n为自然数)，分别为每组分别配置流量计、压力变送器、调节阀，其中，调节阀是指调节水量的水调节阀和调节氮气量的氮气调节阀，流量计分别在水调节阀、氮气调节阀之后，每组的进水口连接于总水管、氮气进口连接于氮气总管(其中一种情况是每组具有一个进水口、一个进氮气口)。
实现独立检测与调节每组喷枪水、氮气的流量、压力，高压氮气将水进行喷射雾化；在蒸发冷却器筒体气流入口处及底部出口处增加与喷枪组对应n个温度检测点，与每组喷枪对应，独立检测每组喷枪周围的温度，通过温度反向调节每组喷枪供水量。
蒸发冷(含喷枪)的截面图，蒸发冷是个大圆桶，在圆筒上部均匀分布有若干支喷枪，在蒸发冷的上部和下部对应位置(竖直的大圆桶，上下垂直同一点)装有温度计；后文所提到的蒸发冷是蒸发冷区器的简称。
针对一组喷枪，它的压力比和喷嘴张角决定喷雾范围。喷出来的圆形雾，中心部分强，边缘逐渐减弱，所以喷枪的喷雾重合部分的自身喷雾强度不大，那么多组喷枪的喷雾在趋向圆桶轴心的方向重合后的强度与单组喷枪中心部分强度相近。
由于圆筒各个部位气流速度不同，通过不同部位进来的温度来控制喷枪的水量，氮气随之调整保证压力比，达到既有效形成气雾降低温度又不产生过多喷水导致局部冷却过大形成液滴反应粘结。
(2)喷枪分组：A1、A2、A3、A4……An-1、An；
每组喷枪对应入口温度：T1、T2、T3、T4……Tn-1、Tn；其中，也称为每组高压雾化喷枪处烟气的入口温度，每组高压雾化喷枪处烟气的入口温度是指该组高压雾化喷枪烟气入点周围的温度；
每组喷枪对应出口温度：t1、t2、t3、t4……t(n-1)、tn；其中，也称为每组高压雾化喷枪处烟气的处口温度，所述每组高压雾化喷枪处烟气的出口温度是指与该组喷枪在底部出口对应位置烟气周围的温度；
蒸发冷器出口目标温度为：T目标，T目标指的是烟气的温度，蒸发冷在厂房内，电除尘器在厂房外，烟气管道长度不同(比如一般1-2公里)，电除尘器一般有温度上限160度，从电除尘器温度上限反推1-2公里的管道自然温降，得出蒸发冷这段出去的温度(即蒸发冷器出口目标温度)为200-400度上限(出口目标温度不同炉子不一样)
每组喷枪对应水压力：p1、p2、p3、p4……pn-1、pn；n为自然数；
每组喷枪对应氮气压力：P1、P2、P3、P4……Pn-1、Pn；n为自然数。
(3)每组喷枪气水根据吹炼时间段控制方式：
A1组喷枪：接到转炉吹炼开始信号后延迟第一预设时间，比如20s，打开水泵和气泵，水泵和气泵控制开X％(将水控制开到第一预设开度值、将氮气控制开到第二预设开度值)(可根据实际调整，因为烟气管道和电除尘器决定了蒸发冷的冷却温度目标，出口温度须小于出口目标温度，如果高于目标温度，烟气经过管道到达除尘器前无法自然温降到许可温度，电除尘器就会触发除尘器保护连锁终止冶炼的进行)，并保持每组喷枪氮气压力P和水压p1保持P1/p1范围在一定值(Y)(可根据实际喷枪设计参数进行调整)保证喷枪雾化效果，需要保证出口温度T出口<T目标(可根据电除尘器入口温度和煤气管道长度进行调整；其中，电除尘器是后端的细除尘器，蒸发冷是第一段粗除尘，利用重力沉降进行)。
当对应入口温度T1大于其预入口温度T入口℃或出口温度t1大于其预设出口温度t出口℃(T入口℃和t出口℃可根据蒸发冷却器长度和直径进行调整，t出口℃要接近T目标)，每秒增加水泵和氮气泵开度X％直到100％，直至出口温度t1小于目标温度范围(是指t出口℃)，随着吹炼的进行，入口温度和出口温度变化，水泵开度根据入口温度在X％～100％之间调节(转炉吹炼一般800s，烟气温度经过余热锅炉烟道降温后，一般从几百度到1100度左右波动，温度上升，需要多喷水，阀门开度就根据蒸发冷出口温度进行加大或变小，氮气则保证水汽压力比就随着水的阀门动作而动作，始终保证经过蒸发冷处理后烟气温度低于目标温度)，同时氮气阀开度增大保证氮气压力/水压的比值即P1/p1保持在Y。
入口喷雾进去形成一定长度的喷雾，比如20m左右的蒸发冷，水雾在圆筒内被高温气体蒸发，不是一喷水就可以降温的，需要过程，通常在蒸发冷中下部才完成降温。
A2到An每组喷枪气、水均按同样模式进行控制；直到吹炼结束。
具体举例如下：
A1组喷枪：接到转炉吹炼开始信号后延迟20s打开水泵和气泵，水泵和气泵控制开X％(可根据实际调整)，并保持每组喷枪氮气压力P和水压p1保持P1/p1范围在一定值(Y)(可根据实际喷枪设计参数进行调整)保证喷枪雾化效果，出口温度T出口<T目标(可根据电除尘器入口温度和煤气管道长度进行调整)；
当对应入口温度T1大于T入口℃或出口温度t1大于t出口℃(T入口℃和t出口℃可根据蒸发冷长度和直径进行调整)，每秒增加水泵和氮气泵开度X％直到100％，直至出口温度t1小于目标温度范围，随着吹炼的进行，入口温度和出口温度变化，水泵开度根据入口温度在X％～100％之间调节，同时氮气阀开度增大保证氮气压力/水压即P1/p1保持在Y；
A2到An每组喷枪气、水均按同样模式进行控制；
针对冶炼二区5号转炉进行试验如下。
1、将在用的喷枪水、氮气以每组2支或1支喷枪进行分组，共6组，分别新增流量计、压力变送器、调节阀，实现独立检测与调节每组喷枪水、氮气的流量、压力；在蒸发冷筒体气流入口处及底部出口处增加与喷枪组对应6个温度检测点，与每组喷枪对应，独立检测每组喷枪周围的温度，通过温度反向调节每组喷枪供水量；
2.喷枪分组：A1、A2、A3、A4、A5、A6；
每组喷枪对应入口温度：T1、T2、T3、T4、T5、T6；
每组喷枪对应出口温度：t1、t2、t3、t4、t5、t6；
蒸发冷出口目标温度为：T目标＝390℃
每组喷枪对应水压力：p1、p2、p3、p4、p5、p6；
每组喷枪对应供水调节阀：S1、S2、S3、S4、S5、S6；
每组喷枪对应氮气压力：P1、P2、P3、P4、P5、P6；
每组喷枪对应氮气调节阀：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6；
3.每组喷枪气水根据吹炼时间段控制方式：
A1组喷枪：接到转炉吹炼开始信号后延迟20s打开水泵和气泵，水泵和气泵控制开60％，并保持每组喷枪氮气压力P和水压p1保持P1/p1范围在一定值Y(1.2±0.2)保证喷枪雾化效果，出口温度T出口<T目标(390℃)；
当对应入口温度T1大于T入口(600℃)或出口温度t1大于t出口(250℃)，每秒增加水泵和氮气泵开度X％直到100％，直至出口温度t1小于t出口(250℃)，随着吹炼的进行，入口温度和出口温度变化，水泵开度根据入口温度在60％～100％之间调节，同时氮气阀开度增大保证氮气压力/水压保持在Y(1.2±0.2)；
A2到A6每组喷枪气、水均按同样模式进行控制；直到吹炼结束。
经过试运行一段时间，5#蒸发冷筒壁结垢平均厚度均＜200mm，无需每月定修进行人工清理，大大减轻劳动强度。
本发明实施例所取得的有益效果如下：
本发明将蒸发冷却器喷枪按组根据蒸发冷入口的温度进行水汽的动态调节，合理控制蒸发冷却效果，保证出口温度的同时，对不同温度流速截面喷入不同水量和气量，均匀蒸发冷筒体的温度，减少喷入的水雾未来得及汽化，而与粉尘结合黏附于筒壁，减少筒壁结垢。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，其特征在于，在蒸发冷却器的入口截面上设有多组高压雾化喷枪，通过多组高压喷雾喷枪喷射的喷雾充满蒸发冷却器的入口截面；所述抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，包括：
接到转炉吹炼开始信号后延迟第一预设时间，打开每组高压雾化喷枪所用的水泵并控制开度到其第一预设开度值，打开每组高压雾化喷枪所用的氮气泵并控制开度到其第二预设开度值；其中，所述预设比值Y根据高压雾化喷枪的设计参数设定；
将每组高压雾化喷枪产生的高压喷雾喷向自蒸发冷却器的气流入口进入到蒸发冷却器的烟气，将每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值设置为预设比值Y，使得烟气进入蒸发冷却器经过高压喷雾被降温后，烟气在蒸发冷却器的出口温度T出口小于出口目标温度T目标；其中，所述出口目标温度T目标根据蒸发冷却器的入口温度和设于蒸发冷却器之后的煤气管道长度进行设置；
调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，从而将烟气在蒸发冷却器出口处的出口温度T出口控制在T目标之下、且所有组高压雾化喷枪共用的水量最小，保证最小量的水与烟气发生化学反应生成结垢。
2.根据权利要求1所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，其特征在于，在接到转炉吹炼开始信号之前，还包括：
在蒸发冷却器的气流入口处设置与每组高压雾化喷枪对应的入口温度检测点，通过入口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的入口温度；所述每组高压雾化喷枪处烟气的入口温度是指该组高压雾化喷枪烟气入点周围的温度；
在蒸发冷却器的底部出口设置与每组高压雾化喷枪对应的出口温度检测点；通过出口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的出口温度；所述每组高压雾化喷枪处烟气的出口温度是指与该组喷枪在底部出口对应位置烟气周围的温度；
所述调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，具体包括：
针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气的出口温度大于其预设出口温度时，根据该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y；其中，该组高压雾化喷枪处的预设出口温度处于接近出口目标温度T目标的一温度范围内。
3.根据权利要求2所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，其特征在于，所述根据入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y，具体包括：
针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气出口温度大于其预设出口温度，则将该组高压雾化喷枪所用的水泵的开度增到100％、以及将该组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度增到100％，直至出口温度小于其预设出口温度；
随着吹炼的进行所引起的入口温度的变化和出口温度的变化，将该组高压雾化喷枪所用的水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节。
4.根据权利要求2所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，其特征在于，所述调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，具体包括：
针对每组高压雾化喷枪，通过第一调节阀调节该组高压雾化喷枪的氮气流量，通过第一压力变送器控制该组高压雾化喷枪的氮气压力P1，通过第一流量计测量该组高压雾化喷枪的氮气流量；以及
通过第二调节阀调节该组高压雾化喷枪的水流量，通过第二压力变送器控制该组高压雾化喷枪的水压p1，通过第二流量计测量该组高压雾化喷枪的水流量。
5.根据权利要求1所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的方法，其特征在于，还包括：
针对每组高压雾化喷枪，通过氮气压力P1和水压p1的比值和喷嘴张角共同决定喷雾的喷出范围，且该组喷枪所喷出的喷雾为圆形雾，圆形雾的中心强，自中心向边缘逐渐减弱；将所有高压雾化喷枪的圆形雾处于蒸发冷却器的入口截面内；
喷枪组数的选择方法包括：当多组高压雾化喷枪的喷雾在趋向蒸发冷却器的入口截面圆心的方向上重合后的强度与单组喷枪中心强度之差满足预设差值时，将所对应的喷枪组数选定为喷枪组数。
6.一种抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统，其特征在于，包括：
多组高压雾化喷枪，设在蒸发冷却器的入口截面上，多组高压喷雾喷枪喷射的喷雾充满蒸发冷却器的入口截面；
喷雾单元，用于接到转炉吹炼开始信号后延迟第一预设时间，打开每组高压雾化喷枪所用的水泵并控制开度到其第一预设开度值，打开每组高压雾化喷枪所用的氮气泵并控制开度到其第二预设开度值；其中，所述预设比值Y根据高压雾化喷枪的设计参数设定；
将每组高压雾化喷枪产生的高压喷雾喷向自蒸发冷却器的气流入口进入到蒸发冷却器的烟气，将每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值设置预设比值Y，使得烟气进入蒸发冷却器经过高压喷雾被降温后，烟气在蒸发冷却器的出口温度T出口小于出口目标温度T目标；其中，所述出口目标温度T目标根据蒸发冷却器的入口温度和设于蒸发冷却器之后的煤气管道长度进行设置；
调整每组高压雾化喷枪所用的水泵的开度、调整每组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度、保持每组高压雾化喷枪的氮气压力P1和水压p1的比值满足预设比值Y，从而将烟气在蒸发冷却器出口处的出口温度T出口控制在T目标之下、且所有组高压雾化喷枪共用的水量最小，保证最小量的水与烟气发生化学反应生成结垢。
7.根据权利要求6所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统，其特征在于，还包括入口温度检测点、出口温度检测点，其中：
入口温度检测点，用于在接到转炉吹炼开始信号之前，将本入口温度检测点设在与每组高压雾化喷枪对应的蒸发冷却器的气流入口，通过入口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的入口温度；所述每组高压雾化喷枪处烟气的入口温度是指该组高压雾化喷枪烟气入点周围的温度；
出口温度检测点，用于在接到转炉吹炼开始信号之前，将本出口温度检测点设在与每组高压雾化喷枪对应的蒸发冷却器的底部出口，通过出口温度检测点检测相应高压雾化喷枪组处烟气的出口温度；所述每组高压雾化喷枪处烟气的出口温度是指与该组喷枪在底部出口对应位置烟气周围的温度；
所述喷雾单元，用于针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气的出口温度大于其预设出口温度时，根据该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y；其中，该组高压雾化喷枪处的预设出口温度处于接近出口目标温度T目标的一温度范围内。
8.根据权利要求7所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统，其特征在于，所述根据入口温度将水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节，同时将氮气调节阀开度增大以保证氮气压力P1和水压p1的比值保持在预设比值Y，具体包括：
针对每组高压雾化喷枪，当该组高压雾化喷枪处烟气的入口温度大于其预设入口温度、或该组高压雾化喷枪处烟气出口温度大于其预设出口温度，则将该组高压雾化喷枪所用的水泵的开度增到100％、以及将该组高压雾化喷枪所用的氮气泵的开度增到100％，直至出口温度小于其预设出口温度；
随着吹炼的进行所引起的入口温度的变化和出口温度的变化，将该组高压雾化喷枪所用的水泵开度在第一预设开度值到100％之间调节。
9.根据权利要求7所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统，其特征在于，所述喷雾单元，还用于：
针对每组高压雾化喷枪，通过第一调节阀调节该组高压雾化喷枪的氮气流量，通过第一压力变送器控制该组高压雾化喷枪的氮气压力P1，通过第一流量计测量该组高压雾化喷枪的氮气流量；以及
通过第二调节阀调节该组高压雾化喷枪的水流量，通过第二压力变送器控制该组高压雾化喷枪的水压p1，通过第二流量计测量该组高压雾化喷枪的水流量。
10.根据权利要求6所述的抑制转炉干法除尘蒸发冷却器筒壁结垢的蒸发冷却系统，其特征在于，
所述高压雾化喷枪，用于针对每组高压雾化喷枪，通过氮气压力P1和水压p1的比值和喷嘴张角共同决定喷雾的喷出范围，且该组喷枪所喷出的喷雾为圆形雾，圆形雾的中心强，自中心向边缘逐渐减弱；将所有高压雾化喷枪的圆形雾处于蒸发冷却器的入口截面内；
当多组高压雾化喷枪的喷雾在趋向蒸发冷却器的入口截面圆心的方向上重合后的强度与单组喷枪中心强度之差满足预设差值时，将所对应的喷枪组数选定为喷枪组数。
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| CN (1) | CN114807499B (zh) |
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| CN113337667A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-03 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种干法除尘蒸发冷却器、除尘系统及除尘工艺 |
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2022
- 2022-03-23 CN CN202210294809.4A patent/CN114807499B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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