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氯离子超标对转炉干法除尘蒸发冷却器喷枪堵塞的影响分析

来源:江南娱乐尤文图斯入口 网
时间:2020-04-08 09:07:17
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氯离子超标对转炉干法除尘蒸发冷却器喷枪堵塞的影响分析大气网讯:摘 要:针对转炉干法除尘蒸发冷却器喷枪堵塞的问题,通过对堵塞物进行成分分析和水质化验分析,结合氯离子对碳钢管道的腐蚀机

大气网讯:摘 要:针对转炉干法除尘蒸发冷却器喷枪堵塞的问题,通过对堵塞物进行成分分析和水质化验分析,结合氯离子对碳钢管道的腐蚀机理,得出喷枪用水中氯离子严重超标,管道腐蚀加速导致锈层脱落,是堵塞喷枪喷头的根本原因,并由此提出一系列后续预防改进措施。

1 前言

在转炉炼钢吹炼过程中,转炉中产生约1500℃的高温废气,具有高温、有毒、易燃易爆、含尘量高等特点。近年来发展的转炉煤气干法除尘蒸发冷却器具有冷却烟气、粗除尘及调节烟气比电阻的作用,入口的烟气温度为800~1000℃,出口温度一般控制在250~300℃,其温度控制是保证干法除尘系统正常运行的前提,而蒸发冷却器的喷水量直接影响控温效果,因此,喷枪是蒸发冷却器实现有效冷却的核心部件。

喷枪通过软管分别连接到水和蒸汽的二个环管,通过双流喷嘴对蒸汽和冷却水进行混合,冷却水从喷嘴中心孔喷出,同时蒸汽从中心孔周围的环形间隙喷出,达到冷却水的雾化效果。喷射水雾与转炉烟气在运行的过程中,水滴受烟气加热被蒸发,在汽化过程中吸收烟气的热量,从而降低烟气温度。 当蒸汽压力低或喷嘴堵塞时,喷嘴雾化能力减弱,水滴粒径大而不能全部蒸发,烟气含水量增加引起冷却效果差、粉尘黏结、筒壁结垢[1]。

青岛特殊钢铁有限公司炼钢厂建有3台100吨顶底复吹转炉,同时配套3套转炉煤气干法除尘系统,每台蒸发冷却器采用10支双介质外混式双流喷枪,设计水量2.5m?/h·支。自2015年11月投产至今,运行情况一直保持良好。

2 问题描述

2017年6月5日夜班,3#转炉蒸发冷却器出口烟气温度多次超过430℃的设定值,导致氧枪紧急提枪。经现场紧急抢修拆检,发现3#炉蒸发冷却器喷枪中有6支喷枪的枪头发生堵塞,堵塞物为红褐色结块或灰色金属熔滴。同时拆检3#炉蒸发冷却器进水总管处Y型过滤器,过滤器过滤性能良好,未发现大量杂质。事后拆检3#炉蒸发冷却器进水总管,发现大量块状或颗粒状、呈黄褐色或红锈色的管壁附着物。

3 原因分析

3.1 成分化验

事故发生后,提取部分从喷头中清理出的堵塞物进行成分化验分析,结果Fe含量为97.87%,CaO含量为0.89%,Al2O3含量为0.63%,S含量为0.47%,MnO含量为0.14%。

经化验分析,堵塞物主要成分为铁及铁的氧化物。

3.2 水质分析

喷枪使用的冷却水为公司统一供应的生产消防水,经过水泵加压后由蓄水池直接输送至喷枪进行消耗使用。事故发生前一段时间的生产消防水化验结果如表1所示。

根据公司生产消防水补水水质指标要求,补水的总硬度应小于450mg/l,氯离子应小于250mg/l。

通过与化验结果对比发现,5月27日至28日期间喷枪用水的氯离子超标严重。

3.3 管道材质分析

通过查询设计图纸发现喷枪前段供水管道采用φ89×4.5mm的10#无缝钢管,总长约60米。采用金属成分分析仪对其进行成分分析,结果如下表2所示。

经成分对比分析,所用管道质量不能满足国家标准。

3.4 氯离子的腐蚀机理

通过查询相关文献发现,碳钢的腐蚀速率随着氯离子浓度的增加而增大,氯离子能破坏碳钢表面的沉积膜,加速碳钢的腐蚀[3]。

碳钢在含 Cl-环境中形成锈层的物相晶体生长速度快, 颗粒大, 结构疏松易脱落[4]。

3.5 结论

综合以上因素分析,此次喷枪堵塞是因为喷枪用水中氯离子严重超标,导致管道电化学腐蚀加速导致锈层脱落,从而堵塞了喷枪喷头。

4 预防措施

为避免此类事故再次发生,针对喷枪堵塞问题,采取了以下预防措施:

(1)将喷枪前段碳钢管道更换为不锈钢材质,避免锈层产生。(2)在每只喷枪进水分管处增加Y型过滤器,进一步过滤杂质,避免喷枪大面积同时堵塞,同时便于维修人员拆检清理。(3)加强补水水质化验分析,确保在水质出现问题之前提前预警、提前采取措施。

5 结语

蒸发冷却器喷枪工作环境恶劣、工况波动严重,在其运行过程中会出现各种非正常状态,原因错综复杂,只有在实践中不断总结和改进,才能做到提高喷枪使用寿命,尽量减少设备事故,保证转炉干法除尘系统的安全、稳定运行。

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