5. При повышении нагрузки по жидкости на каплеуловитель с завихрителем вследствие увеличенного выноса капель увеличивается остаточный каплеунос после него, что приводит к зарастанию отложениями пыли газоходов за ним, ротора и корпуса нагнетателя. Снижению эффективной работы каплеуловителя по уменьшению выноса капельной влаги способствует недостаточный контроль за соблюдением проектного положения лопаток завихрителя.

6. Снижение эффективности очистки газа, вызванное уменьшением гидравлического сопротивления второй ступени труб Вентури, забиванием форсунок, повышением каплеуноса после каплеуловителя с завихрителем, неэффективной работой ловушек пленочной жидкости перед нагнетателем приводит к налипанию отложений пыли на роторах нагнетателей, повышению уровня вибрации, а также к зарастанию газоходов после нагнетателя и многотрубных сопел дожигающего устройства на свече.

7. Требует совершенствования система форсуночного орошения узла предварительного охлаждения и первой ступени очистки для более эффективного охлаждения газов, защиты стенок от прогаров с уменьшением расхода воды на охлаждение и очистку газа. Для надежной работы системы орошения и отсутствия зарастания форсунок необходимо обеспечить стабилизационную обработку воды и установку более эффективных сетчатых фильтров.

8. Необходимо отметить неудовлетворительное состояние отдельных элементов газоотводящего тракта (гидрозатворов, ловушек пленочной жидкости, газохода за нагнетателем и др.), связанное с их зарастанием и изменением проектных размеров. Неработоспособность отдельных задвижек на подводе воды не позволяет оптимизировать работу газоочистки по расходам подаваемой воды.

9. Существующая система обеспечения взрывобезопасности не в состоянии обеспечить соблюдение условий взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов в полном объеме. Необходимо разработать комплекс мероприятий по приведению системы обеспечения взрывобезопасности в соответствие действующим требованиям и нормам.

Рекомендации по повышению эффективной и взрывобезопасной работы газоотводящего тракта

Рекомендации разрабатываются для двух вариантов:

- реконструкции газоочистки с достижением запыленности 50 мг/нм³

Б - мероприятия для повышения работоспособности отдельных узлов газоочистки

Вариант А.

1. Обязательным условием эффективной взрывобезопасной работы газоотводящего тракта является уменьшение образования отложений по всем участкам тракта, что связанно с повышенным выносом извести и обработкой оборотной воды, подаваемой на газоочистку. Для уменьшения попадания неусвоенной в конвертере и выносимой в газоотводящий тракт извести и флюсов, необходимо дальнейшее совершенствование технологии подачи извести в конвертер и осуществление мероприятий по отсеву мелкодисперсной фракции извести. Ранее проведенные исследования в 2003 г. [4] по количеству CaO+MgO (в пересчете на СаО) по двум методикам расчета, выносимых в тракт, колеблется от 0,9 т до 1,8 т за плавку, т.е. примерно 25% от количества всей пыли, поступающей на газоочистку. УкрГНТЦ «Энергосталь» ранее предлагались технические решения по отсеву (улавливанию) мелкодисперсных фракций извести (10 мм и менее) перед ее подачей в конвертер. Поскольку вопрос остался актуальным, считаем целесообразным разработать и рассмотреть мероприятия по уменьшению попадания мелкодисперсной фракции извести в газоотводящий тракт.

2. Рекомендуем при реконструкции газоотводящего тракта для достижения конечной запыленности газа 50 мг/м³ предусматривать замену аппаратов первой и второй ступени очистки (рис. 1), при этом узел предварительного охлаждения, каплеуловитель с завихрителем остаются неизменными. Конструкции баков-гидрозатворов, ловушек пленочной жидкости по тракту и перед нагнетателем подлежат восстановлению по проекту. Следует обратить особое внимание на высоту опускных труб в баках-гидрозатворах и в гидрозатворе перед нагнетателем.

3. В качестве первой ступени очистки и охлаждения газа после узла предварительного охлаждения (УПО) рекомендуется установка скруббера с поворотом газа (рис. 2). Система орошения УПО, включающая подачу пленочной воды на нож-гидрозатвор (узел соединения с ОКГ) и форсуночное орошение трехдюймовыми эвольвентными форсунками будут скоректированы.

Рисунок 1 - Схема реконструкции газоотводящего тракта.

В верхней части скруббер имеет диаметр 4 м, в нижней части увеличен до 5 м, общий объем скруббера и газоходов до труб Вентури для улучшения протекания процесса теплообмена увеличен от 190 м³ до 300 м³. Система орошения скруббера состоит из двух ярусов орошения трехдюймовыми эвольвентными форсунками, часть форсунок расположена таким образом, чтобы часть жидкости орошала стенки скруббера для предотвращения прогаров. Количество и расположение форсунок по ярусам будет определено при разработке технологического задания (ТЛЗ) на проектирование. В скруббере установлена перегородка, в результате поворота потока газа на 180° уменьшается вынос зашламленной жидкости в трубы Вентури второй ступени. Для более эффективного улавливания капель в восходящем потоке газа устанавливаются три трехдюймовые эвольвентные форсунки, направленные вниз. Отвод шламовой воды из бункера скруббера производится в гидрозатвор первой ступени.

4. В качестве второй ступени очистки и охлаждения газа (рис. 8.3) устанавливаются усовершенствованные прямоугольные регулируемые трубы Вентури с увеличением высоты диффузора от 2,15 м до 4,1 м, углы раскрытия диффузора в обоих направлениях 9°, общая высота трубы Вентури составит 6,1 м. Ранее проведенные испытания на трубах Вентури ККЦ ОАО «МК«АЗОВСТАЛЬ» [5] показали, что при высоте диффузора 2,15 м и высоких углах раскрытия диффузора снижается значение коэффициента восстановления давления в диффузоре до 9-11%. На газоочистке конвертеров ОАО «НТМК» с усовершенствованной конструкции труб Вентури с углами раскрытия диффузора 9° [6] получен коэффициент восстановления в диффузоре 30-40%. Повышение коэффициента восстановления давления в диффузоре приводит к снижению общего коэффициента гидравлического сопротивления трубы Вентури, повышению скорости газа в горловине и эффективности пылеулавливания. Усовершенствованная конструкция трубы Вентури имеет следующие отличия: система орошения состоит из десяти форсунок СФК-25 в каждой, кроме того осуществлена герметизация зазора между конфузором и горловиной по всей длине трубы Вентури, а также зазора между створками и торцевой стенкой, исключающих переток запыленного газа, что также повышает эффективность очистки.

5. Для повышения эффективности улавливания шламовых вод, уменьшения нагрузки по жидкости на каплеуловитель с завихрителем после прямоугольных труб Вентури рекомендуется установить бункер, который улавливает до 70% жидкости. Шламовые воды после каплеуловителя сбрасываются в бункер и направляются в бак-гидрозавтор второй ступени.

Рисунок 2 - Скруббер

6. Рекомендуется улучшить работу каплеуловителя с завихрителем, установив все лопатки под углом 36-40° (к горизонтали) и четко контролировать их положение при всех остановках на ППР. При эффективной работе каплеуловителя с завихрителем будет существенно уменьшено количество отложений в газоходах чистого газа и нагнетателе.

7. Для улучшения качества воды, подаваемой в трубы Вентури, рекомендуется установка новой конструкции вертикальных сетчатых фильтров (рис. 3), один - рабочий, один - резервный.

8. Расчетные параметры работы газоочистки после реконструкции:

- расход газа 400-420 тыс. м³/ч

- расход воды общий: 1450 м³/ч

УПО 320 м³/ч

на первую ступень (скруббер)580 м³/ч

на вторую ступень (трубы Вентури) 400 м³/ч

на смыв каплеуловителя, гидрозатворов 120 м³/ч

- гидравлическое сопротивление труб Вентури 17,0 кПа

- конечная запыленность 50 мг/м³

Рисунок 3 - Трубы Вентури второй ступени газоочистки и каплеуловитель

9. Необходимо выполнить проект АСУ ТП газоотводящих трактов с учетом современных требований к системам обеспечения взрывобезопасной работы газоотводящих трактов конвертеров и применением современных КИПиА

10. Выполнить реконструкцию дожигающих устройств газоотводящих трактов на свече: укоротить многотрубные сопла дожигающего устройства, или установить кольцевое сопло с противовзрывными клапанами. С целью уменьшения гидравлического сопротивления

Вариант Б

До проведения капитальной реконструкции газоочистки по варианту А рекомендуется осуществить ряд мероприятий по повышению эксплуатационной надежности работы отдельных участков газоотводящего тракта.

1. Необходимо провести ревизию либо замену задвижек подачи воды для обеспечения поддержания расхода воды на УПО и первую ступень газоочистки не более 1000 м³/ч, а возможно и сокращения до 900 м³/ч.

2. Установить шламоотбойники в бункере после первой ступени газоочистки для уменьшения попадания шламовой жидкости в трубы Вентури и уменьшения образования отложений (рис. 4). Для уменьшения образования отложений на стенках труб Вентури рекомендуется система дополнительного орошения из двух эвольвентных форсунок перед конфузорами каждой трубы Вентури, которые способствуют смыву шлама.

Рисунок 4 - Шламоотбойник в бункере после первой ступени гзоочистки

3. Рекомендуется для обеспечения взрывобезопасного отвода и эффективной очистки газов выполнение пунктов 2, 6, 7, 9 варианта А по повышению эффективности работы каплеуловителя, гидрозатворов баков-сепараторов и ловушек пленочной жидкости, очистки газоходов от отложений, систем дожигающих устройств на свече.

Рекомендации по стабилизации работы очистных сооружений оборотного цикла газоочистки

1. Для улучшения осветления воды предусмотреть обработку воды флокулянтами дозой 1 мг/дм³ в пересчете на весь объем оборотной воды по сухому продукту. Ввод флокулянта производить в виде 0,1% раствора в шламопровод подводящий воду к узлу классификации. При этом предусмотреть возможность ввода флокулянта в шламопровод того конвертера, на котором осуществляется продувка. Первоначально в качестве флокулянтов принять анионактивный флокулянт Pl 1011. В ходе работы возможно применение и других флокулянтов. Ввиду этого систему приготовления раствора и дозирования предусмотреть для двух типов флокулянтов.

Ожидаемое содержание взвешенных веществ в осветленной воде будет составлять до 150 мг/дм³.

2. С учетом того, что имеет место накопление мелкой фракции в оборотной воде, для осаждения которой применение флокулянтов недостаточно. Необходимо предусмотреть ввод коагулянта. В качестве коагулянта принять PuroTech RO510. Дозировку производить из расчета 10 мг/дм³ 10% по Al₂O₃.

3. Необходимо применить стабилизационную обработку воды реагентами ингибиторами накипеобразования.

Ввод реагентов ингибиторов осуществлять в 2-х точках:

- в трубопровод воды, подающий воду на трубу Вентури. Доза реагента до 25 г/м³ по товарному продукту. Реагент подавать в разбавленном виде (в 10 раз по отношению к товарному продукту) только во время продувки (15 мин. в течение плавки).

- в камеру осветленной воды, подаваемой на газоочистку. Реагент подавать в разбавленном виде дозой 0,5 г/м³ постоянно.

По данным лабораторных исследований необходимо применять реагенты PuroTech 110 или Nalko 43-63. Реагент Nalko 43-63 несколько эффективнее, чем PuroTech 110, однако, в 2-2,5 раза дороже. В связи с этим рекомендуется начинать стабилизационную обработку воды реагентом PuroTech 110 лишь в случае недостаточной эффективности последнего рассмотреть вопрос о возможном использовании Nalko 43-63.

Ожидается, что при выше указанном химическом составе воды см. табл. 1 реагентная обработка предотвратит или, во всяком случае, в несколько раз уменьшит образование карбонатных отложений в трубе Вентури.

технологический газоочистка сталь

Перечень ссылок

1. Оптимизация режима работы мокрой газоочистки 400 т конвертеров // Г.М. Каненко, С.И. Волгин и др. // Сталь. - 1984. - №3. - С.87-89.

2. Внедрение новой конструкции регулируемых труб Вентури в ККЦ меткомбината «Азовсталь» / Г.М. Каненко, А.Ф.Романенко, В.Д. Мантула, Д.И. Чиненов // Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов: труды научно-технической конференции. Харьков, 1999. ? С.174-175.

3. Экспериментально-наладочные работы на газоотводящих трактах и системе обеспечения взрывобезопасности конвертеров №1,2 ККЦ ОАО «МК«Азовсталь»: отчет / НПФ «Технология»; рук. Ровенский А.И. ? Харьков, 2002. ? 54с.

4. Отработка режимов стабилизации воды оборотного цикла водоснабжения газоочисток при различных режимах работы газоотводящих трактов конвертеров №1,2 ККЦ ОАО «Меткомбината«Азовсталь»: отчет о НИР / УкрГНТЦ «Энергосталь»; рук. Мантула В.Д. ? Харьков, 2003. ? 90с. ? Арх. №100022.

5. Повышение эксплуатационных показателей газоочистного оборудования газоотводящих трактов конвертеров №1,2 ОАО«Меткомбинат«Азовсталь»: заключение по выполненной работе / УкрГНТЦ «Энергосталь»; рук. Романенко А.Ф. ? Харьков, 2004. ? 56с.

6. Мантула В.Д., Каненко Г.М., Алхасова В.В. Эффективное решение проблем очистки газов от пыли в комплексе реконструкции газоотводящих трактов кислородно-конвертерного цеха ОАО «НТМК» / Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов: сборник научных статей ХVІ Международной научно-практической конференции в 2-хт. Т.1. / УкрГНТЦ «Энергосталь». - Харьков: «Издат. Сага», 2008. ? С.290-293.

7. Обобщение опыта эксплуатации каплеуловителей за мокрыми газоочистками: отчет (заключит.) / ВНИПИЧерметэнергоочистка; рук. Волгин С.И. ? Харьков, 1982. ? 82с. ? №ГР80025734. ? Арх. №0400.

8. В.А. Клячко, И.Э. Апельцин. Очистка природных вод. - М.: Стройиздат, 1971. - 580с.

Приложение 1

Приложение Б

Утверждаю:

Главный инженер

ОАО «МК «АЗОВСТАЛЬ»

АКТ

обследования состояния оборудования системы обеспечения взрывобезопасности

Комиссия в составе:

От ОАО «МК «Азовсталь»: Мельничук H.H., Заболотный В.А.

От УкрГНТЦ «Энергосталь» Сулима Д. С.

В соответствии с дог. № 21155 от 25.03.2010 г. комиссия провела обследование состояния энергетического оборудования, системы КИПиА, сигнализации и автоматических блокировок, обеспечивающих условия взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов конвертеров, с учетом применения новой фурмы и возможным повышением интенсивности кислородного дутья.

1. Объектами обследования являлись:

система зажигания и тушения горелок, поджигающих факел отходящих газов;

система аварийного тушения факела отходящих газов;

комплекс КИП, обеспечивающий функционирование системы взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов;

система сигнализации отклонения параметров, обеспечивающих взрывобезопасную эксплуатацию газоотводящих трактов, от номинальных значений;

система автоматических блокировок, обеспечивающих условия безопасной работы при нарушении режимных параметров;

система газового анализа дымовых газов.

2. В результате обследования состояния оборудования установлено:

2. Существующая система зажигания и тушения горелок не соответствует требованиям условий взрывобезопасности:

- подача газа на существующие запальные горелки осуществляется постоянно, независимо от периода плавки, при этом розжиг горелок осуществляется в местном режиме (вручную);

- отключение постоянно горящих запальных горелок поджигания факела дымовых газов после появления факела не происходит, соответственно параметры работы запальных горелок не связаны с автоматическими блокировками безопасности.

3. Система аварийного тушения факела дымовых газов отсутствует.

3. Существующий комплекс КИП не обеспечивает функционирование системы взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов в полном объеме.

4. Существующая система сигнализации отклонения параметров, обеспечивающих взрывобезопасную эксплуатацию газоотводящих трактов, от номинальных значений, задействована не в полном объеме.

5. Существующая система автоматических блокировок, обеспечивающих условия безопасной работы при нарушении режимных параметров, не введена в полном объеме.

6. Система газового анализа дымовых газов не соответствует требованиям взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов в полной мере:

Система газового анализа в опускном газоходе (ФТИАН) функционирует со следующими параметрами:

периодичность отбора проб газа составляет 2,4 с;

замедление показаний результатов анализа составляет в среднем 40-45с;

- существующим проектом не предусмотрена связь параметров газового анализа ФТИАН с автоматическими блокировками системы взрывобезопасности.

Сигнализатор типа СТХ, который был установлен за нагнетателем, неработоспособен (демонтирован).

7. Существующий гидрозатвор перед нагнетателем №2 в связи с недостаточной высотой не исключает подсос холодного воздуха в газоотводящий тракт.

8. Схема аварийного подъема фурмы находится в рабочем состоянии.

При обследовании газоотводящих трактов определены причины неудовлетворительной работы системы обеспечения взрывобезопасности, к основным из которых относятся:

демонтирована арматура, трубопроводы и оборудование КИП системы подачи аварийного пара в ствол свечи;

ненадежность проектной системы дистанционного (автоматического) включения запальных горелок;

-отсутствие автоматического режима отключения запальных горелок;

отсутствие анализа состава дымовых газов за нагнетателем на содержание кислорода.

Выводы:

Существующая система взрывобезопасности не в состоянии обеспечить соблюдение условий взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов в полном объеме.

В связи с вышеуказанными причинами, восстановление системы взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов, в объеме существующей проектной документации, представляется нецелесообразным.

Для обеспечения взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов необходимо выполнить реконструкцию дожигающего устройства, в том числе:

системы аварийного тушения факела дымовых газов;

системы дистанционного включения и отключения поджигающих горелок;

ревизию (восстановление) системы КИП, сигнализации и блокировок в полном объеме;

ревизию оборудования, обеспечивающего выполнение установленной последовательности операций при автоматическом прерывании продувки (механизм подъема фурмы с пониженной скоростью, подача флегматизатора на свечу дожигания и т. д.);

установить за нагнетателем быстродействующий газоанализатор;

установку гидрозатвора за нагнетателем №2 в соответствии с требованиями «Типовой инструкции по устройству и безопасной эксплуатации газоотводящих трактов сталеплавильных конвертеров с верхней продувкой», МЧМ СССР. 1991 г.

укоротить многотрубные сопла дожигающего устройства.

Решение комиссии:

1. На основании результатов проведенного обследования, считаем целесообразным предложить к рассмотрению следующие варианты модернизации системы обеспечения взрывобезопасности:

- приобретение полного комплекта оборудования дожигающего устройства, включая систему КИПиА, с обязательным проведением экспертизы по соответствию оборудования условиям взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов;

- оформление заказа на разработку проекта системы обеспечения взрывобезопасности в соответствии с требованиями условий взрывобезопасной эксплуатации газоотводящих трактов, с учетом имеющегося опыта эксплуатации существующей системы.

Размещено на Allbest.ru