除尘工作经验谈

重点文章 高炉除尘001

300m3高炉煤气布袋除尘系统设计特点及使用效果

　　宣化钢铁公司炼铁厂5号、6号高炉（均为300m3）自建成投产以来，一直沿用湿式煤气除尘系统。含尘污水通过两条直径300mm的地下管道向原小高炉干渣场渗坑排放，排污量平均每天约600t。目前渣场泥量已饱和，铺设的两趟管路已有一条完全堵塞，另一条也经常出现堵塞现象，而且管路因其上方已构筑建筑物无法维修，已危及正常污水排放。
　　由于排污受影响，使得洗涤水质极差，直接影响生产，而环保法对污水渗坑排放明令禁止，排污费加倍征收。为此，对炼铁厂中型高炉煤气采用布袋除尘工艺进行工程设计。5号、6号高炉布袋除尘系统已投入运行。从整个系统运行情况看，布袋除尘在除尘效率、节水、节电、治理环境污染等方面表现出了湿式除尘无可比拟的优越性。设计中一些新的、成功之处得到了充分的证实，同时也出现了一些问题。
　　1、布袋除尘设计概况
　　1．1平面布置
　　布袋除尘系统由布袋除尘器组、煤气加压机站、仪控室、输灰系统等设施组成。
　　1．2工艺流程
　　荒煤气经过重力除尘器初步净化后进入布袋除尘器进行精除尘。在滤袋连续不断净化煤气的过程中，滤袋内壁的灰尘逐渐加厚，当滤袋内外煤气压差达到指定值时开始反吹。反吹采用煤气加压机加压反吹和事故放荒反吹两种方式。捕集的灰依次经Ф300mm×450mm叶轮给料机、气动卸料球阀，中间仓和Ф300mm×450mm叶轮给料机卸入埋刮板输送机内，由埋刮板输送机经斗式提升机送至55m3灰仓中，最后经卸灰机加湿后卸入汽车内，由汽车送往选烧混料厂进行综合利用。过滤后获得的净煤气进入净煤气管网。
　　1．3设计参数及技术特性
　　（1）设计参数
　　一座高炉煤气发生量：4．5～5万m3／h（标况）
　　高炉炉顶的正常温度：325℃；最低温度：280℃；最高温度：413℃，炉顶煤气压力：0．015～0．020MPa；
　　重力除尘器后荒煤气含尘量：5～12g／m3；
　　重力除尘器后粉尘的堆比重：0．45g／cm3。
　　（2）主要技术特性
　　型式：下进气、内滤气、反吹清灰；
　　箱体个数：7个（单炉）；
　　箱体规格：Ф3316mm×14527mm；
　　每个箱体滤袋条数：44条；
　　布袋材质及规格：无碱玻璃纤维、Ф250mm×8000mm；
　　每个箱体过滤面积：76．4m2；
　　过滤负荷：25．85m3／(m2•h)；
　　有一个箱体反吹时，过滤负荷：30．16m3／(m2•h)；
　　反吹方式：加压反吹、事故放荒反吹；
　　卸灰设备：三阀二斗式；
　　输灰设备：埋刮板输送机、斗式提升机、缓冲灰仓、卸灰机。
　　2、除尘效果及效益分析
　　2．1除尘效果
　　自布袋除尘系统投入运行以来，测得净煤气含尘量在10mg／m3以下，除尘效率达99％以上。
　　2．2效益分析
　　（1）节电：一座300m3高炉布袋除尘系统较原湿式除尘日节电4954kW•h，年节电1734250
　　kW•h。
　　（2）节水：布袋除尘系统较湿式除尘系统每年节约新水28．4万t。
　　（3）节焦：布袋除尘后净煤气不含机械水、含尘量低，可提高高炉煤气理论燃烧温度，能提高热风炉热效率2％～3％，使热风温度提高40～90℃而达到节焦目的，节焦量8～10kg／t铁。一座300m3高炉年节焦1610t。
　　（4）潜在效益：净煤气质量提高后，可减轻热风炉格子砖渣化现象，延长一代炉龄。
　　（5）环境效益和社会效益：布袋除尘系统从根本上消除了煤气洗涤水所带来的环境污染问题。采用布袋除尘后，净煤气质量提高，可扩大煤气用户，减少排放量，降低煤气放散污染。同时，由于该系统成功地实现了湿式卸灰，消除了因卸干灰造成的二次扬尘污染，为布袋灰的综合利用带来极大方便。
　　3、设计中一些新的成功之处
　　3．1输灰系统中，采用埋刮板输送机输灰
　　由于高炉布袋灰的比重轻、粒度细、流动性好，目前我国的高炉煤气布袋除尘系统一般采用螺旋输送机来输灰，但螺旋输送机单位动力消耗大、吊轴和轴瓦极易磨损、安装精度要求较高、检修和维护量大，在输送距离长的时候，情况变得更坏。为此，在设计选型时，选用了埋刮板输送机。实践证明，输灰效果较理想，采用埋刮板输送机后，明显地克服了螺旋输送机的缺点，大大减少了日常的检修的维护量。
　　在实际选型过程中，要特别注意所输送物料的堆比重。若计算用的堆比重值比实际值大，表面上看所选的刮板机输送能力没问题，但从体积上讲则相对不足。应按小时流量选取，以免涨箱。
　　3．2采用卸灰机加湿卸灰，成功地解决了“二次扬尘”污染问题
　　为减轻和消除卸干灰时造成的“二次扬尘”污染，输灰系统中增设了一台卸灰机，干料在卸灰机内通过喷水、搅拌等作用变为均匀而潮湿的物料从出口排出，达到防止“二次扬尘”的目的。
　　设计时，根据该机的特点在其上方增设了缓冲灰仓，使得进入卸灰机的料流连续而均匀，从而达到控制灰量的目的。
　　实践表明，经卸灰机出来的灰用手一抓是一个团，松手掉到地上又散开，说明喷水控制恰到好处，基本上解决了“二次扬尘”污染问题。
　　3．3本系统设置了可编程控制器（简称“PC”机）用于反吹自动控制，同时配置了手动执行机构，可使反吹实现自动控制，半自动控制和手动控制。
　　3．4选用无碱玻璃纤维滤袋，使得净煤气含尘量≤10mg／m3。
　　滤袋采用后处理工艺加工的，即将熔融的石英拉成纱，织成布后用硅油处理加工成滤袋。为了安装方便，同时考虑到滤袋与上下帽接触处易磨损，要求滤袋两头均为内翻边150mm、外翻边250mm。
　　3．5将布袋箱体中央的荒煤气下降管下端由直管改为渐扩管。
　　使得荒煤气流速下降，从而减少了筒体灰斗中积灰被重新吹起的量。
　　3．6选择合理的保温材料－增水性复合硅酸盐保温涂料，保证了系统在冬季输、卸灰的通畅。
　　4、存在的问题及探讨
　　（1）3号埋刮板输送机的过渡段及斗部经常出现积灰现象，至使在启动时驱动头轮的链条被拉断。分析原因，3号刮板机的卸灰口设在头部过渡段后的第一节中间段处。在运行过程中，会有一定量的灰随刮板链条越过卸灰口被带到过渡段及斗部，越积越多，吸潮后由于刮板链条的作用逐渐变硬，使得驱动阻力大大增加。当卸灰口卸灰不畅时，情况更加严重，至使驱动头轮的链条被拉断。鉴于此，将卸灰口改设在斗积灰现象即可避免。考虑到刮板输送机的特点，在输送粉状物料时建议将最后一个卸料口设在斗部为宜。
　　（2）输灰系统中，斗式提升机实际运行中经常出现“打滑”现象，斗提链条也出现伸长的现象，严重影响正常的输灰。分析原因，发现是由于提料斗内的灰卸不干净，有部分灰又随着料斗落下，沉积在下部拉紧装置处，使得料斗运行时的阻力显著增大而造成的。现在链条运行的速度为：V＝1．25m／s,为增大卸料时的离心力,将V增大到1．4m／s,卸灰情况将明显改观。
　　(3)打开荒煤气总管上的放散阀,发现没有荒煤气放出．检查时发现靠近盲板处的荒煤气总管被堵,7号箱体几乎不起作用,6号箱体的进气也受到影响。
　　为了解决此问题,可将荒煤气总管端头的盲板去掉,改用弯头接下,在适当的位置设置卸灰阀,将卸灰管接入7号箱体下的中间仓中。定期将卸灰阀打开放灰,可防止荒煤气总管被堵塞。
　　(4)设计时因用户要求暂不装设荒煤气升降温装置,系统运行中出现了几次荒煤气温度高于300℃的情况,暂时切换到湿式除尘系统。待增设煤气升降温装置后,整个布袋除尘系统将彻底摆脱湿式除尘系统而独立运行。
　　(5)当因荒煤气温度过高而切换到湿式除尘系统后,发现煤气加压机下部往外渗水。
　　分析原因,发现由于使用湿式除尘获得的净煤气对布袋箱体进行保压,而净煤气中含湿量较大,煤气加压机又位于净煤气管网的最低点,这样管路中的冷凝水都流到煤气加压机内。
　　因此,在加压机叶轮壳体的最低点设置一个1／2寸的卸水阀,定期将流入加压机内的冷凝水排出。
　　(6)设在箱体灰斗内壁的灰位计(热电偶)获得的信号不够准确。每天按显示的灰位卸灰,但当检查其中的一个箱体时发现灰斗内几乎全部积满灰,灰面高度已接近花格板处。后来在实际操作中摸索到了一定的经验,人工定时卸灰,避免了该现象的发生。
　　5结语
　　宣钢炼铁厂5号、6号两座300m3高炉的煤气布袋除尘系统总投资880万元,投入运行后各方面效益显著,估计4年内可回收全部投资,输灰系统率先采用刮板输送机代替螺旋输送机并获得成功,克服了螺旋输送机的种种缺点。使用卸灰机成功实现了湿式卸灰,解决了“二次扬尘”污染问题，同时,我们探讨并解决了实际应用中存在的问题,使得该项高炉煤气净化新技术得到了完善和发展