高炉煤气干法除尘系统介绍

首矿大昌高炉煤气干法除尘系统,炼铁作业部：蒋文迪,目录,一、国内高炉煤气净化发展过程,高炉煤气是高炉炼铁时产生的气体，是一种剧毒低热值的气体，发热值为28003500KJ/m3，是钢铁企业内部生产使用的主要能源。需要除尘后再利用。,1、高炉煤气的特性,特性,高炉煤气是钢铁企业内部生产使用的主要能源。广泛用于钢厂各加热燃烧系统内。当高炉煤气内部含尘量超过10mg/m3时，对使用煤气系统造成以下危害：一、对高炉热风炉系统造成损害，堵塞，降低热风炉炉龄，影响高炉生产。二、造成TRT（余压发电装置）的转子磨损、振动，使TRT寿命降低。三、对其他的使用高炉煤气燃烧炉（如焦炉加热燃烧系统、轧钢加热炉）造成堵塞，甚至损坏。,2、净化高炉煤气的必要性,3、国内高炉煤气净化发展过程,国内高炉煤气净化发展主要分三个阶段,高炉工艺改进后，炉顶压力增高,布袋除尘器,高炉采用常压操作,煤气除尘采用洗涤塔+固定喉口文氏管，煤气压力低，只有3040Pa，除尘效果差。为增加除尘效率，在其后增加静电除尘器。,主要采用串联可调喉口文氏管，即一文+二文（或环缝洗涤塔）。压力损失大，用水量多。除尘效果满足要求。,70年代中期开始在小高炉上使用大布袋反吹风式除尘器，内滤式，加压煤气反吹清灰，过滤效果差。脉冲喷吹除尘器，外滤式，通过喷嘴用氮气喷吹清灰。布袋材质选用玻璃纤维针刺毡复合其他纤维（P84、诺美克斯等）。目前大多数高炉均采用干法布袋除尘器。,串联可调喉口文氏管除尘器,4、干法布袋除尘器相比湿法除尘器的比较,节水,投资费用低,煤气效能高,在运行过程中基本上不需要水450m3高炉节水280吨/小时2200m3高炉节水1200吨/小时,湿法除尘要建除尘器及水处理系统,煤气温度高50100，提高热风炉温度煤气中含水量少，燃烧时对外传热高不含机械水，对后面设备腐蚀小余压发电（TRT）发电量增加30%,干法除尘的缺点,对温度比较敏感，煤气温度过高，过低都不行。,对煤气中蒸汽含量要求过高,包头4#高炉煤气布袋除尘器（2200m3）,承德钢厂高炉煤气布袋除尘器（1260m3）,西宁钢厂高炉煤气布袋除尘器（450m3）,二、工艺流程,高炉煤气流程图,高炉,荒煤气,重力除尘器,荒煤气总管,布袋除尘器,净煤气总管,净煤气,TRT,减压阀组,脱盐塔,综合管网,灰尘,输灰管道,大灰仓,加湿机,运灰汽车,工艺流程简述：,高炉煤气经重力除尘后，由荒煤气主管分配到布袋除尘器各箱体中，并进入荒煤气室，颗粒较大的粉尘由于重力作用自然沉降而进入灰斗，颗粒较小的粉尘随煤气上升。经过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的外表面，煤气得到净化。净化后的煤气进入净煤气室，由净煤气总管输入煤气管网。随着过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力不断增大。当阻力增大（或时间）到一定值时，电磁脉冲阀启动，进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。当灰斗中的灰尘累积到一定量（由料位计控制或时间控制）时，启动卸输灰系统。灰尘经卸灰阀卸入输灰管道，由高压净煤气（或氮气）将灰尘输送至大灰仓，再由汽车运出厂区。,干法除尘系统工艺流程图,三、干法除尘系统组成,（一）除尘器箱体：,1、箱体为圆形筒状结构，外径为5224mm，设计压力为0.3MPa。2、在出气支管上设有一套安全放散装置，在检修时打开，用来置换出煤气。3、箱体进气、出气支管上均安装有大拉杆横向波纹补偿器、气动三偏心蝶阀、电动盲板阀。4、箱体上设置3个人孔，方便检修。5、箱体上设吹扫系统一套，分别设在进、出气口、灰斗底部和格子板上的人孔上，起清除局部积灰和置换作用。6、箱体上设有人工灰尘检测口一个，方便取样化验。7、每个箱体灰斗上设置1套氮气炮和2套仓壁振动器，保证卸灰通畅。,1、箱体顶部设置一套超压泄放装置。采用安全阀（型号A42Y-16C）下配明杆闸板阀（Z41H-16C）。2、箱体进气口对壁设一块导流板，防止高速灰尘冲刷壁板，造成箱体局部磨损严重。3、在每个箱体出口支管上安装1套粉尘检测仪，在线实时检测净煤气含尘量，当检测到某一箱体出口粉尘浓度超标时，自控系统将声光报警，可判断箱体内是否有破损布袋。,箱体安全保护和工艺优化：,4、每个箱体上设置差压变送器，在线检测该箱体的过滤阻力，并可通过它来控制脉冲喷吹清灰。5、灰斗上设蒸汽保温盘管，防止灰斗内的灰尘结块、粘结，并对整个箱体外保温。6、干法布袋除尘对温度比较敏感，温度过高过低对布袋都不利，在重力除尘后设置热电偶和温度变送器，实时检测煤气温度，并在自控系统中设有预警系统，提示操作人员及时采取措施。,（二）过滤系统：,1、每个箱体包含一套过滤系统。过滤系统主要由滤袋、滤袋安装机构、龙骨、花板、文氏管组成。2、滤袋：滤袋采用超细氟美斯9806复合滤料，过滤性能好、耐高温、强度高、耐磨损。滤袋主要通过筛分作用、惯性作用、扩散作用、黏附作用、静电作用等来捕获粉尘的，除尘效率可达99.9%以上。3、安装机构：滤袋上端设有高强度弹性涨圈，它与滤袋缝制在一起，将滤袋牢固地固定在花板上。,4、文氏管：防止喷吹气流偏离，起引流作用，保护滤袋口。5、龙骨：在受压时不发生变形，防止滤袋压扁。6、花板组件：滤袋龙骨的支撑件和检修平台，花板孔采用机械加工的方法获得，保证了花板的加工精度，从而保证了滤袋安装的可靠性和严密性。,（三）脉冲反吹系统：,脉冲反吹系统主要包括喷吹气包、脉冲阀、喷吹管、阀门、喷嘴等。工作原理：脉冲阀开启后，高压氮气通过喷吹管从喷嘴里喷出，形成高速气流进入滤袋，并从周围引射数倍于喷射气量的净煤气冲进滤袋，使滤袋急剧膨胀，引起一次冲击振动。并在瞬间产生由里往外的逆向气流。在冲击振动和逆向气流的作用下，滤袋表面的粉尘被抖落。整个过程约为0.1秒。,1、喷吹气包为圆形筒状结构，气包直径为426mm。一般在脉冲喷吹后气包内压降不超过原来储存压力的20%。气包上安有进气口，安全阀、就地压力表、排污阀、放气阀。2、喷吹管的直径为89mm，气包与喷吹管之间安有检修球阀。3、每个布袋上方有一个超音速引射喷嘴，保证通过每个喷嘴的气流量差别在10%以内，每个喷嘴的孔径会不同，远离气包的喷吹孔比靠近气包的喷吹孔径小0.51.0mm。,每个箱体设有二套脉冲氮气反吹系统。,反吹介质：反吹介质为氮气，脉冲用氮气压力为0.30.4MPa，小时用量约为1000m3。反吹方式：在线反吹，离线反吹；连续周期性反吹，定时反吹，定压差反吹。,脉冲反吹系统：,（四）卸、输灰系统,通过输送灰尘分类可分为机械输灰和气力输灰两种。我厂采用气力输灰系统。气力输送技术是近两年才运用到高炉煤气布袋除尘系统中的。相比机械输灰，气力输送具有投资小、运行费用低、故障少、密封性好、输灰过程无二次污染的优点，同时气力输送没有中间灰斗，可以降低整个除尘器的标高，既节省投资又增加了安全性。,卸、输灰系统示意图,1、卸、输灰系统由除尘器下卸灰阀组、输灰管道、大灰仓、输灰介质气源等组成。2、输灰管道为无缝钢管内壁衬陶瓷，增加管道的耐磨性能。输送气体压力低，输送能力大。3、气力输送介质采用氮气或高压净煤气。设在输灰管道前端的两个气动球阀用来控制选用氮气还是高压净煤气作为输灰介质。4、氮气由10m3氮气储罐供给，高压净煤气由净煤气总管接入，消耗介质量约1500m3/h（输灰期间）。5、在每排输灰管道进入大灰仓前，安装一个气动球阀。6、检测标准：根据温度检测。当灰斗上部热电偶检测温度开始下降并接近下部热电偶检测的温度时，开始卸输灰。当灰斗下部热电偶检测温度开始升高并接近上部热电偶检测的温度时，可断定本箱体的灰已卸完。,（五）大灰仓,1、大灰仓为圆形筒状结构，直径为5200mm，高17750mm。上部采用正椭圆形封头，下部采用锥形灰斗。2、大灰仓内设布袋除尘系统和脉冲清灰系统一套。用来过滤输灰介质，防止外排或回收时引起污染。3、大灰仓上设有超压泄放装置，采用DN200安全阀下配明杆闸板阀（Z41H-16C）。4、大灰仓上部设有放散装置和管道连接到减压后的净煤气管道上，大灰仓内净化后的净煤气或氮气进入主管网或放空。5、大灰仓灰斗上设蒸汽保温盘管，对灰斗进行加热保温，防止结露和粉尘结块。大灰仓整体保温，采用超细玻璃棉毡，外包镀锌铁皮。,（六）氮气系统1、除脉冲反吹需要氮气气源外，气动阀门驱动、氮气炮、气力输灰也需要氮气。因此应设置氮气储存罐，用来暂时存储氮气。2、在除尘器装置中设2个10m3氮气储气罐，氮气气源压力不小于0.8MPa。3、在一台氮气罐后设有3套压力调节系统，调节、稳定氮气的压力。一套压力调节系统将氮气压力调节至0.02-0.05MPa，以满足气力输灰的使用要求；一套压力调节系统将氮气压力调节至约0.50.7Mpa，以满足气动阀门使用要求；另一套压力调节系统将氮气压力调节至约0.50.6Mpa，以满足氮气炮的使用要求。4、在另一台氮气罐后设有1套压力调节系统，将氮气压力调节至约0.350.45Mpa，以满足脉冲反吹系统的使用要求。5、为测定氮气消耗量，在四套氮气调节系统前分别安装一个流量计。,（七）煤气管道及阀门,荒煤气主管：荒煤气主管除尘器中起气体分配作用，它将荒煤气分配到除尘器各箱体中为使煤气均匀的分配到11个箱体中，荒煤气主管按等速管设计。因荒煤气含尘量比较大，为防止管道磨损剧烈，在荒煤气主管内表面进行耐磨处理，喷涂耐磨涂料。荒煤气主管和支管的三通及弯头处熔焊高铬铸铁系耐磨材料。荒煤气总管上设置1台大拉杆补偿器，用来补偿因温度变化引起的管道长度变化。净煤气主管：净煤气出口主管将各箱体中经净化后的煤气收集到一起，经调压阀组或TRT后，进入煤气管网。,除尘器进出支管阀门：除尘器进、出口支管管径DN800mm，其上均设有煤气切断阀组，由煤气蝶阀和插板阀组成。蝶阀控制采用气动三偏心耐磨煤气蝶阀，插板阀采用电液动扇形插板阀。蝶阀和插板阀之间的短接上设有一个检修人孔。煤气切断阀组用来切断除尘器两端煤气，使除尘器从管道中切出，以便进行除尘器的维护、检修、更换滤袋等。另外布袋除尘器箱体进、出口支管上均设有大拉杆补偿器，用来补偿因煤气主管道位移引起的支管横向位移，并防止支管径向位移传至主管道上。波纹补偿器的波节均采用双层结构，内层（靠煤气侧）为254SMo，外层为不锈钢，内壁喷涂耐磨材料。,四、操作难点,干法除尘是高炉煤气顺行的一个重要环节，所以保证滤袋的正常工作和阀门的灵活是操作中的重点难点。（一）干法送气操作（二）干法停气操作（三）单箱体检修时的操作（四）干法设备运行中紧急停气操作（五）大灰仓卸灰操作（六）高炉煤气温度异常时操作,（一）干法送气操作1、投运箱体及送气的管道氮气吹扫打开，进行置换，DN2000蝶阀(旁通管处)打开，干法出、入口DN2000管道氮气置换，见荒气总管末端放散煤气冒充足，关闭荒管氮气，利用荒管末端放散，提高干法入口荒煤气温度在80以上。2、打开投运箱体进出口DN800插板阀，DN800气动蝶阀关闭，打开投运箱体氮气进行置换，待荒气温度达到80以上，开投运箱体入口DN800气动蝶阀，该箱体引气，见投运箱体放散冒充足，关闭置换氮气，开投运箱体出口气动DN800蝶阀，关闭箱顶放散，该箱体引气完毕。3、投运箱体完毕后，脉冲手动反吹，一次过程后，箱体卸灰一次，确保下部卸灰系统畅通。4、根据高炉风量及煤气发生量，投运箱体操作，并检查各仪器仪表数据显示正常，并做好向煤气管网送气的准备，一切操作完毕，检查无误，通知高炉值班室、调度、热风炉，准备与管网合气，关闭设备放散，并通知重力除尘器放散，打开DN3000电动蝶阀，与煤气管网合气，干法送气合气完毕。,（二）干法停气操作1、接高炉工长通知后，通知调度、热风炉，将DN1600放散火焰灭火(我厂两座高炉共用一座放散塔，具体怎么操作还不清楚）。2、干法运行箱体自动反吹停止，改用手动将运行箱体反吹一次，并将运行箱体积灰输入大灰仓。3、接高炉工长停气通知和信号后，根据高炉风量和煤气发生量，停止运行箱体，除尘器切断阀落下，关闭厂区DN3000蝶阀和插板阀，各运行箱体，管道氮气进行置换，打开运行设备各处放散，DN1600放散改手动打开，并通知高炉打开除尘器放散。4、各项操作完成后，通知高炉、调度、加压站和热风炉等单位，干法停止运行。5、干法操作完毕后通知“TRT”压差发电,干法停气操作完毕。,（三）单箱体检修时的操作1、该箱体停止前进行反吹，并卸净该箱体内积灰。2、关闭出入口DN800气动蝶阀和出入口插板阀。3、打开箱顶部放散，通氮气置换。4、在箱体顶部检测合格后，箱体温度降至50，方可打开箱体上下人孔，并关闭置换氮气，进行自然通风，经检测合格后方可进入工作。,（四）干法设备运行中紧急停气操作1、接高炉紧急停气信号，立即将自动脉冲反吹箱体改为手动，关闭各箱体脉冲反吹。2、根据高炉风量和煤气发生量，停止运行箱体，接高炉工长通知，除尘器切断阀落下，逐个关闭干法运行箱体出入口DN800气动蝶阀。3、停止反吹系统，根据事故情况与高炉、调度、加压站联系，做好大停气的准备。,（五）大灰仓卸灰操作1、大灰仓需卸灰时，联系卸灰车。2、接灰车到位后，司机与操作人员联系好，先开DN100放风阀，后开星形卸料器。检查加湿机，与值班室操作人员联系，启动加湿机，再打开储灰罐下球阀，加湿机观察孔见灰后，开始打水，将水量调至合适开始卸灰，由值班室操作人员操作计算机开DN350卸灰球阀，汽车卸满后关闭卸灰阀。注意：在除尘器箱体卸灰完成后，先关卸灰球阀，输灰介质继续通23分钟后，再停赎回截止，防止输灰管内余灰堵塞。,（六）高炉煤气温度异常时操作,高炉处于非正常运行时，荒煤气温度可能处于300T450或T100。（1）当煤气温度处于300T450时，进入布袋除尘器的半净煤气温度过高，则会烧损布袋，这时需要在