江蘇沙鋼380m3高爐煤氣干法除塵器及除塵工藝系統(tǒng)設(shè)計方案

1、江蘇沙鋼380m3高爐煤氣干法除塵器及除塵工藝系統(tǒng)設(shè)計方案作者：耿存友前 言高爐煤氣凈化分為濕法除塵和干法除塵兩類，根據(jù)我國的能源與環(huán)保政策，干法除塵屬于環(huán)保節(jié)能項目，位于國家鋼鐵行業(yè)當前首要推廣的“三干一電”（高爐煤氣干法除塵、轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵、干熄焦和高爐煤氣余壓發(fā)電）之首。干法布袋除塵代替濕法除塵將是一大趨勢。因此，我們在引進和吸收國內(nèi)外各家先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多年大量分析和研究設(shè)計出一套高效經(jīng)濟、安全可靠、實用方便的高爐煤氣干法布袋除塵工藝系統(tǒng)及高爐煤氣干法布袋除塵器，并于2003年在江蘇沙鋼三座380m3高爐上得到了應(yīng)用和驗證，目前，整個系統(tǒng)運行狀況良好，操作簡單，維護方便。以下著

2、重介紹此高爐煤氣除塵器及除塵工藝系統(tǒng)設(shè)計方案。1 。工藝系統(tǒng)組成及工作原理1.1 工藝系統(tǒng)組成及工藝流程（見圖一）江蘇沙鋼三座380m3高爐高爐煤氣干法布袋除塵工藝系統(tǒng)組成分為：高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng)和高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng)支架平臺（見圖二，此圖為其中兩座高爐煤氣除塵系統(tǒng)平臺第三座平臺為后期設(shè)計并列連在這個平臺之上）兩部份。荒煤氣總管經(jīng)重力除塵的荒煤氣進氣支管液動式盲板閥氣動式密封蝶閥出氣支管九個并聯(lián)筒式除塵器箱體氣動式密封蝶閥鏈運機液動式盲板閥灰倉汽車外運凈煤氣出氣總干管工藝系統(tǒng)工藝流程 圖一 江蘇沙鋼380m3高爐煤氣除塵工藝系統(tǒng) 圖二 1.1.1 高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng)主要由：荒煤

3、氣進氣總干管路系統(tǒng)（主要由總干管和膨脹節(jié)組成）、九個進氣支管路系統(tǒng)（主要由進氣支管、液動式盲板閥、氣動式密封蝶閥等組成）、九個筒式除塵器箱體（主要由凈煤氣室、荒煤氣室、本體錐形灰斗、中間卸灰球閥、中間灰斗、卸灰球閥、星型卸料器、布袋脈沖噴吹裝置、灰斗脈沖清堵裝置、安全防爆裝置、人孔檢修裝置等組成），九個出氣支管路系統(tǒng)（主要由出氣支管、液動式盲板閥、氣動式密封蝶閥等組成）、凈煤氣出氣總干管路系統(tǒng)（主要由總干管和膨脹節(jié)組成）、輸灰系統(tǒng)（由鏈運機組成）、安全放散管路系統(tǒng)、蒸汽旁管加熱及保溫系統(tǒng)、氮氣管路系統(tǒng)、液壓管網(wǎng)系統(tǒng)（由液壓站、管網(wǎng)及各式閥組成，為各液動閥門提供動力、各液脂潤滑點提供潤滑脂）、料

4、位監(jiān)測系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)、差壓監(jiān)測系統(tǒng)、出氣總干管煤氣流量、含量監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境煤氣濃度監(jiān)測報警系統(tǒng)、電氣、儀表及自動化控制系統(tǒng).1.1.2鋼結(jié)構(gòu)支撐平臺主要由：基礎(chǔ)立柱及鋼梯、承重平臺和中間灰斗等部件檢修平臺、安全通道、頂部檢修平臺等組成。1.2 工藝系統(tǒng)工作原理高爐煤氣經(jīng)重力除塵后，由荒煤氣進氣總干管路分配到各進氣支管經(jīng)液動式盲板閥、氣動式密封蝶閥進入布袋除塵器各箱體錐形灰斗中，并進入荒煤氣室，顆粒較大的粉塵由于重力和速度在特殊結(jié)構(gòu)的進氣管口的作用下自然沉降而進入灰斗，顆粒較小的粉塵隨煤氣上升。經(jīng)過濾袋時，粉塵被阻留在濾袋的外表面，煤氣得到凈化。凈化后的煤氣進入凈煤氣室，由凈煤氣出氣總干管路

5、輸入煤氣管網(wǎng)。當荒煤氣溫度過高或過低（系統(tǒng)溫度監(jiān)測系統(tǒng)控制）時，此時系統(tǒng)將自動關(guān)閉荒煤氣進氣總管上的氣動式密封蝶閥，同時打開荒煤氣進氣總干管路上放散閥組，進行荒煤氣放散，荒煤氣放散閥組亦可有效控制高爐爐頂壓力。隨著過濾過程的不斷進行，濾袋上的粉塵越積越多，過濾阻力不斷增大（系統(tǒng)壓力差壓監(jiān)測系統(tǒng)控制）。當阻力增大（或時間）到一定值時，電磁脈沖閥啟動，進行脈沖噴吹清灰，脈沖清灰的噴吹氣體采用氮氣（安全），清理的灰塵落入本體錐形灰斗。當本體錐灰斗中的灰塵累積到一定量（由料位計控制）時，中間卸灰球閥自動啟動，灰塵經(jīng)中間卸灰球閥卸入中間灰斗，大部份的高溫灰塵在中間灰中冷卻降溫，但中間灰斗的灰塵達到一定的

6、高度（由料位計控制）時，下部的卸灰球閥、星型卸料器自動啟動，灰塵經(jīng)卸料器卸入輸灰鏈運機再將灰塵輸送至灰倉，由汽車運出廠區(qū)。但除塵器濾袋破損設(shè)系統(tǒng)凈煤氣出口管道上裝有煤氣含塵量分析儀，可在線連續(xù)檢測凈煤氣含塵量，同時設(shè)在各除塵器箱體單元上的差壓變送會發(fā)差壓變化信號能及時準確的發(fā)現(xiàn)破損布袋的箱體，維修人可自行關(guān)閉對應(yīng)該除塵器箱體單元進、出氣支管上的液動式盲板閥和氣動式密封蝶閥，打開該除塵器箱體單元各放散閥，進行煤氣入散，然后，打開凈煤氣室上方的橢圓封頭蓋更換濾袋。，1.3工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點1）每座380m3高爐煤氣干法布袋除塵裝置是由九個除塵器箱體單元并聯(lián)組合而成，三座380m3高爐煤氣干法布袋除塵

7、裝置安置在一座整體鋼結(jié)構(gòu)支架平臺上，平臺結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、鋼耗少經(jīng)濟，既節(jié)省了用地面積和空間又穩(wěn)定、安全、可靠。2）除塵器箱體采用單元體結(jié)構(gòu)，九個除塵器箱體單元體用進、出煤氣總干管并聯(lián)組成一座高爐的除塵器系統(tǒng)，荒煤氣總管設(shè)總進氣管電動切換蝶閥，荒、凈煤氣總管上各設(shè)總檢修電動盲板閥。系統(tǒng)重要閥門一律采用冶金行業(yè)耐高溫、耐高壓、防泄漏、防爆型閥門，電器元器件均選用防爆型的。為了防止熱變形甚至漲裂，在荒、凈煤氣總管與袋式除塵器之間各設(shè)置1個波紋管補償器,管網(wǎng)布置合理大大的減少了占地面積、系統(tǒng)運行阻力，節(jié)約了運行成本，提高了效益。3）放散及安全防爆系統(tǒng)設(shè)計布置合理，實際使用時，但系統(tǒng)內(nèi)部溫度超出設(shè)計

8、的范圍時放散系統(tǒng)及時放散；系統(tǒng)內(nèi)部壓力超出設(shè)計的安全范圍時，安全防爆閥便能自動爆破，有效的保護了設(shè)備和人身財產(chǎn)安全。4）凈煤氣室采用分體法蘭連接，檢修安全方便。（注意：在單元檢修或更換濾袋或袋籠時，先必須關(guān)閉該單元進、出氣支管上的檢修盲板閥，打開放散閥將凈煤氣室中的煤氣放凈，必要時通入氮氣驅(qū)趕煤氣，再擰開法蘭螺釘拆除凈煤氣室上部的橢球形蓋，或打開各檢修門孔晾盡煤氣，檢修人員方可進入，確保人身安全高度的凈煤氣室更換濾袋或袋籠。）5）濾袋采用FMS9806（抗結(jié)露、耐高溫、耐酸腐蝕氟美斯）濾袋，使用壽命長。6）采用氮氣脈沖噴吹清堵技術(shù)，可在不停機的狀況下清除中間球閥或下部球閥及星型卸料器的堵塞。7

9、）凈煤氣出口管道上裝有煤氣含塵量分析儀，可在線連續(xù)檢測凈煤氣含塵量，同時設(shè)在各除塵器箱體單元上的差壓變送會發(fā)差壓變化信號能及時準確的發(fā)現(xiàn)破損布袋的箱體。8）采用環(huán)境煤氣濃度監(jiān)測報警系統(tǒng),實時監(jiān)控工作場所的煤氣濃度，保證了人身安全。9）鋼結(jié)構(gòu)平臺設(shè)計了安全通道，安全更有保障。10）除塵器單體上增加了蒸汽加熱旁管和整體保溫，確保系統(tǒng)正常運行，及使在不常的低溫狀態(tài)下也能啟動蒸汽供給加熱除塵器箱體內(nèi)的氣體，防止濾袋結(jié)露。11）DCS控制系統(tǒng)性能優(yōu)越，動態(tài)模擬監(jiān)控，直觀方便。2高爐煤氣干法除塵器的設(shè)計簡介2.1高爐煤氣干法除塵器選型用于高爐煤氣凈化的袋式除塵器，是高爐煤氣干法除塵的核心，它的設(shè)計必須能同

10、步解決防燃、防爆、防泄漏、防高溫?zé)?、耐高壓、耐酸腐蝕、抗結(jié)露糊袋、粉塵收集和輸送不能揚塵等諸多問題，同時要求具有良好的運行穩(wěn)定性和可靠性。我們根據(jù)多年治理粉塵除塵系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合這三座高的自身工藝特點，選用LCDM-456長袋低壓脈沖袋式除塵器1套，每座高爐設(shè)計成9個獨立單元，額定處理能力196990(21888x9)m3/h，最大處理能力246240m3/h。這樣的設(shè)計充分理由是：一是除塵系統(tǒng)隨高爐正常運轉(zhuǎn)率要達到100%。也就是說要確保高爐生產(chǎn)的連續(xù)性，袋式除塵器就必須有效運行，在線檢修不停機，并確保煤氣通過能力和除塵效率。二是提高單爐產(chǎn)量和冶煉利用系數(shù)同樣是我們的首要目標，即使冶煉

11、強度增加使荒煤氣流量再增加25%，這套除塵系統(tǒng)仍然可以滿足需要；三是提倡單元無故障時全系統(tǒng)在線運行，各單元負荷輕，煤氣通過快，系統(tǒng)總運行阻力低，不易結(jié)露；同時有利于提高產(chǎn)鐵量和提高除塵效率，對熱風(fēng)爐等下游燃氣設(shè)備的良性運行也有好處。 2.1.2除塵器主要參數(shù) LCDM-456脈沖袋式除塵器1臺（9個單元）筒體規(guī)格： 3424×9500×12（直徑×筒高×壁厚）單元數(shù)： 9個獨立圓柱形筒體濾袋材質(zhì)： FMS9806（抗結(jié)露、耐高溫、耐酸腐蝕氟美斯）濾袋規(guī)格： 130×6000（直徑×長度）濾袋條數(shù)： 9×186條=1674條（

12、單元數(shù)×每單元條數(shù)）過濾面積： 4104.0m2（每單元456 m2）過濾風(fēng)速： 0.8m/min（最高允許1m/min）處理含塵煤氣能力：額定196990m3/h，最大246240m3/h（工況）設(shè)備總阻力： 2500-5000Pa允許入口含塵濃度：200g/m3設(shè)計出口濃度： 30mg/Nm3允許入口溫度：100-250噴吹壓力： 0.3-0.4MPa2.1.3除塵器結(jié)構(gòu)特點LCDM-456脈沖袋式除塵器其主要技術(shù)特點是按防燃、防爆、防泄漏、耐高溫、耐高壓、耐酸腐蝕、抗結(jié)露。各單元既可聯(lián)動，又可完全獨立地并聯(lián)外掛于荒（含塵）、凈（無塵）煤氣總管之間等要求設(shè)計的，特別適應(yīng)高含塵濃度

13、、高溫含濕煤氣除塵。其結(jié)構(gòu)分為： 除塵器單元上部筒體：即凈氣室，包括上筒體、橢球頭蓋、防爆閥、高強度花板、凈化檢修門、脈沖噴吹組件、單元出氣支管、電動清灰切換蝶閥、檢修放散閥等。根據(jù)不同處理流量和要求，袋式除塵系統(tǒng)外掛若干個不同規(guī)格的單元。 除塵器單元中部筒體：即過濾室，又稱袋室，包括濾袋、袋籠及密封組件、袋室檢修門、含塵煤氣進氣管、進氣管電動檢修盲板閥等。因煤氣溫度雖高于水露點，但經(jīng)常低于酸露點，為了預(yù)防結(jié)露和腐蝕，所有除塵器外表面必須保溫。重 除塵器單元下部錐斗及排灰結(jié)構(gòu)：包括積灰錐斗、錐斗排灰球閥、錐斗檢修孔、脈沖清灰裝置；中間灰斗、中間灰斗排灰球閥、脈沖清灰裝置等。重要閥門一律采用冶金

14、行業(yè)耐高溫、耐高壓、防泄漏、防爆型閥門，電器元器件均選用防爆型的。單元下部錐斗、中間灰斗還安裝了粉塵射線料位儀、排灰振打器等，蒸汽加熱管等，以防灰塵板結(jié)和堵灰。中間灰斗排出的干態(tài)粉塵可用加濕卸灰機輸送到指定地點。 電控：采用PLC進行清、排灰自動控制，超溫、超壓、堵灰、濾袋破損等自動報警；可顯示各單元工作狀態(tài)、壓力和流量等參數(shù)；可預(yù)留控制接口與全廠總監(jiān)控電腦系統(tǒng)聯(lián)機；亦可根據(jù)用戶要求選用DCS等其它控制方式。 防腐：煤氣的酸腐蝕性是一個不可忽視的問題。所有筒體和管道與煤氣接觸的內(nèi)壁均按化工設(shè)備防腐規(guī)程用耐高溫、抗酸特種鋁粉漆噴涂3次，所有不與煤氣接觸的外壁噴涂1-2次。確保袋式除塵器主體壽命15年以上。 壓縮氮氣氣源：取用氮氣為脈沖清灰、脈沖清堵、各氣動閥門提供氣源，并設(shè)置儲氣罐。3 結(jié)論我們在江蘇沙鋼三座380m3高爐