2022高爐煤氣干法設計規(guī)范

1、2022高爐煤氣干法設計規(guī)范目 次1 總則2 術語 3 工藝流程與設備 3.1 一般規(guī)定 3.2 工藝流程4 本體設備 4.1一般規(guī)定 4.2 設計與制造5 袋料型與濾袋規(guī)格6 卸、輸灰工藝 6.1 一般規(guī)定6.2 卸、輸灰工藝7 電氣、自動化控制與檢測 7.1 電氣 7.2自動化控制與檢測高爐煤氣干法設計規(guī)范1 總 則 1.0.1為在高爐煤氣干法布袋除塵設計中貫徹執(zhí)行國家法律法規(guī)和有關技術經濟政策，做到設計先進、經濟合理、安全適用，特制定本規(guī)范。 1.0.2本規(guī)范適用于低壓脈沖布袋除塵和反吹風大布袋除塵兩種高爐煤氣布袋除塵。1.0.3本標準適用于高爐煤氣干法布袋除塵的新建、擴建和改造設計。1

2、.0.4高爐煤氣干法布袋除塵設計除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2 術語2.0.1氣體的標準狀態(tài)溫度為0，大氣壓力為101.325kPa時的氣體狀態(tài)。2.0.2工況氣體流量 在實際工作溫度、濕度、壓力下進入除塵器的氣體流量。2.0.3工況系數(shù) 工況體積與標況體積的比值稱為工況系數(shù)。2.0.4過濾負荷；氣布比 單位是m3/m2 h。 單位時間內單位有效過濾面積上通過的含塵氣體量2.0.5過濾風速 含塵氣體流過濾布有效面積的表觀速度，單位是m/min。2.0.6荒煤氣 未經凈化的煤氣，又稱粗煤氣。2.0.7凈煤氣 經過凈化后、含塵量達到國家標準的清潔煤氣。2.0.8 干法除塵 不

3、用水的煙氣、煤氣凈化除塵工藝，和其相對應的是濕法除塵。干法除塵工藝有布袋除塵，電除塵，重力除塵，旋風除塵，顆粒層除塵等工藝。流程只有干法而無濕法除塵備用，稱為干法除塵。2.0.9干法布袋除塵 布袋除塵過濾凈化煙氣、煤氣的除塵工藝。2.0.10 脈沖布袋除塵器 采用氣體噴射方法清除濾袋積灰的一種布袋除塵器。2.0.11反吹風布袋除塵 采用反吹風機逆向反吹方式清除濾袋表面積灰的布袋除塵器。 2.0.12隔斷裝置 凡在系統(tǒng)無異常狀況下，處于關閉、封止狀態(tài)，其承受介質壓力在設計允許范圍內，具有煤氣不泄漏到被隔斷區(qū)域功能的裝置。2.0.13爐頂余壓透平 利用高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電的設備。3 工藝流程與設備

4、3.1一般規(guī)定3.1.1開展高爐煤氣干法除塵設計應有充分的設計依據(jù)和完整的設計基礎資料。3.1.2干法除塵設施應布置在高爐附近、粗煤氣系統(tǒng)之后，和余壓發(fā)電設施緊密聯(lián)結。3.1.3壓力與流量 布袋除塵器系統(tǒng)的設計壓力為爐頂放散閥設計開啟壓力（爐頂最高工作壓力），設計流量按最大煤氣發(fā)生量考慮。與爐容大致對應關系見表31。表31 爐容、爐頂壓力與煤氣流量對應關系高爐容積 m33000爐頂壓力 MPa0.050.150.150.250.20.30煤氣發(fā)生量m3/h5000003.1.4溫度 布袋除塵的入口煤氣溫度應高于露點50左右，低于濾料規(guī)定的長期使用溫度。3.1.5凈煤氣含塵量干法除塵凈煤氣含塵量

5、應小于5mg/m3。3.1.6過濾風速濾速（工況）按0.30.8m/min選取。合成纖維濾料（以芳綸Nomex為代表）可選擇較高值；玻璃纖維復合濾料（以氟美斯為代表）宜選擇較低值，均已包含了余量。3.1.7除塵器壓差布袋除塵器設計壓差應不大于3kPa。3.1.8布袋除塵類型煤氣布袋除塵分脈沖式布袋除塵和反吹風式大布袋除塵。3.1.9反吹裝置1脈沖布袋：由脈沖閥、分氣包、噴吹管等組成。尺寸與精度應符合行業(yè)規(guī)定。2反吹風大布袋：由反吹風機和反吹管路以及過濾蝶閥、反吹蝶閥組成。3.1.10脈沖噴吹參數(shù)與噴吹介質 1脈沖噴吹氣體壓力應高于煤氣壓力0.150.25MPa。 2噴吹介質為氮氣、凈煤氣、凈煙

6、氣等氣體，嚴禁使用壓縮空氣。3.1.11反吹風機參數(shù)與設置 1反吹風機介質為高爐凈煤氣，升壓1015kPa，風量按單箱體過濾煤氣量的0.81.6倍選取。 2 應設兩臺風機，一用一備。3.1.12反吹制度 1 除塵器有定壓差反吹或定時反吹兩種方式。2 脈沖除塵可在線反吹或離線反吹；反吹風大布袋除塵為離線反吹。3.1.13選用原則新建高爐優(yōu)先采用干法除塵。改、擴建高爐采用干法除塵后，原濕法除塵不應長期備用。 3.2工藝流程3.2.1系統(tǒng)組成 1 干法除塵由布袋除塵器、卸、輸灰裝置（包括大灰倉）、荒凈煤氣管路、閥門及檢修設施、綜合管路、自動化檢測與控制系統(tǒng)及輔助部分組成。 2 爐頂溫度長期偏高的高爐

7、宜在布袋除塵之前增設降溫裝置，有熱管換熱器和管式換熱器兩類，應優(yōu)先選用熱管式換熱器。3.2.2控制室設置干法除塵控制室宜與高爐主控室或余壓發(fā)電（TRT）控制室合建在一起，也可以單獨設置。 3.2.3箱體個數(shù)與排列方式除塵器由多個筒形箱體布置而成。箱體直徑、個數(shù)、排列方式由設計決定，應流程順暢、力求緊湊。箱體數(shù)量應以520筒為宜，布置方式以12排為宜，也可采用其他布置形式。3.2.4過濾面積1 根據(jù)煤氣量（含煤氣濕分，以下同）和所確定的濾速計算過濾面積計算公式： 其中 F有效過濾面積 m2 Q煤氣流量m3/h（工況狀態(tài)） V工況濾速 m/min2 工況流量。在一定溫度和壓力下的實際煤氣流量稱為工

8、況流量。以標準狀態(tài)流量乘以工況系數(shù)即為工況流量。3工況系數(shù)工況體積（或流量）和標況體積（或流量）之比稱為工況系數(shù)，用表示。計算公式：其中工況系數(shù)Q0標準狀態(tài)煤氣流量m3/hQ工況狀態(tài)煤氣流量m3/hT0標準狀態(tài)0時的絕對溫度273Kt 布袋除塵的煤氣溫度P 煤氣壓力（表壓）MPaP0標準狀態(tài)一個工程大氣壓，為0.1 MPa當t值按煤氣平均溫度165計算時上述公式簡化為：=1.6此時工況系數(shù)與壓力關系見表32。 溫度取值不同，數(shù)值略有變化。 表32 工況系數(shù)與壓力關系爐頂壓力MPa0.060.10.150.200.220.250.30工況系數(shù)1.00.80.640.530.500.460.40

9、3.2.5管道1 荒、凈煤氣管應按高溫及壓力管道設計。2 荒煤氣總管應當按等流速原理設計,按工況流速1520m/s計算管徑。3 管路應合理設置波紋膨脹器。4 凈煤氣管最低點應設排水裝置。3.2.6煤氣溫度控制1 煤氣溫度控制主要由爐頂噴水設施完成，最大能力應將事故高溫降至300350以下。2 爐頂噴水有兩種方式：一種是多閥門切換的水量分級調節(jié)方式，一種是計算機控制回流閥開度的無級噴水方式。有條件時應優(yōu)先選擇無級噴水方式。4本 體 設 備4.1一般規(guī)定4.1.1 箱體設計應考慮工作介質為高爐煤氣及其壓力、溫度、灰載荷及特殊載荷。4.1.2 箱體設計溫度按300考慮；設計壓力不小于高爐爐頂?shù)淖畲蠊?/p>

10、作壓力。設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件。4.1.3 特殊載荷按爆炸壓力0.4MPa及負壓0.01MPa取值。4.1.4 按壓力容器標準執(zhí)行1高爐爐頂最大壓力0.1 MPa時，箱體按鋼制壓力容器標準執(zhí)行2 除塵器箱體為低壓分離容器，噴吹氣包為儲存容器。3 有關設計、制造（組焊）、檢驗及驗收、運輸、安裝、使用均應按照鋼制壓力容器標準執(zhí)行。4.2設計與制造4.2.1 箱體與噴吹氣包直徑1箱體直徑 (內徑) 應按公稱直徑系列尺寸選取，見下表41。表41 公稱直徑系列尺寸 mm 26002700280029003000310032003300340035003600370038003900400

11、041004200430044004500460047004800490050005100520053005400550056005700580059006000注：本標準并不限制6000mm以上的圓筒使用。2 噴吹氣包直徑可以采用以外直徑（無縫鋼管為殼體）為基準的標準。直徑大小應按工藝容積計算選取。4.2.2 箱體推薦厚度箱體壁厚按鋼制壓力容器GB1501998計算。推薦厚度見表42，其中包括腐蝕裕量2mm。下表屬于常用厚度參考數(shù)據(jù)。表42 箱體最小厚度箱體直徑mm2600310032003900400049005000-59006000最小厚度mm8 101214 16注：本標準不限直徑6

12、000mm以上的箱體使用4.2.3焊接接頭系數(shù)焊接接頭系數(shù)應根據(jù)受壓元件的焊接接頭形式及無損檢驗的長度比例確定。1雙面焊接接頭和相當于雙面焊的全焊透對接接頭： 100%無損檢驗 =1.00 局部無損檢驗 =0.852單面焊接接頭（沿焊縫根部全長有貼緊基本金屬的墊板）： 100%無損檢驗 =0.9 局部無損檢驗 =0.84.2.4箱體與鋼管材質1 鋼板材質依次選用Q235B、Q235C、20R、16MnR。2 鋼管鋼管材質宜選用10、20、20G或16Mn。4.2.5箱體制造與檢驗要求1 箱體制造分兩種情況：一種是在工廠制造，成品運到現(xiàn)場，整體吊裝；另一種由于直徑過大，整體運輸有困難，可以分段或

13、分片制造然后現(xiàn)場組裝。無論哪種方式均應符合鋼制壓力容器GB1501998的有關要求。2 冷成型封頭應進行熱處理。當制造單位確保冷成型后的材料符合設計和使用要求時，不受此限。3箱體進行液壓試驗應需采用圖樣規(guī)定的方法，對A類和B類每條焊接接頭進行百分之二十的射線（III級為合格）或超聲檢測（II級為合格），應符合“承壓設備無損檢測JB/T47302005”標準規(guī)定。4 箱體進行氣壓試驗時，應需采用圖樣規(guī)定的方法，對A類和B類每條焊接接頭進行百分之百的射線（II級為合格）或超聲檢測（I級為合格），應符合JB/T4730標準規(guī)定。5 容器制成后必須進行耐壓試驗，一般采用液壓試驗。對于現(xiàn)場組裝的箱體，無

14、法做液壓試驗時，除了做焊縫檢查外，還要做氣壓試驗。試驗壓力按以下規(guī)定進行。對內壓容器規(guī)定，見表43。 表43試驗壓力公式液壓試驗壓力P MPa氣壓試驗壓力P MPa式中： P 容器的設計壓力MPa； P 耐壓試驗壓力 MPa； 試驗溫度下材料的許用應力 MPa； 設計溫度下材料的許用應力 MPa；6 箱體還應做氣密性試驗。氣密性試驗壓力：P=1.0 P 式中 P試驗壓力 MPa； P 設計壓力MPa。氣密性試驗保壓30分鐘不泄漏即為合格。5 濾 料 選 型 與 濾 袋 規(guī) 格5.0.1濾袋材質濾料應耐溫200以上，應具有強度高、韌性好、耐腐蝕和穩(wěn)定的使用性能等。常用的品種有：1合成纖維濾料：如

15、芳綸、P84、聚四氟乙烯等纖維制成。2玻璃纖維與合成纖維的復合濾料：如氟美斯、玻纖與P84復合濾料等產品。3以上兩類的表面涂層處理及覆膜濾料。 5.0.2濾袋規(guī)格 1 脈沖除塵濾袋宜選用直徑為120mm、130mm、150mm、160mm等尺寸規(guī)格，長度68m。袋籠尺寸應與濾袋相匹配。袋籠可按23段設計。 2 反吹風大布袋除塵濾袋規(guī)格：直徑250 mm、300 mm等，長度為8m、10m、12m。濾袋沿長度方向縫制一定數(shù)量的鋼絲防縮環(huán)。6 卸、輸 灰 工 藝6.1一般規(guī)定 6.1.1除塵灰特性1不同高爐煤氣除塵灰容重、顏色、成分、粒度等有很大差別，堆比重0.21.2 t/m3,含鐵量1040%

16、，大高爐取上限，中、小高爐取下限。2少數(shù)布袋灰有自燃性，接觸空氣易自燃。 6.1.2 灰量適當提高粗除塵系統(tǒng)除塵效率，減少布袋除塵的進灰量。 6.2 卸、輸灰工藝6.2.1 卸灰系統(tǒng)1卸灰系統(tǒng)由卸灰閥門、管路及波紋膨脹器組成。采用機械輸灰時卸灰系統(tǒng)應設中間倉，上下均設有閥門。2除塵器箱體、中間倉及大灰倉灰斗設蒸汽或電伴熱并保溫3應設倉壁振動器、氮氣流化裝置等輔助卸灰裝置?；叶繁谛倍龋ㄅc水平線夾角）不應小于60度。4卸灰系統(tǒng)設計須考慮煤氣密封。 5箱體、大灰倉與中間灰倉錐形灰斗下部應設手孔。6中間灰倉應設均壓放散管。6.2.2輸灰系統(tǒng)除塵灰可采用氣力輸灰或機械輸灰。1氣力輸灰大型高爐應優(yōu)先采用全

17、密閉的氣力輸灰方案，將各個箱體除塵灰通過管道輸送至大灰倉。氣力輸灰分稀相輸送和濃相輸送，應優(yōu)先發(fā)展?jié)庀噍斔图夹g。輸灰氣體壓力應與箱體壓力相近。氣力輸灰管應設耐磨內襯，管道應盡量減少彎頭。轉彎半徑應當大于 10倍管徑。4）輸灰尾氣必須凈化處理。采用煤氣輸灰時凈煤氣應引入低壓煤氣管網(wǎng)回收；氮氣輸送時尾氣放散。尾氣采用布袋除塵凈化時，過濾風速不大于0.8m/min。放散尾氣含塵量應符合排放有關規(guī)定。2機械輸灰1）可采用埋刮板運輸機、螺旋運輸機、皮帶機或其他輸送機械將各個箱體除塵灰輸送至大灰倉；也可以運至加濕機加水潤濕后裝車外運。2）能力選擇：埋刮板運輸機宜不小于輸送物料量的200%；螺旋運輸機宜不小

18、于輸送物料量的200%300%。3）輸灰機械應加強密封。4）卸灰閥門、管道及輸送設備應伴熱保溫。5）除塵灰接觸空氣有自燃現(xiàn)象時，不得采用斗式提升機。6.2.3除塵灰外運1 罐車運輸：分氣力吸排式罐車或自流式罐車。2采用罐車運輸時，卸料點應有密閉式受料倉和輸灰氣源。3 敞車運輸：應設加濕機使除塵灰加濕后運輸，嚴禁未加濕的干灰直接裝車或落地。6.2.4儲灰量布袋箱體和集中大灰倉均應有1.52天的儲灰量。7 電氣、自動化控制與檢測7.1電氣7.1.1 干法除塵系統(tǒng)供電應符合國家“供配電系統(tǒng)設計規(guī)范”GB50052所規(guī)定的的有關要求，應與高爐供電相一致。計算機系統(tǒng)和在線煤氣濃度檢測裝置應配置UPS電源

19、。7.1.2 主工藝設備的控制應有系統(tǒng)集中控制和單機機旁操作，部分設備宜采用遠程單機控制。7.1.3 大布袋反吹風機宜采用交流變頻調速裝置。7.1.4干法除塵屬煤氣區(qū)，危險區(qū)域宜劃為2區(qū)。電力設計應符合“爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范”。7.1.5建筑物、構筑物、設備和管路應設防雷電措施,應符合“建筑防雷設計規(guī)范”。7.1.6干法除塵的電氣自動化裝置、設施、管道的接地應符合國家標準“交流電氣裝置的接地”和“爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范”的要求。7.1.7干法除塵設施各層平臺應設正常照明；控制室和配電室除設正常照明外，應設應急照明。各主要操作平臺宜設24V檢修照明電源。7.2自動化控制

20、與檢測7.2.1干法除塵應具有較高自動控制水平。生產采用三電一體的計算機控制系統(tǒng)。所有的過程檢測參數(shù)和設備運轉狀態(tài)均應納入計算機控制系統(tǒng)。 應在控制室對整個干法除塵工藝進行操作、監(jiān)視、控制、報警和管理。并與高爐主控室、余壓發(fā)電控制室等以數(shù)據(jù)通信方式傳達信息。7.2.2 干法除塵應設有完善的檢測項目，進機顯示、記錄，并可顯示曲線和歷史記錄。部分檢測項目應具備聲光報警功能。檢測內容如下：1溫度檢測：重力（旋風）除塵出口、換熱器出口、荒凈煤氣主管、箱體與大灰倉灰斗、換熱器軟水入口、換熱器冷卻水入口與汽包等溫度檢測，并顯示高爐爐頂4點溫度。2壓力檢測：荒、凈煤氣總管、大灰倉后煤氣連通管、脈沖氮氣管減壓

21、閥前后氮氣壓力、反吹風機出口煤氣壓力等。就地壓力表設置的有：氮氣包及減壓閥后、箱體分氣包、各盲板閥前后等。3壓差檢測：荒凈煤氣總管、各布袋箱體進出口（荒凈煤氣支管）、大灰倉進出口、反吹風機進出口等壓差檢測。4流量檢測：凈煤氣總管、反吹風機出口管、盲板閥與前置換熱器供水管、氮氣管、蒸汽管等流量和累積流檢測量。同時顯示爐頂噴水流量檢測數(shù)據(jù)（檢測點在爐頂系統(tǒng)）。5灰位檢測：各箱體與大灰倉高、低灰位檢測及大灰倉低灰位現(xiàn)場報警。6含塵量檢測：荒凈煤氣總管、各箱體煤氣出口支管、大灰倉出口管含塵檢測與超標報警。同時采用凈煤氣放散辦法檢查各箱體及總管煤氣含塵量情況。7煤氣檢測：對現(xiàn)場環(huán)境進行煤氣濃度檢測及報警。7.2.3 自動化控制內容如下： 1反吹：脈沖除塵可實施定時或定壓差脈沖反吹，并控制進出口蝶閥以實現(xiàn)離線反吹或在線反吹；反吹風大布袋除塵自動控制過濾閥、反吹閥啟閉實施箱體反吹，停止反吹時自動開啟反吹管路回流閥使加壓煤氣回流。反吹風機入口設低壓報警和連鎖裝置。 2溫度超標報警與調節(jié)：煤氣溫度過高或過低時應自動聲光報警。設有前置換熱器時，當溫度超過規(guī)定應自動開啟降溫旁路進行降溫，溫度正常后自動切除降溫系統(tǒng)，恢復常規(guī)作業(yè)。 3卸灰系統(tǒng)：對閥門、振動器、輸灰機等進行程序控制。 4監(jiān)視器設有工藝流程畫面、箱體工作顯示