長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐全干法除塵技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐
摘要:介紹了長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐全干法布袋除塵的工藝流程和設(shè)備參數(shù)及應(yīng)用實(shí)踐,長(zhǎng)鋼已掌握干法布袋除塵的關(guān)鍵技術(shù),并將其應(yīng)用于1000m3 以上大高爐,獲得成功。
關(guān)鍵詞:大高爐,干法除塵,應(yīng)用
1 概況
煤氣干法布袋除塵以其除塵效率高、凈煤氣含塵量低、簡(jiǎn)化工藝系統(tǒng)、合理利用煤氣顯熱、運(yùn)行成本低等特點(diǎn),從上世紀(jì)90 年代開始逐步在 100m3 級(jí)和300m3 級(jí)高爐廣泛應(yīng)用,該技術(shù)成功解決了二次水污染及污泥的處理等問題,還可配套建設(shè)高爐煤氣余壓發(fā)電設(shè)備,是一項(xiàng)極具環(huán)保節(jié)能發(fā)展?jié)摿Φ母郀t配套設(shè)施。
但由于干法除塵的個(gè)別技術(shù)未能夠徹底解決,國(guó)內(nèi)大型高爐的除塵系統(tǒng)一般均采用濕法除塵,或者備用一套濕法除塵設(shè)備,因此大型高爐的除塵建設(shè)投入資金大,工藝相對(duì)復(fù)雜。
長(zhǎng)鋼高爐應(yīng)用煤氣干法除塵始于1990年6號(hào)高爐(300m3 ) ,以后新上或改造高爐全部采用干法除塵,對(duì)煤氣干法除塵具有一定的經(jīng)驗(yàn)。我廠認(rèn)為只要掌握干法除塵的關(guān)鍵技術(shù),并采取有效措施逐一加以解決,全干法煤氣布袋除塵在1000m3 以上高爐長(zhǎng)期使用是完全可行的。長(zhǎng)鋼煉鐵廠經(jīng)過討論和專家分析論證,決定8號(hào)高爐(有效容積1080m3 )煤氣凈化系統(tǒng)采用全干法布袋除塵。
2 具體應(yīng)用情況
長(zhǎng)鋼8號(hào)高爐于2003年8月1日開始建設(shè), 2004年9月19日順利開爐, 8號(hào)高爐煤氣凈化系統(tǒng)由布袋除塵、集灰處理、冷卻、管路閥門、控制系統(tǒng)等組成。
2. 1 干法布袋除塵設(shè)計(jì)參數(shù)
高爐煤氣最大發(fā)生量: 23. 7萬m3 /h (標(biāo)況)
高爐煤氣正常發(fā)生量: 21. 9萬m3 /h (標(biāo)況)
高爐爐頂煤氣壓力: 高壓: 0. 17～0. 2MPa
常壓: 0. 03～0. 05MPa
高爐爐頂荒煤氣溫度: 200～250℃
重力除塵器后煤氣含塵量: 6～10g/m3 (標(biāo)況)
凈煤氣含塵量: < 10mg/m3 (標(biāo)況)
2. 2 干法布袋除塵工藝流程
高爐煤氣經(jīng)重力除塵器粗除塵后,進(jìn)入布袋除塵器精除塵,精除塵后的煤氣進(jìn)入凈煤氣總管, 經(jīng)調(diào)壓閥組穩(wěn)壓后,進(jìn)入凈煤氣總管,送往熱風(fēng)爐等各煤氣用戶使用。
當(dāng)進(jìn)入布袋除塵器的半凈煤氣溫度≥220℃ 時(shí),打開煤氣冷卻裝置的入口閥,對(duì)煤氣進(jìn)行冷卻,如果煤氣溫度仍≥220℃時(shí),打開冷卻器給水閥門,對(duì)冷卻器進(jìn)行噴水,使煤氣降溫。
本工程采用脈動(dòng)反吹方式進(jìn)行清灰,根據(jù)壓差定值或定時(shí)進(jìn)行間歇反吹操作,消除布袋內(nèi)壁的積灰。
2. 3 干法布袋除塵工藝布置
8 號(hào)高爐煤氣布袋除塵設(shè)施共設(shè)10 個(gè) Ф4020mm ×10m布袋除塵器,一字型布置。
2. 3. 1 布袋除塵器
設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,屬Ⅰ類壓力容器。布袋除塵器箱體內(nèi)直徑4m, 箱體總高 16182m,每個(gè)箱體內(nèi)設(shè)288 條布袋, 濾袋直徑 130mm,每條濾袋長(zhǎng)6m, 一個(gè)箱體過濾面積為 705m2。
10 個(gè)箱體工作時(shí), 正常過濾負(fù)荷為 37140m3 / (m2 ·h) ,過濾速度為0. 623m /min; 1個(gè)箱體檢修9 個(gè)箱體工作時(shí), 正常過濾負(fù)荷為 41156m3 / (m2 1h) 。
箱體下部切線方向進(jìn)氣,箱體上設(shè)有人孔和爆破閥,箱體內(nèi)設(shè)有平臺(tái)和爬梯,用以檢修和吊掛布袋。
濾袋采用氟美斯針刺氈,允許最高工作溫度為260℃。
箱體設(shè)有外保溫,保溫材料采用隔熱性能良好的超細(xì)玻璃棉氈,外包鍍鋅鐵皮。箱體下部還設(shè)有蒸汽盤管,防止結(jié)露。
2. 3. 2 煤氣冷卻裝置
煤氣冷卻裝置為列管式空氣換熱器,管內(nèi)走高溫高爐煤氣,管殼直接與大氣接觸,同時(shí)在換熱管外設(shè)兩層噴水嘴,當(dāng)空氣冷卻降溫不能滿足要求時(shí),可向換熱管噴水,進(jìn)行強(qiáng)化降溫。一般情況下,當(dāng)重力除塵器出口溫度大于220℃時(shí)開始打水,低于180℃時(shí)時(shí)停止打水。換熱器的主要技術(shù)參數(shù)如下:
換熱器型式: 列管式換熱器
換熱面積: 333. 4m2
換熱器高度: 13400mm
換熱管直徑: Ф133 ×4. 5mm
換熱管長(zhǎng)度: 6000mm
2.3. 3 煤氣放散火炬
直徑Ф1000mm 放散塔3 個(gè),最大放散煤氣量2317萬m3 /h,點(diǎn)火裝置由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制,火源采用焦?fàn)t煤氣。主要目的是開爐初期荒煤氣放散和生產(chǎn)過程中多余煤氣的放散。
2. 4 工藝操作
濾袋在過濾狀態(tài)時(shí),荒煤氣進(jìn)口氣動(dòng)蝶閥及凈煤氣出口氣動(dòng)蝶閥均打開,隨著布袋外壁上的積灰逐漸增多,布袋阻力不斷增大,當(dāng)荒、凈煤氣主管壓差達(dá)到5kPa時(shí),進(jìn)行反吹。反吹形式為脈沖反吹,反吹介質(zhì)為氮?dú)?當(dāng)所有布袋反吹完畢后,立即啟動(dòng)機(jī)械化除灰系統(tǒng)進(jìn)行清灰。
每日反吹次數(shù)根據(jù)實(shí)際情況確定,一般情況下反吹10～12次,每次反吹約需15～20分鐘。
2. 4. 1 布袋除塵器煤氣溫度控制
煤氣溫度控制是布袋除塵器正常工作的重要條件。要求進(jìn)布袋除塵器的煤氣溫度下限比煤氣露點(diǎn)溫度高出50℃,一般不低于100℃,否則灰塵易結(jié)露,粘結(jié)濾袋,并造成卸灰不暢。要求進(jìn)入布袋除塵器的煤氣溫度不高于220℃,以免燒壞濾袋。
當(dāng)進(jìn)入布袋除塵器的荒煤氣溫度≥220℃時(shí), 進(jìn)行高溫報(bào)警,當(dāng)荒煤氣溫度≥220℃時(shí),打開煤氣冷卻裝置的入口閥,對(duì)煤氣進(jìn)行冷卻。如果荒煤氣溫度仍≥220℃,打開冷卻裝置給水閥門,對(duì)冷卻裝置進(jìn)行噴水。如果荒煤氣溫度≥250℃,打開荒煤氣總管的放散閥,同時(shí)關(guān)閉所有箱體的進(jìn)口閥。
當(dāng)荒煤氣溫度小于100℃時(shí),進(jìn)行低溫報(bào)警,此時(shí)煤氣冷卻裝置入口閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
2. 4. 2 布袋除塵器閥門的驅(qū)動(dòng)
布袋除塵器進(jìn)口、出口、卸灰閥等主要閥門采用氮?dú)怛?qū)動(dòng)的氣動(dòng)蝶閥,這種閥門為全開、全關(guān), 氣密性較高, 啟閉速度快, 耐磨損。氮?dú)庥昧?3m3 /h,壓力≥0. 6MPa。
2. 4. 3 高爐煤氣干式凈化機(jī)械卸、輸灰設(shè)施
高爐煤氣干式凈化機(jī)械化卸、輸灰設(shè)施包括清灰系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)。
2. 4. 4 清灰、輸灰系統(tǒng)工藝流程
布袋灰斗→電動(dòng)卸灰球閥→中間灰斗→卸灰球閥→1號(hào)螺旋輸送機(jī)→2號(hào)螺旋輸送機(jī)→斗式提升機(jī)→高位灰倉→電動(dòng)卸灰球閥→加濕卸灰機(jī) →汽車外運(yùn)。
機(jī)械化清灰配合布袋反吹進(jìn)行,按布袋反吹周期進(jìn)行清灰。布袋灰斗中的瓦斯灰經(jīng)電動(dòng)卸灰球閥卸入中間灰斗。清灰完畢即進(jìn)行輸灰。中間灰斗每?jī)蓚(gè)為一組順序輸灰,瓦斯灰經(jīng)星形卸灰閥、卸灰球閥、1號(hào)螺旋輸送機(jī)、2號(hào)螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)卸入高位灰倉。運(yùn)灰時(shí)打開倉下閘門,瓦斯灰經(jīng)加濕卸灰機(jī)加濕攪拌后卸入專用運(yùn)灰車運(yùn)出。
2. 5 干法煤氣布袋除塵的關(guān)鍵問題
2. 5. 1 過濾負(fù)荷
過濾負(fù)荷一般有兩種表現(xiàn)方式:一是每平方米布袋面積每小時(shí)過濾的煤氣量,按經(jīng)驗(yàn)1000m3 級(jí)高爐應(yīng)控制在40m3 / (m2 1h)左右(標(biāo)態(tài)) ;二是煤氣通過過濾體時(shí)的流速—過濾速度,一般為 015～017m /min (標(biāo)態(tài)) 。
2. 5. 2 溫度控制
高爐煤氣運(yùn)用布袋除塵,溫度的控制至關(guān)重要。溫度低,灰塵容易粘布袋,溫度高又容易使布袋脆化,這些都將影響布袋壽命和煤氣除塵效果, 根據(jù)材質(zhì)不同溫度控制范圍也不同,要有控制煤氣溫度的設(shè)施。
2. 5. 3 壓差控制
大型高爐爐頂壓力高,在切引煤氣時(shí)操作不當(dāng)極容易使箱體壓差升高而損壞布袋和骨架,因此壓差的調(diào)整控制也是大高爐運(yùn)用布袋除塵的關(guān)鍵。
定期與邯鋼、石鋼、國(guó)豐、建龍等廠對(duì)標(biāo),找出自己的不足,積極想辦法進(jìn)一步改善高爐的各項(xiàng)指標(biāo)。
3 效果
隨著噴煤比的增加,綜合焦比呈下降的趨勢(shì); 隨著富氧率的增加,高爐的利用系數(shù)、冶煉強(qiáng)度明顯增加,焦比明顯下降,但綜合焦比下降的趨勢(shì)不明顯,主要是煤的變化,煤焦置換比有所下降,增加的煤量并沒有替代一定的焦炭,造成雖然煤比提高但綜合焦比并沒有明顯降低的結(jié)果。
4 結(jié)語
(1)唐鋼煉鐵廠南區(qū)成功采用了噴煤技術(shù)、富氧技術(shù),使冶煉強(qiáng)度大幅度提高,帶動(dòng)了其它指標(biāo)的進(jìn)步,煤比大幅度升高、綜合焦比降低、利用系數(shù)明顯提高,生鐵的成本降低,由于高爐長(zhǎng)期穩(wěn)定順行,鐵水質(zhì)量也得到了進(jìn)一步提高,達(dá)到了高爐增產(chǎn)、降耗、優(yōu)質(zhì)的目的。
(2)下一步應(yīng)重點(diǎn)探討如何使富氧率和噴煤量達(dá)到合理比例,并調(diào)整高爐的操作,提高煤粉在風(fēng)口前的燃燒率,提高煤焦置換比,確保煤比突破 160kg/ t,綜合焦比降到505kg/ t以下,達(dá)到高爐強(qiáng)化冶煉的目的。
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