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高爐煤氣干法布袋除塵技術(shù)

  
評(píng)論: 更新日期:2011年09月21日

        我國高爐煤氣干法布袋除塵技術(shù)歷經(jīng)30多年的應(yīng)用與發(fā)展,已日趨成熟,并在眾多中小高爐上推廣使用。同時(shí),近幾年我國材也取得了長足的進(jìn)步,纖維與超細(xì)玻璃纖維復(fù)合的耐高溫針刺氈不僅強(qiáng)度提高、使用壽命延長,而且使用溫度提高,可耐260攝氏度左右的高溫,為高爐煤氣干法布袋除塵打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),加之采用PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng),使氮?dú)饷}沖噴吹清灰及卸灰、輸灰均能按程序自動(dòng)控制,有效地促進(jìn)了高爐煤氣干法布袋除塵技術(shù)水平的提升。
       
        中小高爐干法布袋的成功使用,為大型高爐上采用干法布袋奠定了基礎(chǔ)。但是,大型高爐煤氣發(fā)生量多,如還采用中小高爐干法除塵的箱體大小規(guī)格,要達(dá)到同樣的過濾效率,勢(shì)必要成倍增加箱體數(shù)量,導(dǎo)致整個(gè)干法的故障點(diǎn)增多,占地面積大大增加。采取這種設(shè)計(jì)思路,其可靠性降低,遠(yuǎn)不能滿足大型高爐的需要,影響其正常運(yùn)行,導(dǎo)致介質(zhì)的失衡,造成巨大損失。
       
        為清除大高爐干法除塵的障礙,瑞帆在干法除塵工藝、設(shè)備、關(guān)鍵配套件、輸灰系統(tǒng)等方面做了系統(tǒng)深入的研究,通過大量的論證,增加單箱體過濾面積,將大直徑箱體(直徑5.2米以上)引入到高爐煤氣干法除塵器中,并采用6米直徑箱體,為干法除塵系統(tǒng)在大型高爐上應(yīng)用和推廣奠定了基礎(chǔ)。
       
        大型高爐干法除塵的經(jīng)濟(jì)分析
       
        包鋼4號(hào)高爐有效容積2200立方米,屬深爐缸矮胖型高爐,高爐煤氣發(fā)生量平均為38萬立方米/小時(shí),高爐爐頂壓力正常為0.18兆帕,高爐煤氣的凈化采用濕法兩級(jí)文氏管系統(tǒng)。2005年,該高爐上馬了干法布袋除塵系統(tǒng),至今兩年多運(yùn)行穩(wěn)定,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),成為國內(nèi)2000立方米以上高爐配備煤氣干法除塵的首創(chuàng)。
       
        高爐煤氣除塵系統(tǒng)由濕法除塵改為干法布袋除塵后,高爐生產(chǎn)平穩(wěn),除塵系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,滿足實(shí)際工況的需要。與濕法相比,干法除塵使TRT(高爐煤氣余壓透平發(fā)電)裝置年發(fā)電量增加2156萬千瓦時(shí),將高爐煤氣熱能的溫度提高100攝氏度,壓力的利用率提高60%。同時(shí),因減少高爐修風(fēng)次數(shù)從而每年可增產(chǎn)7700噸,年減排二氧化碳6188噸。以包鋼4號(hào)2200立方米高爐為例,其干法除塵系統(tǒng)投產(chǎn)后,可大幅度節(jié)約濁環(huán)水水費(fèi),節(jié)省檢修維護(hù)費(fèi)用,節(jié)約新水60噸/年。同時(shí),除塵方式的改變,使干法除塵煤氣熱效率大大提高,干法除塵對(duì)于配套的TRT余壓發(fā)電系統(tǒng)可提高一倍的發(fā)電量,約6000千瓦時(shí),還可將煤氣理論燃燒溫度提高。
       
        設(shè)備優(yōu)化保證大高爐干法除塵順行
       
        布袋是干法布袋除塵器的“心臟”,其性能的好壞直接影響除塵器的使用壽命、除塵效果和整體性能。經(jīng)過對(duì)國內(nèi)不同材質(zhì)、不同配比的濾袋進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)合以往高爐煤氣干法布袋除塵上的使用經(jīng)驗(yàn),最后選用了耐高溫、抗折性、抗拉性較好的針刺氈用于包鋼大型高爐布袋除塵器。
       
        干法除塵器中閥門數(shù)量多、品種多,主要有蝶閥、插板閥、球閥、鐘閥等,高爐煤氣溫度高(150攝氏度~260攝氏度),壓力較高(0.2兆帕~0.25兆帕),荒煤氣中含塵量大,要求閥門具有良好的密封性能、剛性和可靠性,以及較高的耐溫性、耐磨性和強(qiáng)度。
       
        當(dāng)前除塵器系統(tǒng)中的蝶閥、插板閥、卸灰閥等還存在很多問題。比如,蝶閥在正常溫度時(shí)開啟關(guān)閉很靈活,但遇到高溫時(shí)(大于300攝氏度)會(huì)出現(xiàn)卡死或關(guān)不嚴(yán)的問題;插板閥出現(xiàn)過閥板運(yùn)行到一半就無法動(dòng)作,造成煤氣大量泄露的問題;密封圈容易磨損從而發(fā)生泄露問題;卸灰閥出現(xiàn)易磨損,使用壽命不長等問題。因此,干法除塵系統(tǒng)對(duì)閥門的選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮以下問題:
       
        一是蝶閥選擇三偏心、密封副斜置、大錐角結(jié)構(gòu)、內(nèi)壁噴涂耐高溫及耐磨涂料。該結(jié)構(gòu)的閥門啟動(dòng)力矩小,流動(dòng)阻力小,抗沖刷能力強(qiáng)。閥體密封采用高強(qiáng)度硬質(zhì)合金堆焊,閥板密封采用多層次或“S”型密封形式,可適當(dāng)延長壽命,達(dá)到良好的密封效果。
       
        二是插板閥取消傳統(tǒng)閥板脫開機(jī)構(gòu),改為機(jī)械式限位直接帶動(dòng)閥門脫開機(jī)構(gòu),閥板與閥座間隙均勻,運(yùn)行平穩(wěn)無摩擦;采用電動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)、絲桿螺母夾緊機(jī)構(gòu)、全封閉框架式結(jié)構(gòu),電動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝操作方便,且絲桿螺母夾緊力矩大,有助于閥門密封;絲桿螺母副設(shè)計(jì)成封閉式,防止粉塵進(jìn)入;閥板導(dǎo)軌采用上導(dǎo)軌形式而不是放在下部,不易因閥箱積灰而造成閥板運(yùn)行故障;采用特種硅橡膠,在硅橡膠中加入細(xì)金屬纖維,可以顯著提高密封圈的抗拉強(qiáng)度,延長密封圈的使用壽命。
       
        三是選用的球閥閥體采用鑄鋼件加工成形,球體表面鍍硬質(zhì)合金,單閥座流線形通道,采用密封體彈簧具有可調(diào)節(jié)功能,并且內(nèi)部噴涂耐磨材料,從而大大提高了使用壽命。
       
        四是干法布袋除塵器煤氣主管和支管上均設(shè)有波紋補(bǔ)償器。高爐煤氣中含有硫離子、氯離子等,在干法布袋除塵以后,由于煤氣溫度下降,當(dāng)?shù)陀诼饵c(diǎn)溫度時(shí),煤氣中液體析出附著在管道上,溶解和富集了煤氣中的硫離子、氯離子等,對(duì)補(bǔ)償器的不銹鋼波段產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕,甚至?xí)斐刹y補(bǔ)償器泄漏,導(dǎo)致干法除塵器系統(tǒng)不能正常工作。
       
        在輸灰工藝方面,干法除塵機(jī)械輸灰存在密封不好、故障多的問題,采取氣力輸送是發(fā)展的趨勢(shì)。當(dāng)前采用的正壓氣力輸送在包鋼4號(hào)高爐除塵上效果較好,運(yùn)行2年多未出現(xiàn)問題,而在部分除塵器上則存在彎頭、三通處易磨損問題,使用壽命較短。因此,對(duì)氣力輸送的氣固比,輸送管道大小,輸送氣體壓力等參數(shù)還需要進(jìn)一步研究。采用倉儲(chǔ)泵濃相輸灰將是一個(gè)發(fā)展方向。
       
        煤氣系統(tǒng)防腐蝕問題是大型高爐應(yīng)用干法除塵需要解決的一個(gè)主要問題。高爐煤氣中含有不少腐蝕性成分,當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)或遇冷的管壁時(shí),煤氣中的水分析出硫離子、氯離子,對(duì)干法除塵系統(tǒng)的波紋補(bǔ)償器腐蝕性強(qiáng)?,F(xiàn)部分系統(tǒng)采用特殊材質(zhì),但價(jià)格昂貴。
       
        采用干法除塵,煤氣收集下的粉塵顆粒細(xì)、重量輕、流動(dòng)性好,運(yùn)輸過程及堆放時(shí)處置不當(dāng),易產(chǎn)生二次飛揚(yáng)污染環(huán)境;粉塵中含鋅等金屬元素較多,不易返燒結(jié)使用。因此粉塵中的鐵、鋅和其他成分的分離,粉塵中其他金屬的提煉,粉塵的二次利用等都是需要研究的課題。
       

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