最新高爐煤氣干法布袋除塵技術
我(wo)國(guo)(guo)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)煤氣(qi)(qi)干法布(bu)袋(dai)除塵技術歷(li)經30多年的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)與發展，已日(ri)趨成(cheng)熟，并在眾多中小高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)上推廣使(shi)(shi)(shi)用(yong)。同時，近幾年我(wo)國(guo)(guo)濾料材(cai)也取得(de)了(le)長(chang)足的(de)(de)(de)進步(bu)，纖(xian)維(wei)與超細玻璃纖(xian)維(wei)復合的(de)(de)(de)耐(nai)高(gao)(gao)(gao)溫針刺氈濾料不僅強度提高(gao)(gao)(gao)、使(shi)(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命延(yan)長(chang)，而且使(shi)(shi)(shi)用(yong)溫度提高(gao)(gao)(gao)，可耐(nai)260攝(she)氏(shi)度左右的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫，為(wei)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)煤氣(qi)(qi)干法布(bu)袋(dai)除塵打下了(le)堅實(shi)的(de)(de)(de)基礎，加之采(cai)用(yong)PLC自(zi)動化控制(zhi)系統，使(shi)(shi)(shi)氮(dan)氣(qi)(qi)脈沖噴吹清(qing)灰(hui)及卸灰(hui)、輸灰(hui)均能按程(cheng)序(xu)自(zi)動控制(zhi)，有效地促(cu)進了(le)高(gao)(gao)(gao)爐(lu)(lu)煤氣(qi)(qi)干法布(bu)袋(dai)除塵技術水平的(de)(de)(de)提升。
中小高爐干(gan)(gan)法布袋除塵器(qi)的(de)(de)成(cheng)(cheng)功(gong)使用，為大型高爐上采用干(gan)(gan)法布袋除塵器(qi)奠定(ding)了基(ji)礎。但是，大型高爐煤氣發生(sheng)量多(duo)，如還采用中小高爐干(gan)(gan)法除塵的(de)(de)箱體(ti)大小規格，要達到同樣(yang)的(de)(de)過濾效(xiao)率，勢必要成(cheng)(cheng)倍增(zeng)加箱體(ti)數量，導(dao)致(zhi)整個干(gan)(gan)法除塵器(qi)的(de)(de)故障點增(zeng)多(duo)，占地(di)面積大大增(zeng)加。采取(qu)這種設計思(si)路，其(qi)(qi)可靠性降低，遠不能滿(man)足大型高爐的(de)(de)需要，影響其(qi)(qi)正常運行，導(dao)致(zhi)能源(yuan)介質的(de)(de)失衡，造成(cheng)(cheng)巨(ju)大損失。
為清除大(da)(da)高(gao)爐干(gan)法(fa)除塵的障礙，瑞帆(fan)公司在干(gan)法(fa)除塵工藝、設備、關鍵配套件、輸灰系(xi)統等(deng)方(fang)面做了系(xi)統深入的研(yan)究，通過(guo)大(da)(da)量(liang)的論(lun)證，增加單箱(xiang)(xiang)體過(guo)濾面積，將大(da)(da)直徑箱(xiang)(xiang)體（直徑5.2米(mi)以上）引入到高(gao)爐煤氣(qi)干(gan)法(fa)除塵器(qi)中，并(bing)采用6米(mi)直徑箱(xiang)(xiang)體，為干(gan)法(fa)除塵系(xi)統在大(da)(da)型高(gao)爐上應用和推廣奠定了基(ji)礎。
大型高爐干法除塵(chen)的(de)經濟分析
包鋼4號高(gao)(gao)爐(lu)有效容積2200立(li)方米，屬深爐(lu)缸矮(ai)胖型(xing)高(gao)(gao)爐(lu)，高(gao)(gao)爐(lu)煤氣發生量平均為38萬立(li)方米/小時，高(gao)(gao)爐(lu)爐(lu)頂壓力正常為0.18兆帕(pa)，高(gao)(gao)爐(lu)煤氣的凈化采用濕法(fa)兩級文氏管系統。2005年，該(gai)高(gao)(gao)爐(lu)上馬了干法(fa)布袋除塵系統，至今兩年多(duo)運行穩定，各項技術指標均達到或超過設計標準，成為國內2000立(li)方米以上高(gao)(gao)爐(lu)配備煤氣干法(fa)除塵的首(shou)創。
高(gao)(gao)爐(lu)(lu)煤氣(qi)(qi)除(chu)塵系統(tong)由濕法(fa)除(chu)塵改為干法(fa)布袋(dai)除(chu)塵后，高(gao)(gao)爐(lu)(lu)生產平穩，除(chu)塵系統(tong)運(yun)行穩定，滿(man)足實際工況的(de)(de)需要。與濕法(fa)相(xiang)比，干法(fa)除(chu)塵使TRT（高(gao)(gao)爐(lu)(lu)煤氣(qi)(qi)余(yu)壓透(tou)平發電）裝(zhuang)置年發電量增加(jia)2156萬千瓦時(shi)(shi)，將高(gao)(gao)爐(lu)(lu)煤氣(qi)(qi)熱(re)能回(hui)收的(de)(de)溫度提(ti)高(gao)(gao)100攝氏度，壓力的(de)(de)利(li)用率(lv)提(ti)高(gao)(gao)60%。同時(shi)(shi)，因減少高(gao)(gao)爐(lu)(lu)修(xiu)風次數從而(er)每年可(ke)增產7700噸，年減排二氧化(hua)碳6188噸。以包鋼4號2200立方米高(gao)(gao)爐(lu)(lu)為例，其(qi)干法(fa)除(chu)塵系統(tong)投產后，可(ke)大幅度節約(yue)濁環(huan)水(shui)(shui)水(shui)(shui)費(fei)(fei)，節省(sheng)檢修(xiu)維護費(fei)(fei)用，節約(yue)新水(shui)(shui)60噸/年。同時(shi)(shi)，除(chu)塵方式的(de)(de)改變，使干法(fa)除(chu)塵煤氣(qi)(qi)熱(re)效率(lv)大大提(ti)高(gao)(gao)，干法(fa)除(chu)塵對于(yu)配套的(de)(de) TRT余(yu)壓發電系統(tong)可(ke)提(ti)高(gao)(gao)一倍的(de)(de)發電量，約(yue)6000千瓦時(shi)(shi)，還(huan)可(ke)將煤氣(qi)(qi)理論燃燒溫度提(ti)高(gao)(gao)。
設備優(you)化保證大高(gao)爐干法除塵(chen)順行(xing)
布(bu)(bu)袋是干(gan)法布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)“心臟”，其(qi)性(xing)能的(de)(de)好(hao)壞(huai)直接影(ying)響除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)的(de)(de)使(shi)用壽命、除(chu)(chu)塵(chen)效果(guo)和整體性(xing)能。經(jing)(jing)過對國(guo)內不(bu)同材質、不(bu)同配(pei)比的(de)(de)濾袋進行試驗(yan)，結合以往高爐煤氣干(gan)法布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)上的(de)(de)使(shi)用經(jing)(jing)驗(yan)，最(zui)后(hou)選用了(le)耐(nai)高溫、抗(kang)折性(xing)、抗(kang)拉性(xing)較(jiao)好(hao)的(de)(de)針(zhen)刺氈(zhan)濾料用于包(bao)鋼大(da)型(xing)高爐布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)。
干法除塵器(qi)中閥(fa)(fa)門(men)(men)數量多(duo)、品種(zhong)多(duo)，主要有蝶閥(fa)(fa)、插板閥(fa)(fa)、球閥(fa)(fa)、鐘閥(fa)(fa)等，高(gao)爐煤氣(qi)溫(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)（150攝氏度(du)(du)～260攝氏度(du)(du)），壓力(li)較高(gao)（0.2兆帕(pa)～0.25兆帕(pa)），荒煤氣(qi)中含(han)塵量大(da)，要求閥(fa)(fa)門(men)(men)具有良(liang)好的密封性(xing)能、剛性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)，以及較高(gao)的耐溫(wen)(wen)性(xing)、耐磨(mo)性(xing)和(he)強度(du)(du)。
當前除塵器(qi)系(xi)統(tong)中(zhong)的蝶閥(fa)(fa)、插板(ban)閥(fa)(fa)、卸灰閥(fa)(fa)等還存(cun)在很多問題(ti)(ti)。比(bi)如，蝶閥(fa)(fa)在正常溫度(du)時(shi)開啟關閉很靈活，但遇(yu)到高溫時(shi)(大于(yu)300攝氏度(du))會出(chu)現(xian)卡(ka)死(si)或關不(bu)嚴(yan)的問題(ti)(ti)；插板(ban)閥(fa)(fa)出(chu)現(xian)過閥(fa)(fa)板(ban)運(yun)行到一半就無法動作，造(zao)成煤(mei)氣大量(liang)泄(xie)露的問題(ti)(ti)；密(mi)封圈容易(yi)磨損(sun)從而發生泄(xie)露問題(ti)(ti)；卸灰閥(fa)(fa)出(chu)現(xian)易(yi)磨損(sun)，使用壽命(ming)不(bu)長等問題(ti)(ti)。因此(ci)，干(gan)法除塵系(xi)統(tong)對閥(fa)(fa)門的選擇應重點(dian)考慮(lv)以下問題(ti)(ti)：
一是蝶閥(fa)(fa)選擇三(san)偏心、密封副斜置(zhi)、大錐角結(jie)構、內壁噴涂耐高溫及耐磨(mo)涂料。該結(jie)構的(de)閥(fa)(fa)門啟動(dong)力矩小，流(liu)動(dong)阻力小，抗(kang)沖刷能力強(qiang)。閥(fa)(fa)體密封采用(yong)高強(qiang)度硬質合金堆焊，閥(fa)(fa)板密封采用(yong)多層次或“S”型密封形式(shi)，可適當(dang)延(yan)長(chang)壽命(ming)，達到良好的(de)密封效(xiao)果(guo)。
二(er)是插(cha)板(ban)閥(fa)取消傳統閥(fa)板(ban)脫開機(ji)構(gou)，改為機(ji)械式(shi)限位直(zhi)接帶動(dong)(dong)閥(fa)門脫開機(ji)構(gou)，閥(fa)板(ban)與閥(fa)座間隙均(jun)勻(yun)，運行平穩無摩擦(ca)；采用(yong)(yong)電動(dong)(dong)裝置(zhi)驅動(dong)(dong)、絲桿螺母(mu)夾(jia)緊(jin)機(ji)構(gou)、全封(feng)(feng)(feng)閉(bi)框架式(shi)結構(gou)，電動(dong)(dong)裝置(zhi)結構(gou)緊(jin)湊(cou)、安裝操作方便，且絲桿螺母(mu)夾(jia)緊(jin)力矩大，有助于閥(fa)門密封(feng)(feng)(feng)；絲桿螺母(mu)副設計(ji)成封(feng)(feng)(feng)閉(bi)式(shi)，防止(zhi)粉塵進入；閥(fa)板(ban)導軌采用(yong)(yong)上導軌形式(shi)而不(bu)是放在下部，不(bu)易因閥(fa)箱積(ji)灰(hui)而造成閥(fa)板(ban)運行故障；采用(yong)(yong)特種硅(gui)橡膠(jiao)，在硅(gui)橡膠(jiao)中加入細金(jin)屬纖維，可(ke)以顯著(zhu)提高密封(feng)(feng)(feng)圈(quan)的(de)抗(kang)拉強度，延長密封(feng)(feng)(feng)圈(quan)的(de)使用(yong)(yong)壽命。
三是選用的球(qiu)閥(fa)閥(fa)體(ti)采(cai)(cai)用鑄(zhu)鋼(gang)件(jian)加工成(cheng)形(xing)，球(qiu)體(ti)表面鍍硬質(zhi)合(he)金(jin)，單閥(fa)座流線形(xing)通道，采(cai)(cai)用密封體(ti)彈簧具有可調節功能，并且內(nei)部噴涂(tu)耐磨材料，從而大大提(ti)高了(le)使用壽命。
四(si)是干(gan)法(fa)(fa)布袋除(chu)塵(chen)器煤氣(qi)主管和(he)支(zhi)管上(shang)均(jun)設(she)有波(bo)紋補償器。高爐煤氣(qi)中含有硫(liu)離(li)(li)子、氯離(li)(li)子等，在干(gan)法(fa)(fa)布袋除(chu)塵(chen)以后(hou)，由于煤氣(qi)溫(wen)(wen)度(du)下降，當低于露點溫(wen)(wen)度(du)時，煤氣(qi)中液(ye)體(ti)析出附著在管道上(shang)，溶解和(he)富(fu)集了煤氣(qi)中的(de)(de)硫(liu)離(li)(li)子、氯離(li)(li)子等，對(dui)補償器的(de)(de)不銹鋼波(bo)段產生嚴(yan)重的(de)(de)腐蝕，甚至會造成波(bo)紋補償器泄漏，導致干(gan)法(fa)(fa)除(chu)塵(chen)器系統不能(neng)正常工(gong)作(zuo)。
在(zai)輸(shu)(shu)灰工藝方面，干法除塵機械輸(shu)(shu)灰存(cun)在(zai)密封不好、故障多的(de)(de)問題(ti)，采取(qu)氣(qi)力(li)輸(shu)(shu)送(song)是發(fa)(fa)展的(de)(de)趨勢。當前(qian)采用的(de)(de)正壓氣(qi)力(li)輸(shu)(shu)送(song)在(zai)包(bao)鋼(gang)4號高爐除塵上效果較好，運行2年多未出現問題(ti)，而(er)在(zai)部分除塵器上則存(cun)在(zai)彎頭(tou)、三(san)通處易磨損問題(ti)，使用壽命較短。因此，對氣(qi)力(li)輸(shu)(shu)送(song)的(de)(de)氣(qi)固比，輸(shu)(shu)送(song)管道大(da)小，輸(shu)(shu)送(song)氣(qi)體壓力(li)等參數還需要(yao)進一步研(yan)究(jiu)。采用倉儲泵(beng)濃相輸(shu)(shu)灰將是一個發(fa)(fa)展方向。
煤(mei)氣(qi)系統(tong)防(fang)腐蝕(shi)問題(ti)是大(da)型(xing)高(gao)爐(lu)應用(yong)干法除(chu)塵需要解決的一個主(zhu)要問題(ti)。高(gao)爐(lu)煤(mei)氣(qi)中(zhong)含有(you)不少腐蝕(shi)性成(cheng)分(fen)，當低溫時或遇冷的管壁時，煤(mei)氣(qi)中(zhong)的水分(fen)析出硫離子、氯(lv)離子，對干法除(chu)塵系統(tong)的波紋補償器腐蝕(shi)性強。現部分(fen)系統(tong)采用(yong)特殊材質，但價格昂(ang)貴。
采用干法除(chu)塵(chen)(chen)，煤氣收(shou)集(ji)下的(de)(de)粉塵(chen)(chen)顆粒細、重量輕(qing)、流動(dong)性好，運輸(shu)過程及堆放時(shi)處置不當，易產(chan)生二次(ci)飛揚(yang)污(wu)染環境；粉塵(chen)(chen)中含(han)鋅等金(jin)屬元素(su)較多(duo)，不易返燒結使(shi)用。因此粉塵(chen)(chen)中的(de)(de)鐵、鋅和其他成分的(de)(de)分離，粉塵(chen)(chen)中其他金(jin)屬的(de)(de)提煉回收(shou)，粉塵(chen)(chen)的(de)(de)二次(ci)利用等都是需要研究的(de)(de)課題。
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