水鋼高爐煤氣干法布袋除塵存在的問題及措施探討

盧祖泉，易正明，肖 慧，高連生，李 慶，孟 瑋

（1.水城鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠，貴州六盤水 553000；2.武漢科技大學(xué)，湖北武漢 430081）

1 前言

動(dòng)力廠高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng)是水鋼新建2500m3高爐重要配套項(xiàng)目之一，高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)，高爐煤氣干法布袋除塵不僅投資少、占地少、簡化了工藝系統(tǒng)，從根本上解決了二次水污染和污泥的處理問題，而且配合煤氣余壓發(fā)電系統(tǒng)可以合理回收利用煤氣顯熱，顯著增強(qiáng)發(fā)電能力，增加高爐爐頂壓差發(fā)電系統(tǒng)（TRT）發(fā)電量20%左右，有效降低噸鐵能耗[1]。同時(shí)，由于煤氣含水率較低，煤氣發(fā)熱值得到了提高。

該干法除塵系統(tǒng)于2010年1月開工建設(shè)，2011年3月29日建成投產(chǎn)，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中發(fā)生許多問題。

2 高爐煤氣干法除塵的工藝流程

2.1簡介

荒煤氣經(jīng)重力除塵器后將煤氣中大顆?；覊m去除，進(jìn)入干式布袋除塵器進(jìn)行除塵凈化，將煤氣中的含塵量進(jìn)一步降低至10m g/m3以下[3]。當(dāng)煤氣溫度在80～280℃區(qū)間時(shí)，煤氣直接進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行除塵凈化；煤氣溫度gt;280℃或lt;80℃時(shí)，煤氣不滿足布袋除塵器回收的條件時(shí)將從高爐爐頂放散閥放散。布袋的過濾方式采用外濾式，正常工作時(shí)布袋內(nèi)外的壓差小于5k Pa[4]，隨著布袋粘附的灰塵逐漸增多，過濾阻力不斷增大，當(dāng)阻力增大（或時(shí)間）到一定值時(shí)，需要對布袋進(jìn)行清灰，清灰方式采用脈沖氮?dú)夥创?，清除布袋外壁的積灰。布袋除塵器筒體灰斗集灰到達(dá)高灰位時(shí)啟動(dòng)輸灰系統(tǒng)，輸灰方式采用氣力密閉輸灰，輸灰介質(zhì)為凈高爐煤氣或氮?dú)?。對高爐煤氣進(jìn)行除塵處理的煤氣送到調(diào)壓閥組或TRT，從TRT或調(diào)壓閥組出來的低壓煤氣再送到高爐煤氣管網(wǎng)。

2.2 高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)工藝流程

高爐干法布袋除塵系統(tǒng)總體工藝流程如圖1所示：由重力除塵器來的粗煤氣，經(jīng)各支管進(jìn)入到各布袋除塵器的箱體下部，首先進(jìn)行機(jī)械分離之后，含塵煤氣由下至上到達(dá)布袋進(jìn)行過濾，微細(xì)粉塵經(jīng)過濾附著在濾袋外表面，凈化后煤氣通過濾袋匯集到箱體上部，再經(jīng)各凈煤氣支管匯入總管送出。過濾時(shí)濾袋內(nèi)陷，在框架的阻擋下呈梅花狀。當(dāng)過濾到一定時(shí)間后，濾袋表面的粉塵增加，導(dǎo)致除塵器阻力（進(jìn)、出口差壓）上升，此時(shí)需要清灰。清灰時(shí)，脈沖閥開啟，氮?dú)獍械臍怏w經(jīng)噴吹管從袋口噴入，濾袋急劇向外擴(kuò)張，附在濾袋外面的粉塵被抖落下來，落入除塵器下部集灰斗。布袋除塵主要是分離較小顆粒的粉塵，屬精除塵，除塵效率可達(dá)99%[3]。

圖1 高爐干法除塵系統(tǒng)總體工藝流程圖

高爐干法布袋除塵系統(tǒng)清灰過程的氮?dú)夥创翟O(shè)有定時(shí)方式，根據(jù)操作過程摸索的經(jīng)驗(yàn)，將清灰周期設(shè)定為T分鐘（30～90m i n），時(shí)間到時(shí)自動(dòng)發(fā)出反吹信號(hào)。各箱體反吹依次進(jìn)行。反吹過程進(jìn)行時(shí)，箱體可以選擇處于正常過濾（在線反吹），或者處于關(guān)閉狀態(tài)（離線反吹）。當(dāng)選擇為離線反吹方式時(shí)，反吹開始前自動(dòng)關(guān)閉箱體入口碟閥，反吹結(jié)束后自動(dòng)打開箱體入口碟閥進(jìn)入正常過濾狀態(tài)。

當(dāng)某個(gè)布袋除塵器煤氣出口管上含塵量超過設(shè)定值時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以提醒工作人員該除塵器可能有布袋出現(xiàn)破損，可切斷該除塵器進(jìn)、出口蝶閥、插板閥，以進(jìn)行維護(hù)和更換布袋。

布袋除塵器的輸灰采用氣力輸送（既可采用凈煤氣為輸灰介質(zhì)也可采用氮?dú)鉃檩敾医橘|(zhì)）。它為定時(shí)工作方式，根據(jù)操作過程摸索的經(jīng)驗(yàn)，將輸灰周期設(shè)定為T小時(shí)（6～8h），時(shí)間到時(shí)自動(dòng)發(fā)出輸灰信號(hào)。各箱體輸灰依次進(jìn)行。

每個(gè)除塵器排下來的灰塵，在氮?dú)猓ɑ騼裘簹猓┑尿?qū)動(dòng)下，流入高架灰罐?；夜奚喜客瑯釉O(shè)有布袋，氮?dú)猓ɑ騼裘簹猓┩ㄟ^布袋除塵后排入凈煤氣管道；灰罐下部設(shè)有卸灰閥和加濕攪拌機(jī)?；矣善囃膺\(yùn),送燒結(jié)回收利用。

3 高爐煤氣干法布袋除塵運(yùn)行過程中存在的問題

2011年3月29日新建高爐干法除塵器建成投產(chǎn)，4月18日4#高爐計(jì)劃休風(fēng)12h，因17日發(fā)現(xiàn)布袋除塵大灰罐放散管在輸灰過程中冒黑灰，判斷布袋有破損，故利用同步檢修機(jī)會(huì)對大灰罐布袋進(jìn)行檢查。4月18日打開人孔，發(fā)現(xiàn)灰罐積灰較多，積灰距上部人孔頂部120m m左右，布袋脫離龍骨3條，布袋頂部花板積灰約500m m左右，并發(fā)現(xiàn)布袋網(wǎng)格板脫落。

3.1 灰罐網(wǎng)格板焊接及布袋安裝存在質(zhì)量問題

通過對灰灌中的網(wǎng)格板進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格板未按設(shè)計(jì)要求滿焊，實(shí)際為點(diǎn)焊，網(wǎng)格板在運(yùn)行中脫落。3月29日4#高爐布袋除塵器接收煤氣，3月30日灰罐出現(xiàn)卸灰不暢，從卸灰閥人孔處拿出3塊鐵板，后續(xù)生產(chǎn)中，由于網(wǎng)格板脫落，堵塞卸灰口，導(dǎo)致系統(tǒng)不能進(jìn)行正常卸灰，造成灰罐逐漸積灰。灰罐內(nèi)共計(jì)布袋358條，4月18日打開大灰罐上部人孔，積灰距灰罐中部人孔頂部約120m m左右，而有3條布袋已經(jīng)脫離龍骨，布袋安裝質(zhì)量不合格，運(yùn)行中脫離龍骨，導(dǎo)致氣、粉短路，花板積灰，同時(shí)造成其余布袋積灰，并有5條布袋脫落，掉到網(wǎng)格板上，由于網(wǎng)格板自身焊接質(zhì)量較差，加劇了網(wǎng)格板的脫落過程，并進(jìn)一步加劇了灰罐卸灰口堵塞。

3.2 排灰管道頻繁泄漏的問題

由于采用稀相氣力輸灰工藝，造成排灰球閥及輸灰管道內(nèi)含塵氣體高速流動(dòng)，排灰閥及排灰管道壽命極低；設(shè)計(jì)輸灰直管段采用復(fù)合鋼管內(nèi)襯陶瓷材料，彎管及三通由于磨損更嚴(yán)重，設(shè)計(jì)采用耐磨性更好的稀土耐磨合金管，已不能滿足生產(chǎn)需求。

3.3 除塵布袋破損后無法檢測的問題

粉塵檢測儀檢測測量精度低，導(dǎo)致在線檢測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，布袋破損后不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往會(huì)因此導(dǎo)致凈煤氣粉塵含量高，透平機(jī)葉片嚴(yán)重磨損，減壓閥組閥門磨損，關(guān)閉不嚴(yán)，旁通煤氣量增加導(dǎo)致TRT發(fā)電量降低，功率下降。

3.4 筒體灰斗料位無法檢測、排灰困難

因卸灰口的堵塞，每天僅能卸1～2車灰，同時(shí)因灰罐沒有安裝料位計(jì)，僅靠灰罐溫度測點(diǎn)不能判斷真實(shí)灰位，排灰開始時(shí)間及結(jié)束時(shí)間只能憑職工經(jīng)驗(yàn)。

4措施

（1）針對灰罐網(wǎng)格板焊接及布袋安裝存在質(zhì)量問題，要求設(shè)計(jì)單位對灰罐內(nèi)部安裝、制造存在的問題制定網(wǎng)格板、布袋的修復(fù)方案，并在高爐同步檢修時(shí)實(shí)施。

（2）針對排灰管道頻繁泄漏的問題，對輸灰管道采用耐磨性能好的鑄石材料；考慮采用先進(jìn)的濃相輸灰技術(shù)進(jìn)行改造，雙套管濃相氣力輸送系統(tǒng)最大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于其輸送管，它是由主輸送管和內(nèi)旁通管組成，內(nèi)旁通管上設(shè)有引流阻尼隔板，通過輸送管道的自調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)飛灰的紊流狀態(tài)輸送。

（3）針對除塵布袋破損后無法檢測的問題，要求崗位每天對粉塵含量進(jìn)行一次人工檢查，每周人工化驗(yàn)一次，并形成相關(guān)制度。

（4）針對筒體灰斗料位無法檢測、排灰困難的問題，加強(qiáng)崗位員工操作技能培訓(xùn)，提高職工的技術(shù)水平；增加耐高溫、檢測原理正確的料位計(jì)。

5 結(jié)束語

高爐干法布袋除塵是目前煤氣處理的一種重要的高效、節(jié)能、環(huán)保工藝，在水鋼的首次應(yīng)用為今后水鋼高爐濕法除塵改為干法布袋除塵的推廣和應(yīng)用積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，但高爐干法布袋除塵在水鋼仍屬于新工藝，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)欠缺，在生產(chǎn)過程中會(huì)遇到各式各樣的問題，待我們?nèi)ソ鉀Q。

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