干式布袋除塵技術在大容積高爐除塵系統的應用
1 前言
目前干式布袋除塵技術在國內300m3高爐上有成功應用的經驗, 但在1000m3以上的高爐上幾乎沒有成功應用的先例。雖然1987 年, 太鋼3#1200m3高爐引進日本干式布袋除塵技術, 揭開我國干式布袋除塵的先例, 但由于布袋除塵器(Bag cham ber) 排灰系統及DC噴霧降溫系統存在問題致使裝置無法正常運行。目前干式布袋除塵技術在大、中型高爐上取代濕式除塵技術是技術發展趨勢, 但干式布袋除塵技術目前仍需要解決的問題有: (1)目前濾布的耐溫性能不好,僅為200℃;(2)濾袋壽命較短;(3)要使用先進的清灰方式。目前使用的反吹風機清灰能力弱,因而過濾負荷低、阻力高、設備數量多、占地面積大,并且反吹時有嚴重的荒煤氣和粉塵二次污染等問題;(4)要有可靠的連續自動檢漏和灰位監測裝置;(5)仍需要干式除塵系統和濕式除塵系統切換運行。
2 布袋除塵器在攀鋼4#高爐的工藝簡介
攀鋼4#1350m3高爐的布袋除塵器(BDC)的主要工藝為:來自4#高爐的荒煤氣進入重力除塵器(DC),進行粗除塵,再經布袋除塵器(BDC)進行精除塵后送往透平發電系統發電, 工藝流程見圖1（略）。
為控制BDC入口煤氣溫度<200℃,在DC中上部設置A、B兩系24個往復式噴嘴的DC噴霧溫控系統。當檢測到高爐上升管的煤氣溫度高時,啟動 DC噴霧泵,通過回水流量調節閥的開度控制BDC入口煤氣溫度,當A系運行溫度繼續上升,則A、B系同時運行。當煤氣溫度冷卻到低限時停噴,用氮氣對噴嘴進行吹掃,防止噴嘴堵塞。
BDC系統設有6個筒體,設計處理能力為24萬m3/h,每個筒體(BCH)設有46組直徑300×12000的除塵布袋呈環狀布置。煤氣先經粗煤氣筒到6個筒體, 正常情況下1個筒體反吹,5個筒體過濾,循環進行,使布袋前后差壓控制在4kPa以下,以保證布袋透氣性能。反吹時利用反吹風機將凈化后的煤氣升壓進入反吹筒體,采用反吹抖落方式將除下的灰塵抖落在筒體的下部料斗中, 反吹的煤氣再經其它5個筒體過濾進入凈煤氣管道。在凈煤氣管道上設有粉塵自動檢測儀,在每個筒體上設有手動取樣裝置。
BDC筒體下部的灰經微波稱重計(料位計)測量,當料位到高限或達到設定的時間時, 用凈煤氣對粉塵箱進行均壓, 當粉塵箱的壓力與筒體壓力一致時,通過旋轉閥、粉塵切斷閥、煤氣密封閥到粉塵箱。當筒體料位到低位時停止卸灰。粉塵箱料位達到高限時,停止筒體的排灰,對粉塵罐進行卸壓之后,依次打開粉塵罐下部的排灰閥組排灰,由螺旋輸送機、攪泥機送到攪拌槽泥漿化,再由泥漿泵送到污泥處理系統的濃縮池進行處理。
3 BDC 系統在運行中出現的問題及原因
1998年2月26日TRT系統正式進行濕式系統并網發電,3月初進行BDC系統的投運,進行干式發電。在運行中出現過以下問題:
3.1 DC 溫控系統運行時故障
(1)由于日方設計時DC部分噴霧系統噴嘴規格與日本的水島3#高爐的重力布袋除塵器噴嘴規格相同,與攀鋼4#高爐重力除塵器不匹配, 導致噴霧量過大,引起DC料斗積灰。
(2)安裝時DC噴霧系統的兩塊流量計,由于受安裝條件限制,直管道長度不夠導致計量不準。
(3)DC入口噴嘴閥門開關信號混亂,易出錯。
(4)DC噴霧泵起噴時噴水量過大,回水調節閥打開過慢,DC內煤氣溫度下降過快。
基于上述原因在DC噴霧降溫時,噴水量過大,水不能完全汽化,過量的水沉降到DC下部的灰斗內,造成了DC下部積灰嚴重,到4月底DC下部積灰多達60 余t,對DC的正常運行帶來很大的影響,同時也使煉鐵廠對BDC的運行持反對意見。因此1998年5月、6月、7月、9月我們只能用濕式發電系統,嚴重制約了TRT效益的發揮。
3.2 BDC 排灰系統故障
3.2.1 粉塵箱內布袋堵塞,其原因有:
(1) 蒸汽冷凝水水箱在粉塵箱的上部,冷凝水滴在粉塵箱上, 造成排壓布袋溫度降低。
(2) 粉塵箱的保溫裝置效果不好。
(3) 粉塵箱的均壓管道上設有節流孔板, 使反吹量變小。
由于以上原因造成了粉塵箱內的均壓布袋結露,灰塵粘結堵塞。
3.2.2 螺旋輸送機、雙軸攪泥機排灰口經常堵塞。原因在于:
(1) 排灰閥組中旋轉閥的排灰能力大于泥漿泵的輸送能力,使攪拌槽中的泥漿濃度逐漸增大,液位逐漸升高,雙軸攪泥機排灰口粘結、堵塞,從而使排灰受阻,粉塵散落在地上。同時由于濃度的增大,也影響到泥漿的輸送。
(2) 由于雙軸攪泥機上的噴水閥門經常關不嚴,排灰完成后,攪泥機內溫度較高,噴水閥門泄漏的水受熱汽化,水蒸汽將螺旋輸送機內的干灰濕潤、粘結,逐漸堵塞排灰口。
3.2.3 泥漿由泥漿泵直接打入20m濃縮池造成了瞬間沖擊負荷,濃縮池處理能力不足,濃縮池出口循環水懸浮物嚴重超標,從而進一步導致雙文系統一文頂部圍管和喉口水箱噴嘴堵塞、一文喉口積灰嚴重。僅1998年就出現了3次嚴重積灰現象。
由于以上原因致使BDC排灰系統故障頻繁,從而影響到干式布袋除塵器的使用。
4 問題的解決及改進措施
針對上述問題,經過認真分析,找出了造成上述問題的原因,并利用邊改造、邊調整、邊生產的方法進行摸索,基本解決了DC溫控系統及BDC排灰系統的問題,并提出了進一步解決BDC排灰系統仍存在問題的方法。
4.1 DC 溫控系統故障的解決
(1) 針對DC溫控系統兩塊流量計不準,我們利用4#高爐休風的機會進行了改造。使兩塊流量孔板的前、后直管段符合安裝要求, 使計量盡量準確,同時也為DC溫控系統實現自動提供了條件。
(2) 針對DC噴霧溫控系統設計與攀鋼生產實際不符,DC入口噴嘴閥門開關信號混亂,起噴時噴水量過大,DC內煤氣溫度下降過快, 我們增設了DC噴霧報警裝置,對部分噴嘴進口閥門進行控制,以控制瞬間噴水量,同時改進噴嘴進出口閥門的開關信號,使進出口閥門幾乎同時打開,并調整閥門執行氣缸的動作角度,避免了原來進口閥開完后,出口閥才開始動作造成的噴水量過大,粉塵粘結的現象。
通過上述改造和調整,實現了DC噴霧溫控系統的自動和手動控制,從而保證了BDC入口煤氣溫度<200℃,保證除塵布袋的使用壽命。
4.2 BDC排灰系統問題的解決
4.2.1 解決均壓布袋積灰堵塞問題的措施
(1)取消粉塵箱的均壓管道上的節流孔板,保證反吹效果。
(2)對蒸汽冷凝水箱進行改造, 避免冷凝水滴在粉塵箱上, 讓排壓布袋保持干燥。
4.2.2 解決螺旋輸送機和雙軸攪泥機排灰口堵塞問題的措施
(1) 將泥漿泵出口管由一路改為兩路,使泥漿泵可以兩臺同時運轉。
(2) 改變旋轉閥的轉速,由原來的20Hz改變為12Hz, 降低旋轉閥的排灰速度和能力。
(3) 將雙軸攪泥機上的電磁閥改為電動球閥,使之可靠切斷水源。
(4) 防止泥漿濃度上升,對雙軸攪拌機與泥漿攪拌槽進行改造,將其水源分開,并增設一路水源,確保水源供應,另外及時開泥漿泵。
4.2.3 針對泥漿輸送系統給濃縮池造成沖擊負荷,造成濃縮池出口循環水懸浮物超標問題,我們采取了上述的延長排灰時間、改變旋轉閥的動作頻次等措施外,還采取了以下措施:
(1) 將泥漿泵出口管道就近直接排入到原雙文系統的污水池, 減短泥漿管道長度;
(2) 在污水池中從二文供水主管上引一條供水管道至污水池底部, 并增設相應的噴嘴,對泥漿進行攪拌、稀釋,再通過提升泵均勻地抽到一文回水高架渡槽回到濃縮池,將沖擊負荷變為均勻負荷,以保證濃縮池出口循環水指標合格。
5 改造后的運行效果
經過對DC溫控系統和BDC排灰系統的調整和改造,使DC溫控系統實現了自動和手動均能控制,防止了DC下部積灰,實現了BDC排灰系統的正常運行,濃縮池出口循環水懸浮物基本合格,從而解決了困擾干式布袋除塵技術應用上存在的問題。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
