長鋼8號高爐全干法除塵技術應用實踐
摘要:介紹了長鋼8號高爐全干法布袋除塵的工藝流程和設備參數及應用實踐,長鋼已掌握干法布袋除塵的關鍵技術,并將其應用于1000m3 以上大高爐,獲得成功。
關鍵詞:大高爐,干法除塵,應用
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、簡化工藝系統、合理利用煤氣顯熱、運行成本低等特點,從上世紀90 年代開始逐步在 100m3 級和300m3 級高爐廣泛應用,該技術成功解決了二次水污染及污泥的處理等問題,還可配套建設高爐煤氣余壓發電設備,是一項極具環保節能發展潛力的高爐配套設施。
但由于干法除塵的個別技術未能夠徹底解決,國內大型高爐的除塵系統一般均采用濕法除塵,或者備用一套濕法除塵設備,因此大型高爐的除塵建設投入資金大,工藝相對復雜。
長鋼高爐應用煤氣干法除塵始于1990年6號高爐(300m3 ) ,以后新上或改造高爐全部采用干法除塵,對煤氣干法除塵具有一定的經驗。我廠認為只要掌握干法除塵的關鍵技術,并采取有效措施逐一加以解決,全干法煤氣布袋除塵在1000m3 以上高爐長期使用是完全可行的。長鋼煉鐵廠經過討論和專家分析論證,決定8號高爐(有效容積1080m3 )煤氣凈化系統采用全干法布袋除塵。
2 具體應用情況
長鋼8號高爐于2003年8月1日開始建設, 2004年9月19日順利開爐, 8號高爐煤氣凈化系統由布袋除塵、集灰處理、冷卻、管路閥門、控制系統等組成。
2. 1 干法布袋除塵設計參數
高爐煤氣最大發生量: 23. 7萬m3 /h (標況)
高爐煤氣正常發生量: 21. 9萬m3 /h (標況)
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 (標況)
凈煤氣含塵量: < 10mg/m3 (標況)
2. 2 干法布袋除塵工藝流程
高爐煤氣經重力除塵器粗除塵后,進入布袋除塵器精除塵,精除塵后的煤氣進入凈煤氣總管, 經調壓閥組穩壓后,進入凈煤氣總管,送往熱風爐等各煤氣用戶使用。
當進入布袋除塵器的半凈煤氣溫度≥220℃ 時,打開煤氣冷卻裝置的入口閥,對煤氣進行冷卻,如果煤氣溫度仍≥220℃時,打開冷卻器給水閥門,對冷卻器進行噴水,使煤氣降溫。
本工程采用脈動反吹方式進行清灰,根據壓差定值或定時進行間歇反吹操作,消除布袋內壁的積灰。
2. 3 干法布袋除塵工藝布置
8 號高爐煤氣布袋除塵設施共設10 個 Ф4020mm ×10m布袋除塵器,一字型布置。
2. 3. 1 布袋除塵器
設計采用標準設備,屬Ⅰ類壓力容器。布袋除塵器箱體內直徑4m, 箱體總高 16182m,每個箱體內設288 條布袋, 濾袋直徑 130mm,每條濾袋長6m, 一個箱體過濾面積為 705m2。
10 個箱體工作時, 正常過濾負荷為 37140m3 / (m2 ·h) ,過濾速度為0. 623m /min; 1個箱體檢修9 個箱體工作時, 正常過濾負荷為 41156m3 / (m2 1h) 。
箱體下部切線方向進氣,箱體上設有人孔和爆破閥,箱體內設有平臺和爬梯,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℃。
箱體設有外保溫,保溫材料采用隔熱性能良好的超細玻璃棉氈,外包鍍鋅鐵皮。箱體下部還設有蒸汽盤管,防止結露。
2. 3. 2 煤氣冷卻裝置
煤氣冷卻裝置為列管式空氣換熱器,管內走高溫高爐煤氣,管殼直接與大氣接觸,同時在換熱管外設兩層噴水嘴,當空氣冷卻降溫不能滿足要求時,可向換熱管噴水,進行強化降溫。一般情況下,當重力除塵器出口溫度大于220℃時開始打水,低于180℃時時停止打水。換熱器的主要技術參數如下:
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
換熱管長度: 6000mm
2.3. 3 煤氣放散火炬
直徑Ф1000mm 放散塔3 個,最大放散煤氣量2317萬m3 /h,點火裝置由計算機自動控制,火源采用焦爐煤氣。主要目的是開爐初期荒煤氣放散和生產過程中多余煤氣的放散。
2. 4 工藝操作
濾袋在過濾狀態時,荒煤氣進口氣動蝶閥及凈煤氣出口氣動蝶閥均打開,隨著布袋外壁上的積灰逐漸增多,布袋阻力不斷增大,當荒、凈煤氣主管壓差達到5kPa時,進行反吹。反吹形式為脈沖反吹,反吹介質為氮氣,當所有布袋反吹完畢后,立即啟動機械化除灰系統進行清灰。
每日反吹次數根據實際情況確定,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。要求進布袋除塵器的煤氣溫度下限比煤氣露點溫度高出50℃,一般不低于100℃,否則灰塵易結露,粘結濾袋,并造成卸灰不暢。要求進入布袋除塵器的煤氣溫度不高于220℃,以免燒壞濾袋。
當進入布袋除塵器的荒煤氣溫度≥220℃時, 進行高溫報警,當荒煤氣溫度≥220℃時,打開煤氣冷卻裝置的入口閥,對煤氣進行冷卻。如果荒煤氣溫度仍≥220℃,打開冷卻裝置給水閥門,對冷卻裝置進行噴水。如果荒煤氣溫度≥250℃,打開荒煤氣總管的放散閥,同時關閉所有箱體的進口閥。
當荒煤氣溫度小于100℃時,進行低溫報警,此時煤氣冷卻裝置入口閥應處于關閉狀態。
2. 4. 2 布袋除塵器閥門的驅動
布袋除塵器進口、出口、卸灰閥等主要閥門采用氮氣驅動的氣動蝶閥,這種閥門為全開、全關, 氣密性較高, 啟閉速度快, 耐磨損。氮氣用量 3m3 /h,壓力≥0. 6MPa。
2. 4. 3 高爐煤氣干式凈化機械卸、輸灰設施
高爐煤氣干式凈化機械化卸、輸灰設施包括清灰系統、輸灰系統。
2. 4. 4 清灰、輸灰系統工藝流程
布袋灰斗→電動卸灰球閥→中間灰斗→卸灰球閥→1號螺旋輸送機→2號螺旋輸送機→斗式提升機→高位灰倉→電動卸灰球閥→加濕卸灰機 →汽車外運。
機械化清灰配合布袋反吹進行,按布袋反吹周期進行清灰。布袋灰斗中的瓦斯灰經電動卸灰球閥卸入中間灰斗。清灰完畢即進行輸灰。中間灰斗每兩個為一組順序輸灰,瓦斯灰經星形卸灰閥、卸灰球閥、1號螺旋輸送機、2號螺旋輸送機、斗式提升機卸入高位灰倉。運灰時打開倉下閘門,瓦斯灰經加濕卸灰機加濕攪拌后卸入專用運灰車運出。
2. 5 干法煤氣布袋除塵的關鍵問題
2. 5. 1 過濾負荷
過濾負荷一般有兩種表現方式:一是每平方米布袋面積每小時過濾的煤氣量,按經驗1000m3 級高爐應控制在40m3 / (m2 1h)左右(標態) ;二是煤氣通過過濾體時的流速—過濾速度,一般為 015～017m /min (標態) 。
2. 5. 2 溫度控制
高爐煤氣運用布袋除塵,溫度的控制至關重要。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, 根據材質不同溫度控制范圍也不同,要有控制煤氣溫度的設施。
2. 5. 3 壓差控制
大型高爐爐頂壓力高,在切引煤氣時操作不當極容易使箱體壓差升高而損壞布袋和骨架,因此壓差的調整控制也是大高爐運用布袋除塵的關鍵。
定期與邯鋼、石鋼、國豐、建龍等廠對標,找出自己的不足,積極想辦法進一步改善高爐的各項指標。
3 效果
隨著噴煤比的增加,綜合焦比呈下降的趨勢; 隨著富氧率的增加,高爐的利用系數、冶煉強度明顯增加,焦比明顯下降,但綜合焦比下降的趨勢不明顯,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果。
4 結語
(1)唐鋼煉鐵廠南區成功采用了噴煤技術、富氧技術,使冶煉強度大幅度提高,帶動了其它指標的進步,煤比大幅度升高、綜合焦比降低、利用系數明顯提高,生鐵的成本降低,由于高爐長期穩定順行,鐵水質量也得到了進一步提高,達到了高爐增產、降耗、優質的目的。
(2)下一步應重點探討如何使富氧率和噴煤量達到合理比例,并調整高爐的操作,提高煤粉在風口前的燃燒率,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,達到高爐強化冶煉的目的。
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