日钢5#高炉气力输灰大灰仓布袋失效原因分析与解决

刘英锋，孙国梁

日照钢铁集团有限公司，山东日照 276806

1 日钢气力输灰系统简介

2013 年3 月份5#高炉扩容技改完成，布袋除尘灰输灰方式技改为气力输灰方式，这是日钢16 座高炉首次采用气力输灰技术。气力输灰相比传统的机械输灰有着避免二次扬尘、节省维护费用、故障少、减轻岗位人员劳动强度等多方面的优点。

日钢气力输灰的系统主要由以下设备组成，布袋除尘器灰斗→DN300 气动卸灰钟阀（上）→DN300 气动卸灰钟阀（下）→DN100 电动耐磨球阀→DN125 输灰管道→大灰仓。输灰动力源为氮气包，压力约为0.6MPa，将除尘灰输送至大灰仓，并经过大灰仓上部布袋除尘器过滤后，通过放散管放空（氮气）。输灰氮气压力大小由调压阀组控制，正常输灰时压力约为0.1Mpa，氮气流量约为2000N·m³/h。如果输灰管道灰较多时，氮气压力会随之有一定量增加。

2 气力输灰大灰仓问题

气力输灰方式所用氮气经过布袋过滤后直接排放到空气中，布袋的过滤效果直接决定了排放到空气的含尘量，一旦滤袋损坏失效会导致冒烟，严重影响环保。日钢气力输灰系统在2013 年3 月份刚投用时取得了良好的效果，岗位操作工劳动强度大大降低，整个输灰过程无漏点。但5#炉大灰仓投用不到半个月便出现故障，花板上方大量积灰，布袋箱体卸灰时出现大量溢尘问题，严重影响现场环境。公司对环保类问题处罚严重，一度导致布袋除尘系统不能正常卸灰，进而导致影响了净煤气粉尘含量，长时间超过了5 N·mg/m³。由于导致布袋漏灰的原因复杂，施工单位先后3 次更换布袋都在短时间内再一次损坏。

3 大灰仓布袋影响因素分析

3.1 大灰仓设计与实际对比

大灰仓设计及实际参数如下：设计煤气发生量210000 N·m³/h，实际200000N·m³/h；设计炉顶压力0.18MPa，实际0.19MPa；设计入口含尘量6g/ N·m³，实际13g/ N·m³；设计输灰氮气压力0.2Mpa，实际0.1MPa；设计 输灰氮气最大流量2500N·m³/h，实际2500N·m³/h；设计储灰体积29.5 m³，实际28.2m³；设计灰仓过滤面积154 m2，实际151 m2；设计储灰时间24h，实际12h。

对比可见煤气发生量、炉顶压力基本一致，氮气输灰压力虽然相差较大但不会对布袋的使用产生不利影响。经重力除尘后进入布袋箱体的入口含尘量13g/( N·m³)，严重超出了设计值6g/( N·m³)，该项问题主要是由于高炉扩容技改后，重力除尘器未作相应技改，除尘能力不足，根据现实情况再对重力除尘器作改动已不可能。

通过查看6 月份生产调度除尘灰统计报表，得到最大灰量约98T，平均灰量约70T。现场取灰样500ml 称量计算，得知除尘灰密度约为 613kg/m³。根据平均灰重量计算一天产生的除尘灰体积约为114m³，进一步计算大灰仓正常可储6 小时的灰量，完全达不到设计要求的24h 的储灰量要求，由此可见，5#高炉的除尘灰量严重超出了大灰仓承受能力，一旦卸灰过多，会导致大灰仓内积灰过多，当灰位超过进气口时，不仅布袋大灰仓空间变小，同时氮气会将大量的灰吹动起来悬浮于灰仓内，导致布袋压差过大，进而导致布袋漏灰。

为解决灰量大的问题，可采取增加大灰仓卸灰次数，减少布袋除尘箱体一次性卸灰个数的方法。通过计算和试验确定每卸两个箱体的灰，卸一次大灰仓的灰，同时要保证拉灰的车辆及时到位。

3.2 布袋和骨架问题

1）布袋过滤面积

布袋的过滤面积是影响布袋过滤使用效果的重要因素，过滤面积过小导致过滤风速过快，加快布袋的磨损。5#高炉大灰仓布袋数量118 条，直径160mm，原长度2000mm，根据计算布袋的过滤面积基本满足设计要求。为进一步确认是否为过滤面积过小所致，第三次更换布袋加长到2600mm，更换后不到一周再一次损坏。由此可确定过滤面积不是问题的关键。

2）花板的影响

5#大灰仓花板孔是气割割制而成，花板尺寸不规则，可能会出现花板孔漏灰问题。后期已确定采用冲压成孔的花板。排除花板孔影响的主要是保证安装质量，布袋安装前必须由岗位人员、工艺技师确认花板情况，安装过程中出现不规则的花板孔用磨光机打磨，用游标卡尺测量直径满足要求。安装完成后投用前再次确认。

3）布袋骨架选型

施工单位（5#高炉扩容技改承包单位）更换的布袋多次出现问题，布袋骨架存在压瘪现象，可见布袋骨架存在强度欠缺问题。布袋从表面无法分析材质，为保证布袋满足工况条件，参考布袋除尘箱体内使用的高温优质布袋，对布袋和骨架进行细致选型：

布袋采用氟美斯针刺毡，Φ160*2000（包含配套骨架），氟美斯针刺毡具有良好的透气性、耐磨性，并具有一定的耐酸碱性，是非常适合煤气除尘工况下使用的滤袋。同时要求除尘过滤后排空的含尘量≤10mg/m³，质保期为12 个月，质保期内损坏供货厂家免费赔偿。骨架保证与滤袋配套使用良好，并保证使用周期。单根骨架长度1980mm，带文氏管，骨架直径：160mm，每节骨架环与环间距为200mm，每个骨架筋数量为16 根，每根筋的直径范围：3.9mm ～4.1mm。材质：冷拔钢丝Q235；表面喷涂有机硅。

4 结论

6 月底日钢由设备采购部根据技术协议采购布袋一批，并由专业更换布袋的人员对5#大灰仓进行了更换布袋。更换后严格对卸灰操作进行控制，自7 月初运行至今状况良好。净煤气粉尘含量控制在3N·mg/m³以下，同时也为日钢的综合治理工作起到良好的辅助作用。基于气力输灰技术在日钢使用的良好效果和成功经验，随后将对其它各高炉进行改造。