水钢高炉煤气干法布袋除尘存在的问题及措施探讨

卢祖泉，易正明，肖 慧，高连生，李 庆，孟 玮

（1.水城钢铁集团有限公司动力厂，贵州六盘水 553000；2.武汉科技大学，湖北武汉 430081）

1 前言

动力厂高炉煤气干法布袋除尘系统是水钢新建2500m3高炉重要配套项目之一，高炉煤气干法布袋除尘系统相对于传统高炉煤气湿法除尘系统，高炉煤气干法布袋除尘不仅投资少、占地少、简化了工艺系统，从根本上解决了二次水污染和污泥的处理问题，而且配合煤气余压发电系统可以合理回收利用煤气显热，显著增强发电能力，增加高炉炉顶压差发电系统（TRT）发电量20%左右，有效降低吨铁能耗[1]。同时，由于煤气含水率较低，煤气发热值得到了提高。

该干法除尘系统于2010年1月开工建设，2011年3月29日建成投产，在生产运行过程中发生许多问题。

2 高炉煤气干法除尘的工艺流程

2.1简介

荒煤气经重力除尘器后将煤气中大颗粒灰尘去除，进入干式布袋除尘器进行除尘净化，将煤气中的含尘量进一步降低至10m g/m3以下[3]。当煤气温度在80～280℃区间时，煤气直接进入布袋除尘器进行除尘净化；煤气温度gt;280℃或lt;80℃时，煤气不满足布袋除尘器回收的条件时将从高炉炉顶放散阀放散。布袋的过滤方式采用外滤式，正常工作时布袋内外的压差小于5k Pa[4]，随着布袋粘附的灰尘逐渐增多，过滤阻力不断增大，当阻力增大（或时间）到一定值时，需要对布袋进行清灰，清灰方式采用脉冲氮气反吹，清除布袋外壁的积灰。布袋除尘器筒体灰斗集灰到达高灰位时启动输灰系统，输灰方式采用气力密闭输灰，输灰介质为净高炉煤气或氮气。对高炉煤气进行除尘处理的煤气送到调压阀组或TRT，从TRT或调压阀组出来的低压煤气再送到高炉煤气管网。

2.2 高炉煤气干法除尘系统工艺流程

高炉干法布袋除尘系统总体工艺流程如图1所示：由重力除尘器来的粗煤气，经各支管进入到各布袋除尘器的箱体下部，首先进行机械分离之后，含尘煤气由下至上到达布袋进行过滤，微细粉尘经过滤附着在滤袋外表面，净化后煤气通过滤袋汇集到箱体上部，再经各净煤气支管汇入总管送出。过滤时滤袋内陷，在框架的阻挡下呈梅花状。当过滤到一定时间后，滤袋表面的粉尘增加，导致除尘器阻力（进、出口差压）上升，此时需要清灰。清灰时，脉冲阀开启，氮气包中的气体经喷吹管从袋口喷入，滤袋急剧向外扩张，附在滤袋外面的粉尘被抖落下来，落入除尘器下部集灰斗。布袋除尘主要是分离较小颗粒的粉尘，属精除尘，除尘效率可达99%[3]。

图1 高炉干法除尘系统总体工艺流程图

高炉干法布袋除尘系统清灰过程的氮气反吹设有定时方式，根据操作过程摸索的经验，将清灰周期设定为T分钟（30～90m i n），时间到时自动发出反吹信号。各箱体反吹依次进行。反吹过程进行时，箱体可以选择处于正常过滤（在线反吹），或者处于关闭状态（离线反吹）。当选择为离线反吹方式时，反吹开始前自动关闭箱体入口碟阀，反吹结束后自动打开箱体入口碟阀进入正常过滤状态。

当某个布袋除尘器煤气出口管上含尘量超过设定值时，会自动报警，以提醒工作人员该除尘器可能有布袋出现破损，可切断该除尘器进、出口蝶阀、插板阀，以进行维护和更换布袋。

布袋除尘器的输灰采用气力输送（既可采用净煤气为输灰介质也可采用氮气为输灰介质）。它为定时工作方式，根据操作过程摸索的经验，将输灰周期设定为T小时（6～8h），时间到时自动发出输灰信号。各箱体输灰依次进行。

每个除尘器排下来的灰尘，在氮气（或净煤气）的驱动下，流入高架灰罐。灰罐上部同样设有布袋，氮气（或净煤气）通过布袋除尘后排入净煤气管道；灰罐下部设有卸灰阀和加湿搅拌机。灰由汽车外运,送烧结回收利用。

3 高炉煤气干法布袋除尘运行过程中存在的问题

2011年3月29日新建高炉干法除尘器建成投产，4月18日4#高炉计划休风12h，因17日发现布袋除尘大灰罐放散管在输灰过程中冒黑灰，判断布袋有破损，故利用同步检修机会对大灰罐布袋进行检查。4月18日打开人孔，发现灰罐积灰较多，积灰距上部人孔顶部120m m左右，布袋脱离龙骨3条，布袋顶部花板积灰约500m m左右，并发现布袋网格板脱落。

3.1 灰罐网格板焊接及布袋安装存在质量问题

通过对灰灌中的网格板进行分析，发现网格板未按设计要求满焊，实际为点焊，网格板在运行中脱落。3月29日4#高炉布袋除尘器接收煤气，3月30日灰罐出现卸灰不畅，从卸灰阀人孔处拿出3块铁板，后续生产中，由于网格板脱落，堵塞卸灰口，导致系统不能进行正常卸灰，造成灰罐逐渐积灰。灰罐内共计布袋358条，4月18日打开大灰罐上部人孔，积灰距灰罐中部人孔顶部约120m m左右，而有3条布袋已经脱离龙骨，布袋安装质量不合格，运行中脱离龙骨，导致气、粉短路，花板积灰，同时造成其余布袋积灰，并有5条布袋脱落，掉到网格板上，由于网格板自身焊接质量较差，加剧了网格板的脱落过程，并进一步加剧了灰罐卸灰口堵塞。

3.2 排灰管道频繁泄漏的问题

由于采用稀相气力输灰工艺，造成排灰球阀及输灰管道内含尘气体高速流动，排灰阀及排灰管道寿命极低；设计输灰直管段采用复合钢管内衬陶瓷材料，弯管及三通由于磨损更严重，设计采用耐磨性更好的稀土耐磨合金管，已不能满足生产需求。

3.3 除尘布袋破损后无法检测的问题

粉尘检测仪检测测量精度低，导致在线检测数据不准确，布袋破损后不能及时发现，往往会因此导致净煤气粉尘含量高，透平机叶片严重磨损，减压阀组阀门磨损，关闭不严，旁通煤气量增加导致TRT发电量降低，功率下降。

3.4 筒体灰斗料位无法检测、排灰困难

因卸灰口的堵塞，每天仅能卸1～2车灰，同时因灰罐没有安装料位计，仅靠灰罐温度测点不能判断真实灰位，排灰开始时间及结束时间只能凭职工经验。

4措施

（1）针对灰罐网格板焊接及布袋安装存在质量问题，要求设计单位对灰罐内部安装、制造存在的问题制定网格板、布袋的修复方案，并在高炉同步检修时实施。

（2）针对排灰管道频繁泄漏的问题，对输灰管道采用耐磨性能好的铸石材料；考虑采用先进的浓相输灰技术进行改造，双套管浓相气力输送系统最大的结构特点在于其输送管，它是由主输送管和内旁通管组成，内旁通管上设有引流阻尼隔板，通过输送管道的自调节实现飞灰的紊流状态输送。

（3）针对除尘布袋破损后无法检测的问题，要求岗位每天对粉尘含量进行一次人工检查，每周人工化验一次，并形成相关制度。

（4）针对筒体灰斗料位无法检测、排灰困难的问题，加强岗位员工操作技能培训，提高职工的技术水平；增加耐高温、检测原理正确的料位计。

5 结束语

高炉干法布袋除尘是目前煤气处理的一种重要的高效、节能、环保工艺，在水钢的首次应用为今后水钢高炉湿法除尘改为干法布袋除尘的推广和应用积累宝贵经验，但高炉干法布袋除尘在水钢仍属于新工艺，运行经验欠缺，在生产过程中会遇到各式各样的问题，待我们去解决。

[1]刘宏禄.高炉煤气全干法布袋除尘技术应用探讨[J].冶金动力.2010(5)：29-30.

[2]李奇勇.1050m3高炉煤气干法除尘技术应用[J].冶金能源.2005(4)：9-12.

[3]李海波，陶卫忠，冯新华等.宝钢1号高炉布袋干法除尘技术及应用实践[J].宝钢技术.2010(5)：15-18.

[4]郑力宁.高炉煤气干法布袋除尘技术在沙钢的应用[J].江苏冶金.2005(1)：36.

[5]任志强，于孟华.延长高炉煤气干法除尘输灰系统寿命的研究[J].冶金动力.2009（2）：22-26.

[6]王伟祥，甘超华，万淑霞等.南(昌)钢高炉煤气干法除尘滤袋长寿技术的应用[J].江西冶金.2007(5)：8-11.

[7]王朝晖，郭卓团，汪进刚.包钢4#高炉煤气全干法布袋除尘技术应用实践[J].冶金能源2007(1)：5-7.