浅析炼铁厂布袋除尘颗粒物超低排放技改技术

李堰

（云南天朗环境科技有限公司）

1 引言

炼铁厂1#高炉出铁场布袋除尘器由于建设投运时间较久，之前环保要求的颗粒物排放标准要求低，依据现行环保要求，无法满足超低排放，拟对炼铁厂1#高炉出铁场布袋除尘器升级改造，实现颗粒物超低排放的目标。

2 现状

原出铁场除尘器处理风量设计能力140×104 m3/h，实际运行风量100×104 m3/h，排口浓度30 mg/m3，无法满足现行实施的钢铁行业颗粒物超低排放浓度≤10 mg/m3控制值的要求。原高炉出铁场除尘器参数见表1。

表1 原高炉出铁场除尘器参数

3 改造方案

3.1 总体方案

本项目按将原有滤袋加长考虑，将原有6 m长的布袋加长为8.5 m 长，控制过滤风速小于0.7 m/min，满足超低排放的技术要求，除尘器中箱体整体加高3 m，上部净气室等整体相应抬高并技改更新，包括喷吹系统、气包等全部更新等。

技术改造后除尘器主要技术参数见表2。

表2 技术改造后除尘器主要技术参数

3.2 技术要点

（1）花板是除尘器本体中重要部分，花板孔采用高精度激光自动切割，一次成型，花孔板孔光滑无毛刺，花孔板表面无变形，平面度偏差不大于1/1 000，花孔板孔中心偏差＜1.5 mm，孔径偏差≤0.05 mm。花孔板板厚6 mm，边缘花孔板布袋距箱体净空≥95 mm，花板孔间中心距≥236 mm控制。

（2）布袋喷吹弯头与直管插接，喷吹时无泄漏。喷吹直管两端螺栓孔采用圆孔定位、固定，中间设一组U 型螺栓加固。每个喷吹气包设一套压力检查装置，含球阀、表弯、充油耐震压力表，高度通过计算机模拟确定。

（3）滤袋笼骨直径Φ155 mm，双节，采用Φ4 mm 的冷拔钢丝，表面喷涂防腐，喷涂后骨架钢丝直径≥Φ3.8 mm。滤袋骨架竖筋14 根，每隔200 mm 设一个支撑环。采用微机控制的多点焊接生产线制作。

（4）除尘滤袋：材质超细纤维涤纶针刺毡，表面PTFE 覆膜；单位面积质量≥550 g/m2，透气度偏差小于20 %，断裂强度/[N/(5×20）cm2]，径向≥1 200，纬向≥1 400；伸长特性，断裂伸长率，径向≤35 %，纬向≤50 %；过滤阻力≤240 Pa；静态除尘效率≥99.9 %；动态除尘效率≥99.9 %；颗粒物剥离率≥60 %等技术指标的要求。滤袋是实现超低排放的关键技术,使用热溶贴合工艺的滤袋，采用针刺、水刺、纺粘、熔喷等各类非织造方式加工并经过后处理制成。

（5）过滤风速控制：过滤和清灰是核心参数，根据工况及颗粒物特性及使用环境，过滤风速控制0.65－0.8 m/min 以内，确保更久的过滤时间及提高高价值布袋使用寿命。

（6）清灰参数的控制及措施：清灰主要是运用3（76 mm）寸淹没式脉冲阀喷吹，对箱体内布袋上所粘附的颗粒物进行剥离。参数包括清灰压力、清灰气源气量、清灰频次、气源的干燥度、脉冲宽度、间歇时间以及清灰时间的经验设置等[1]。合理的清灰参数设置能够较为高效的实现清灰目的，实现精细化清灰，本文是前述的提高中部箱体，增加过滤面积。

（7）脉冲阀使用寿命应大于100 万次，提供质量性能保证，IP65 防护等级，需提供进口原产地证明和报关单，并签订官方质保协议，货到现场需要邀请厂家人员携带官方授权手续进行现场验货。

（8）除尘器各室进口弯管改造，使得管内风速低于11 m/s，并设关闭蝶阀、出口设提升阀。除尘器做流场模拟（图2、图3），设气流分布装置，使各室气流均匀分布。

（9）除尘器顶部提升阀具备自锁功能，保证气缸阀板不发生故障掉落情况，同时，提升阀更换应可以在除尘器外部完成。

（10）为保证设备制造精度，选用三维机械设计软件建模，更加直观的3D 设计让我们把重点放在除尘设备改进和升级上，不断优化设计意图，进一步提高制造要求，确保实现100 %精度保证在生产前产品正确，同时对结构干涉检查，气流仿真进行模拟，达到最优设计。

（11）顶部门盖优化设计，用弧形门，进一步减少漏风率，我们对检修门密封条进行了优化和改进，减少漏风率的可能性。

3.3 具体改造方案

3.3.1 通过模块化设计解决停机改造工期短的实际困难

由于此次停机时间短，常规设计无法满足改造要求，此次设计将采用模块化设计思路，将原除尘器中箱体加高段、净气室、气包等全部在地面按除尘器仓室组装成数个大的模块后吊装，极大的缩减现场停工施工周期（图1 模块示意图）。

图1 模块示意图

3.3.2 除尘器外侧滤袋底部易磨损现象

通过现场踏勘及技术交流及分析，发现除尘器外侧滤袋底部磨损现象的主要原因有：除尘器中箱体高度为6 m，滤袋高度为6 m，滤袋底部未预留足够沉降空间；除尘器灰斗进风口流速过高，灰斗进风口处烟气流速约为28.9 m/s；

解决方案：

此次滤袋长度由6 m 加长到8.5 m，为保证滤袋底部预留足够沉降空间，此次将中箱体加高3 m，可将大颗粒颗粒物沉降空间增加0.5 m；

改造除尘器灰斗进风口结构，将除尘器灰斗进风口烟气流速降低到11 m/s 以下，有效减少局部高流速气流对滤袋底部的冲刷，避免局部高流速气流冲刷到滤袋表面[2]；

重新对除尘器气流组织进行模拟（见图2、图3），依据模拟结果增加除尘器进风道、灰斗进风口及灰斗内的阻流、均风技术处理，改善气流速度过高的问题，同时可以使进入到每个除尘仓室的烟气量基本一致，每条布袋同时贡献过滤，可有效降低喷吹频率，延长滤袋寿命。

图2 流场模拟试验（一）

图3 流场模拟试验（二）

3.3.3 除尘器顶部盖板检修

除尘器顶部检修盖板尺寸较大，不利于检修；技改调整脉冲阀间距，减小门盖板尺寸。

3.3.4 离线提升阀系统改造

现场离线提升阀主要存在以下问题：顶盖板未设计检修门，阀板如出现故障无法快速检修；阀孔处烟气流速过高，会导致局部阻力增加，不利于除尘器稳定运行；提升气缸无法在除尘器顶盖外直接更换。技改顶盖板增加检修门；增加阀板尺寸，将阀孔处烟气流速控制在12 m/s 以下；重新设计提升气缸阀座，使提升气缸可以在除尘器顶盖外直接更换。

3.3.5 焊接要求

除尘器所有焊缝必须连续焊接且平直，无焊接缺陷，焊缝焊脚高度符合规范，并进行煤油渗漏试验，三检合格才可进入下道工序。

3.3.6 现场安装

（1）除尘器最终使用效果和安装质量息息相关，要严格把控安装质量，除尘器的滤袋全部安装完毕后，在箱体净室内必须要做“荧光粉检漏”，检验布袋安装、结构密封焊接投入使用的二次检验。

（2）正确且认真的安装，严禁花板或滤袋内部不妥善安装而导致漏灰，严禁滤袋安装时内部未清扫造成二次污染。布袋袋口与花板口要可靠密封及固定、滤袋垂直悬空在花板下面、相邻滤袋之间不相互碰撞、滤袋与框架配合正确。

4 技改效果

炼铁厂1#高炉出铁场布袋除尘器颗粒物超低排放技改后指标见表3、表4。

表3 新区炼铁1#高炉出铁场废气1#除尘器排气筒废气检测结果

表4 新区炼铁1#高炉出铁场废气2#除尘器排气筒废气检测结果

5 结语

（1）响应国家绿色环保政策，企业清洁生产和降本增效要求的推动，为了实现布袋除尘器实现超低排放，在满足关键参数的同时，关键参数还需做流场模拟分析，其中布袋花板中心距≥240 mm，喷吹管距花板高度需控制在230－295 mm之间，底部设计距灰斗口距离≥650 mm，浊室进口流速V ≤11 m/s，滤袋、花板、袋笼三者的公差配合≤±0.05 mm等技术参数的控制较为关键。

（2）项目技改后烟囱排口颗粒物排放≤5 mg/Nm3，取得了较好技术成果，最终实现了炼铁厂1#高炉出铁场布袋除尘的超低排放的目标。