高炉干法除尘输灰存在的问题及解决对策

孙旭，张威威，张庆，刘文杰

（鞍钢集团朝阳钢铁有限公司，辽宁 朝阳 122000）

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司2580 m3高炉配套的高炉煤气布袋净化系统处理能力为43万m3/h，主要是由14个除尘箱体、2个大灰仓和2条输灰管线组成，于2010年11月13日随高炉投产同步投入使用。正常生产运行12个除尘箱体及1个灰仓，可通过2条输灰管线直接将除尘箱体内瓦斯灰输往大灰仓，一天输灰2次，在输灰过程中经常出现大灰仓箱体“跑灰”现象。1#、2#灰仓从2010年11月13日投产至2012年4月因为布袋脱落造成漏灰，整体更换龙骨、布袋共计6次，部分更换达20余次。此外，输灰管线经常出现除尘箱体陶瓷球阀球体损坏、三通及弯头磨穿等现象。

该干法除尘系统投产之前，岗位人员到本部新4#、新5#高炉配套干法及TRT系统进行顶岗学习，由于本部干法除尘系统输灰作业采用箱体在线输灰方式，所以鞍钢集团朝阳钢铁有限公司干法除尘系统也采用同样的操作方式，即卸灰过程不退出箱体，但在实际操作过程中，发现这种在线输灰方式存在大量高炉煤气对空放散、污染环境、岗位员工劳动强度大、设备故障频繁、维修难度大、费用高等缺点。通过多次实践与论证，鞍钢集团朝阳钢铁有限公司将输灰方式由在线输灰改为离线输灰，即在卸灰过程中，退出运行箱体，作业之后再投运该箱体，彻底解决了上述问题，这种操作方式保证了干法除尘系统的安全稳定运行。

1 氮气输灰系统在线输灰工艺流程

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司干法除尘主要是利用套装在龙骨之上的布袋过滤，将荒煤气中的灰尘收集后，再进行氮气脉冲打灰，灰尘落入灰斗，由氮气输灰系统将除尘箱体灰斗内的瓦斯灰送入大灰仓外运。

氮气输灰系统采用在线输灰方式。氮气输灰系统主要包括氮气储罐、调压阀组、氮气输送管道、箱体卸料阀组、输灰管线、大灰仓。气力输灰系统开始运行时，首先打开输灰管线氮气总阀，用氮气对整条输灰管线扫线，清除管线内的积灰，然后分别打开箱体下端的陶瓷球阀和圆顶阀，箱体内的积灰进入输灰管线，以氮气为动力推动物料进入大灰仓。每个箱体必须独立卸灰，以免同时卸灰造成输灰管线堵塞。输灰管线压力控制在30～50 kPa，当箱体内压力没有大的波动，并逐渐减小至约20 kPa时，依次关闭圆顶阀、陶瓷球阀；当所有箱体都单独完成卸灰作业后，再用氮气对整条输灰管线扫线，输灰氮气由大灰仓顶部放散排空，然后关闭氮气输灰阀，本次输灰流程结束，输灰时间约70 min。鞍钢集团朝阳钢铁有限公司干法在线除尘输灰工艺见图1所示。

2 在线输灰存在的问题及分析

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司干法除尘系统自投入运行以来，因箱体出现“跑灰”现象，共计检修20余次，检修的主要原因是由于布袋脱落造成“跑灰”。此外，输灰管线经常出现除尘箱体陶瓷球阀球体损坏、三通及弯头磨穿等现象，影响输灰系统正常运行。针对氮气输灰系统存在的问题，鞍钢集团朝阳钢铁有限公司系统分析了故障产生的原因。

（1）输灰过程中，由于不退出运行箱体，除尘箱体内大量高炉煤气会被带入输灰管线进入大灰仓，使大灰仓内差压过高（约30 kPa），从而挤压龙骨，导致龙骨变形、布袋脱落，除尘灰被排放。

（2）箱体内高炉煤气在卸灰过程中，携带除尘灰在弯头内高速通过，冲刷陶瓷球阀、三通、弯头，加剧了输灰系统的磨损。

（3）岗位人员依靠输灰系统的压力判断卸灰程度，由于大量的高炉煤气进入输灰管线，给判断增加了难度，延长了卸灰作业时间，造成了输灰氮气的浪费。

（4）进入大灰仓的氮气、高炉煤气由大灰仓顶部的DN150放散管对空排放，若带入的高炉煤气流量过多，会对周围环境造成污染，同时也会造成高炉煤气的浪费。

（5）大量高炉煤气对空放散，对高炉顶压的调节造成扰动。

3 解决对策

为了彻底解决氮气输灰系统在运行中出现的问题，经过多次分析研究，并根据运行实践，提出了输灰工艺流程的改进措施。即在输灰过程中，首先用氮气对输灰管线扫线，然后打开箱体的陶瓷球阀，关闭该箱体的出、入口蝶阀，打开操作箱体的圆顶阀进行输灰，此时管理工监视输灰管线压力变化(约为10 kPa)，当压力没有波动时（约为6 kPa），依次关闭圆顶阀和陶瓷球阀，打开箱体的出、入口蝶阀，此箱体输灰结束。完成所有除尘箱体输灰操作后，对输灰管线进行氮气扫线，输灰作业完成。

采用离线输灰方式能够降低设备负荷。原在线输灰方式由于未关闭箱体出、入口阀门导致输灰压力较大（最高可达约70 kPa），每个箱体输灰时间约7 min。通过输灰流程的改进，使输灰压力降低至20 kPa,输灰时间减少到5 min。在线和离线输灰单个箱体输灰时的压力变化曲线对比见图2所示。

采用离线输灰法可以使进入输灰管线的煤气量明显减少，从而对大灰仓内的龙骨和布袋的损害降低（压力10 kPa左右），同时除尘灰的流速降低，减小了弯头和输灰管线的磨损，此外，采用离线输灰方式，由于除尘箱体内的高压煤气不再被带入输灰管线进入大灰仓对空排放，杜绝了瞬间泄压的可能，保证了高炉顶压的稳定性。

4 效果分析

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司从2012年4月干法除尘箱体采用离线输灰操作法至今，未出现除尘箱体陶瓷球阀球体损坏、三通及弯头磨穿，大灰仓内笼骨变形、笼骨顶起、布袋倾斜、布袋脱落等故障，系统稳定运行。在线输灰与离线输灰检修项目对比见表1。表1中在线输灰时间为2011年11月～2012年4月；离线输灰时间为2012年5月～2014年9月。

表1 在线输灰与离线输灰检修项目对比表

现在每次输灰非常顺畅，每天进行2次输灰，每次输灰约为45 min，两种方法比较，箱体离线输灰操作法具有如下优点：

（1）岗位人员对于输灰终点易于判断，不受高炉煤气压力的影响，方便操作；

（2）每天节约操作时间约50 min，降低劳动强度，间接延长了输灰管线的使用寿命；

（3）减少了带入输灰系统的煤气量，减少输灰管线磨损，特别是陶瓷球阀、三通、弯头的磨损情况有明显好转；

（4）减少了输灰过程中煤气流对灰仓布袋的冲击，降低了大灰仓压力，减少了由于气流冲击及压力过高导致的笼骨变形，降低了灰仓事故的频次，延长了大灰仓的使用周期，对保证高炉安全生产提供了可靠保障；

（5）由于箱体离线输灰，除尘箱体内的高压煤气不再被带入输灰管线进入大灰仓对空排放，杜绝因为煤气量变化对高炉顶压的扰动，保证了高炉生产稳定。

（6）节约氮气使用。正常输灰需氮气约为700 m3/h，每天需输灰2次，离线输灰后每次操作可减少输灰时间25 min,按每年作业时间355天计算，每年节约氮气量约为：25/60×700×2×355＝20.7 万 m3。

（7）减少了高炉煤气的损失，具有一定的经济效益和环保效益。

5 结语

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司离线输灰操作方式在对原系统设计不做任何改动的情况下，通过操控系统的阀门开闭顺序能够解决在线输灰方式在运行中出现的各类问题，减少了设备故障、能够降低岗位员工劳动强度和输灰介质的消耗，同时因其密封性好，可避免输卸灰过程中煤气外泄，解决了高炉煤气对空放散污染环境的问题，此外，此操作方式运行可靠，有一定的经济效益，此离线输灰操作方式值得借鉴。