山钢日照5 100 m3高炉煤气布袋除尘系统设计特点

吕 杰，赵 双，温瑞瑞

（山东省冶金设计院股份有限公司 炼铁室，山东 济南250101）

本文首先对山钢日照5 100 m3高炉煤气布袋除尘系统设计选型及技术参数进行介绍，随后重点对系统的设计特点进行分析。

1 山钢日照5 100 m3高炉煤气布袋除尘系统设计选型

结合国内外高炉干法布袋除尘器的设计、规范要求和生产经验，布袋除尘后的净煤气粉尘含量应≤5 mg/m3。适当的过滤风速有利于延长布袋寿命。因此本项目工况过滤风速选取≤0.35 m/min。

确定筒体个数及筒体直径的因素有很多，主要包括：总过滤面积，单个筒体的过滤面积，场地因素，脉冲阀的喷吹能力，清灰、检修时对过滤风速的影响幅度，制造运输难易程度等，应综合考虑。不同直径的筒体规格参数见表1。

经研讨，Φ6 000 mm的筒体只需16个，且两室清灰、两室检修时对过滤风速影响不大，仍小于0.35 m/min，同时具有占地面积小，设备数量少等优点。本项目最终选择直径Φ6 000 mm筒体16个。

表1 不同直径的除尘器筒体比较

布袋除尘器筒体采⒚双排布置，荒净煤气主管道设置在两排筒体中间，通过Φ900 mm支管连接，支管上设置横向大拉杆补偿器以补偿筒体上涨热变形及管道热变形，并在支管设置全封闭眼镜阀及三偏心蝶阀做可靠切断。来自旋风除尘器的荒煤气由进气主管进入布袋除尘器，含尘煤气由下部进入除尘器筒体，煤气上升过程中，大颗粒灰仓沉降至筒体下部积灰斗，含尘煤气继续上升穿过布袋，灰尘被滤在布袋外（外滤式）。除尘后煤气由箱体顶部导出汇入净煤气总管，去BPRT。为防止布袋被煤气从外压扁，袋内装有支撑袋笼。箱体上部设有氮气脉冲喷吹装置，采⒚离线脉冲反吹清灰。布袋除尘器详细技术参数见表2。

2 山钢日照5 100 m3高炉煤气布袋除尘系统设计、设备选型特点及创新点

（1）进气管道内壁喷涂体密为1.9 g/cm3的耐磨喷涂料，主要成分为Al2O3，喷涂厚度50 mm，管壁焊接锚固钉，锚固钉上绑定铁丝网防止耐材成片脱落。喷涂耐磨材料可有效防止含尘含酸性高炉煤气对煤气管道的冲刷磨损及腐蚀，延长管道使⒚寿命，保证系统安全运行。

表2 布袋除尘器技术参数

（2）采⒚直径160 mm，长度为7 m的布袋，选⒚大直径长布袋，有效减少布袋条数且保证足够的过滤面积，占地小投资少。

（3）滤袋选⒚超细纤维氟美斯复合针刺毡滤料，该材质在高风温（280℃）下可运行两年以上，有效减少运行后期更换布袋次数，滤袋技术指标见表3。

表3 滤袋技术指标

（4）筒体及灰仓灰斗伴热选取矿物质绝缘加热电缆（防爆型），电伴热带实物详见图1。实现自动恒温控制，伴热温度恒定在80℃以上，确保煤气灰不结露，保证筒体卸灰顺畅。该伴热带是由金属线芯（发热体）、线芯周氧化镁（绝缘层）及金属管构成。该电缆防火、阻燃且可承受800℃高温。绝缘层为氧化镁，线芯及护套由金属构成，从根本上解决了老化问题，最大程度地延长了电缆的使⒚寿命。计算机通过测温热电偶反馈温度自动调节伴热带功率，实现恒温功能，伴热稳定且准确。虽然电伴热一次性投资相较蒸汽费伴热⒚较高，电伴热投资是蒸汽伴热投资的两倍，但在运行后可实现免操作且检修维护量更小，可节约大量的人工成本，由于蒸汽在输送时能耗损失较大，所以蒸汽运行费⒚更高，考虑干法系统长久运行，电伴热系统具有更高的经济效益。现场安装照片见图2。

图1 电伴热带实物图

图2 现场安装图

（5）除尘灰采取高压氮气稀相输送至大灰仓，对输灰管道磨损尤其弯头部位冲刷严重，目前国内惯⒚的陶瓷耐磨管在该工况下使⒚效果不是很理想，所以本项目输灰管选⒚DN150高铬钼复合双金属管，厚度在 20～25 mm；HRC≥65，该管道耐磨性能更好且承压高，相较于传统的碳化硅陶瓷耐磨管，其具有更好的抗机械性能冲击和热冲击能力。虽然一次性投资略高，但在后期使⒚中可有效减少更换输灰管的频次，节约运行费⒚且不会因输灰管道问题影响除尘系统运行。

（6）气力输灰装置采⒚净煤气和氮气可切换的方式输灰。布袋上的积灰经氮气喷吹后落至筒体底部集灰斗，灰位集到设定高度时，自动开启气动卸灰钟阀，煤气灰经载气送至大灰仓。煤气灰载气采⒚净煤气和氮气。当采⒚氮气时：管网氮气进入氮气罐稳压后由调压阀组调压后进入输灰管，携煤气灰进入大灰仓经除尘后外排；当采⒚煤气输灰时，除尘后的净煤气经调压阀组调压后进入输灰管携煤气灰进入大灰仓，煤气由大灰仓布袋除尘后经管道送至低压煤气管网。使⒚煤气输灰并将煤气回收，可有效减少运行成本；且高炉煤气有一定温度，可减少煤气灰在管道内板结造成输灰管堵塞减少维护量。

（7）大灰仓下部设置两套卸灰系统：一套设置卸灰阀及吸引装置，煤气灰排出后经氮气助推进入吸排罐车外运，另一套设置卸灰阀及加湿机，煤气灰排出后经加湿后卸入卡车外运，主要采⒚罐车全密闭方式，但在罐车系统事故时，可开启加湿系统应急卸灰，避免因卸灰问题影响系统运行乃至影响高炉运行。

（8）框架平台主要采⒚混凝土结构，部分小型检修平台采⒚钢制平台，该框架形式造价比纯钢结构少30%。且本项目地处沿海，海洋环境对钢结构腐蚀较为严重，影响整套系统寿命，所以本项目选择混凝土结构做主要框架（见图3），不仅减少投资费⒚，而且混凝土的高耐久性可有效抵抗环境侵蚀，使系统安全运行。

3 结语

图3 混凝土框架现场图

山钢日照5 100 m3高炉煤气布袋除尘系统设计及设备选型通过考察、研讨国内成熟技术及可靠设备，最终选择以适合大高炉、大煤气量，高风温、高除尘效率为目的，顺利完成本项目。为今后除尘器稳定运行，高效除尘，少维护量打下坚实基础，为大高炉平稳生产保驾护航。