日鋼5#高爐氣力輸灰大灰倉布袋失效原因分析與解決

劉英鋒，孫國梁

日照鋼鐵集團有限公司，山東日照 276806

1 日鋼氣力輸灰系統(tǒng)簡介

2013 年3 月份5#高爐擴容技改完成，布袋除塵灰輸灰方式技改為氣力輸灰方式，這是日鋼16 座高爐首次采用氣力輸灰技術(shù)。氣力輸灰相比傳統(tǒng)的機械輸灰有著避免二次揚塵、節(jié)省維護費用、故障少、減輕崗位人員勞動強度等多方面的優(yōu)點。

日鋼氣力輸灰的系統(tǒng)主要由以下設備組成，布袋除塵器灰斗→DN300 氣動卸灰鐘閥（上）→DN300 氣動卸灰鐘閥（下）→DN100 電動耐磨球閥→DN125 輸灰管道→大灰倉。輸灰動力源為氮氣包，壓力約為0.6MPa，將除塵灰輸送至大灰倉，并經(jīng)過大灰倉上部布袋除塵器過濾后，通過放散管放空（氮氣）。輸灰氮氣壓力大小由調(diào)壓閥組控制，正常輸灰時壓力約為0.1Mpa，氮氣流量約為2000N·m3/h。如果輸灰管道灰較多時，氮氣壓力會隨之有一定量增加。

2 氣力輸灰大灰倉問題

氣力輸灰方式所用氮氣經(jīng)過布袋過濾后直接排放到空氣中，布袋的過濾效果直接決定了排放到空氣的含塵量，一旦濾袋損壞失效會導致冒煙，嚴重影響環(huán)保。日鋼氣力輸灰系統(tǒng)在2013 年3 月份剛投用時取得了良好的效果，崗位操作工勞動強度大大降低，整個輸灰過程無漏點。但5#爐大灰倉投用不到半個月便出現(xiàn)故障，花板上方大量積灰，布袋箱體卸灰時出現(xiàn)大量溢塵問題，嚴重影響現(xiàn)場環(huán)境。公司對環(huán)保類問題處罰嚴重，一度導致布袋除塵系統(tǒng)不能正常卸灰，進而導致影響了凈煤氣粉塵含量，長時間超過了5 N·mg/m3。由于導致布袋漏灰的原因復雜，施工單位先后3 次更換布袋都在短時間內(nèi)再一次損壞。

3 大灰倉布袋影響因素分析

3.1 大灰倉設計與實際對比

大灰倉設計及實際參數(shù)如下：設計煤氣發(fā)生量210000 N·m3/h，實際200000N·m3/h；設計爐頂壓力0.18MPa，實際0.19MPa；設計入口含塵量6g/ N·m3，實際13g/ N·m3；設計輸灰氮氣壓力0.2Mpa，實際0.1MPa；設計 輸灰氮氣最大流量2500N·m3/h，實際2500N·m3/h；設計儲灰體積29.5 m3，實際28.2m3；設計灰倉過濾面積154 m2，實際151 m2；設計儲灰時間24h，實際12h。

對比可見煤氣發(fā)生量、爐頂壓力基本一致，氮氣輸灰壓力雖然相差較大但不會對布袋的使用產(chǎn)生不利影響。經(jīng)重力除塵后進入布袋箱體的入口含塵量13g/( N·m3)，嚴重超出了設計值6g/( N·m3)，該項問題主要是由于高爐擴容技改后，重力除塵器未作相應技改，除塵能力不足，根據(jù)現(xiàn)實情況再對重力除塵器作改動已不可能。

通過查看6 月份生產(chǎn)調(diào)度除塵灰統(tǒng)計報表，得到最大灰量約98T，平均灰量約70T。現(xiàn)場取灰樣500ml 稱量計算，得知除塵灰密度約為 613kg/m3。根據(jù)平均灰重量計算一天產(chǎn)生的除塵灰體積約為114m3，進一步計算大灰倉正常可儲6 小時的灰量，完全達不到設計要求的24h 的儲灰量要求，由此可見，5#高爐的除塵灰量嚴重超出了大灰倉承受能力，一旦卸灰過多，會導致大灰倉內(nèi)積灰過多，當灰位超過進氣口時，不僅布袋大灰倉空間變小，同時氮氣會將大量的灰吹動起來懸浮于灰倉內(nèi)，導致布袋壓差過大，進而導致布袋漏灰。

為解決灰量大的問題，可采取增加大灰倉卸灰次數(shù)，減少布袋除塵箱體一次性卸灰個數(shù)的方法。通過計算和試驗確定每卸兩個箱體的灰，卸一次大灰倉的灰，同時要保證拉灰的車輛及時到位。

3.2 布袋和骨架問題

1）布袋過濾面積

布袋的過濾面積是影響布袋過濾使用效果的重要因素，過濾面積過小導致過濾風速過快，加快布袋的磨損。5#高爐大灰倉布袋數(shù)量118 條，直徑160mm，原長度2000mm，根據(jù)計算布袋的過濾面積基本滿足設計要求。為進一步確認是否為過濾面積過小所致，第三次更換布袋加長到2600mm，更換后不到一周再一次損壞。由此可確定過濾面積不是問題的關鍵。

2）花板的影響

5#大灰倉花板孔是氣割割制而成，花板尺寸不規(guī)則，可能會出現(xiàn)花板孔漏灰問題。后期已確定采用沖壓成孔的花板。排除花板孔影響的主要是保證安裝質(zhì)量，布袋安裝前必須由崗位人員、工藝技師確認花板情況，安裝過程中出現(xiàn)不規(guī)則的花板孔用磨光機打磨，用游標卡尺測量直徑滿足要求。安裝完成后投用前再次確認。

3）布袋骨架選型

施工單位（5#高爐擴容技改承包單位）更換的布袋多次出現(xiàn)問題，布袋骨架存在壓癟現(xiàn)象，可見布袋骨架存在強度欠缺問題。布袋從表面無法分析材質(zhì)，為保證布袋滿足工況條件，參考布袋除塵箱體內(nèi)使用的高溫優(yōu)質(zhì)布袋，對布袋和骨架進行細致選型：

布袋采用氟美斯針刺氈，Φ160*2000（包含配套骨架），氟美斯針刺氈具有良好的透氣性、耐磨性，并具有一定的耐酸堿性，是非常適合煤氣除塵工況下使用的濾袋。同時要求除塵過濾后排空的含塵量≤10mg/m3，質(zhì)保期為12 個月，質(zhì)保期內(nèi)損壞供貨廠家免費賠償。骨架保證與濾袋配套使用良好，并保證使用周期。單根骨架長度1980mm，帶文氏管，骨架直徑：160mm，每節(jié)骨架環(huán)與環(huán)間距為200mm，每個骨架筋數(shù)量為16 根，每根筋的直徑范圍：3.9mm ～4.1mm。材質(zhì)：冷拔鋼絲Q235；表面噴涂有機硅。

4 結(jié)論

6 月底日鋼由設備采購部根據(jù)技術(shù)協(xié)議采購布袋一批，并由專業(yè)更換布袋的人員對5#大灰倉進行了更換布袋。更換后嚴格對卸灰操作進行控制，自7 月初運行至今狀況良好。凈煤氣粉塵含量控制在3N·mg/m3以下，同時也為日鋼的綜合治理工作起到良好的輔助作用。基于氣力輸灰技術(shù)在日鋼使用的良好效果和成功經(jīng)驗，隨后將對其它各高爐進行改造。