干法除塵布袋損壞原因分析及改進方法探討

崔寧寧

(首鋼遷安鋼鐵有限責任公司，河北唐山 064404)

燃氣

干法除塵布袋損壞原因分析及改進方法探討

崔寧寧

(首鋼遷安鋼鐵有限責任公司，河北唐山 064404)

簡述了干法除塵兩種過濾形式下布袋的使用情況，主要分析了外濾式除塵布袋損壞原因，并對相應的改進方法進行了探討。

分析；除塵布袋；損壞；方法；探討

1 引言

布袋的好壞、使用周期，直接影響著干法布袋除塵的效果及生產(chǎn)成本。

2 干法除塵布袋的使用情況及解決辦法

2.1 內(nèi)濾式除塵的缺點及布袋損壞原因

內(nèi)濾式布袋除塵，主要應用于高濾速的環(huán)境下，濾袋采用大布袋形式，一般直徑為130～300 mm，長度為1800～10000 mm，個別的也有12000 mm的。如圖1所示，內(nèi)濾式濾袋主要配件有，與濾袋縫在一起的防癟環(huán)（加強環(huán)），袋口圈和安裝使用的袋帽、卡箍、吊掛裝置等。

圖1 內(nèi)濾式布

內(nèi)濾式布袋在過濾與反吹過程中的變化情況，如圖2所示。

圖2 內(nèi)濾式布袋過濾及反吹狀態(tài)下原理圖

當荒煤氣從下方進入布袋內(nèi)部后，布袋會向外膨脹，由于有防癟的存在，就呈現(xiàn)出了圖2中過濾狀態(tài)所示的狀態(tài)。在反吹狀態(tài)下，反吹煤氣從布袋外部吹向布袋內(nèi)部，使得布袋向內(nèi)收縮，也是由于防癟環(huán)的存在，就形成了圖2中反吹狀態(tài)所示的狀態(tài)。由于布袋長期的內(nèi)外膨脹、收縮，使得在防癟環(huán)的位置，布袋經(jīng)常性地出現(xiàn)磨損，損壞。

另外，如圖2中反吹狀態(tài)所示，當反吹煤氣作用于布袋上時，主要力是作用到兩個防癟環(huán)的中間部位，這就使得在每個防癟環(huán)的邊緣的下方的死角，很容易形成積灰，無法清除。經(jīng)過長時間的堆積，當發(fā)生反吹不徹底，效果不好的情況，很容易形成布袋內(nèi)部大量積灰無法清除的現(xiàn)象，俗稱“灌腸”。

內(nèi)濾式除塵，在反吹系統(tǒng)上，必須配備反吹風機，將反吹壓力提高，高于荒煤氣壓力3 kPa左右。通過北京首鋼總公司的干法除塵運行情況來看，在切換箱體反吹情況下，反吹風機經(jīng)常性地出現(xiàn)喘震現(xiàn)象，風機經(jīng)常需要維護修理，增加了大量的維修費用。

通過以上分析可得知，內(nèi)濾式干法除塵，附屬設備較多，費用消耗較大，布袋要求抗折能力較強，成本較高。

目前國內(nèi)大型高爐，一般均采用外濾式除塵。

2.2 外濾式除塵的布袋損壞分析及相關解決辦法

2.2.1 籠骨框架的結構導致的布袋損壞及解決辦法

外濾式除塵，如前面所說，指迎塵面在濾袋的外面，含塵氣流由濾袋外側(cè)流向濾袋的內(nèi)側(cè)，粉塵聚積在濾袋的外表面。外濾式布袋如圖3所示。

圖3 外濾式布袋示意圖

外濾式布袋配件主要有花板、籠骨框架等。如圖3中所示布袋安裝后的俯視圖。按照現(xiàn)有企業(yè)用的籠骨情況來看，籠骨框架的豎拉筋的數(shù)量一般在10個以下，在布袋安裝后，布袋就形成了一個多邊形的狀態(tài)（圖3是以10根豎拉筋為例）。當外濾煤氣進入布袋后，布袋會產(chǎn)生變形，如圖4所示。

圖4 過濾狀態(tài)下布袋變形俯視圖

在過濾狀態(tài)下，當籠骨框架的豎拉筋數(shù)量少的情況下，每個拉筋點（A、B、C、D、E、F、G、H、I、J）之間的布袋變形程度就大，每個點位的布袋受力最大，當系統(tǒng)反吹后，又進行再次過濾的情況下，反復的折疊，造成布袋在各個點位很容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。所以，在此種情況下，就要選擇抗折性強的布袋，提高了布袋的成本。

通過上述的分析，可采用增加籠骨框架豎拉筋數(shù)量的方法來解決布袋易折損問題。

我們現(xiàn)將布袋籠骨框架的豎拉筋數(shù)量增加到20根，在這種情況，布袋所呈現(xiàn)出來的是一個接近于圓形的形狀。這樣，在布袋過濾狀態(tài)下，受到同樣煤氣外力的作用，作用點由原來的10個點增加到20個點，作用在每個點的作用力變小，減小了布袋每次反吹、過濾折疊過程中的變形程度，如圖5所示，減少了布袋受折力度，增加了布袋的使用壽命。在選擇布袋方面，也可有針對性地選擇低成本的布袋。

圖5 布袋反吹狀態(tài)俯視圖

2.2.2 氮氣反吹對布袋使用壽命的影響及解決辦法

外濾式布袋，目前采用的氮氣定時反吹，反吹壓力高，速度快，沖擊力強。在反吹的同時，高速、高壓的氮氣脈沖沖擊，布袋折損的頻率影響著布袋的使用壽命。

解決方法：

（1）增加箱體內(nèi)部空間來減少氮氣反吹頻率

外濾式除塵，主要是利用粉塵的重力作用除去較大顆粒的粉塵，再利用除塵布袋，過濾剩余較小顆粒的粉塵。

荒煤氣進入箱體，高速的氣流對布袋有叼著性，對布袋本身造成損傷。我們可以適當?shù)卦龃蟪龎m箱體的尺寸，增加箱體內(nèi)部空間，降低荒煤氣進入箱體后的速度，延長了荒煤氣在箱體內(nèi)的通過時間，這樣，會增加重力作用除塵的效果，使得利用重力作用下落的灰塵量增加，如此，就減少了布袋的灰塵附著量，降低布袋氮氣的反吹頻率，延緩布袋損傷。

（2）利用高壓凈煤氣反吹來取代氮氣反吹

此方式是利用凈煤氣反吹替代氮氣反吹。

此系統(tǒng)中，箱體入口閥門后增加反吹閥，新增反吹管線至大灰倉，為了使煤氣循環(huán)利用不外排，在大灰倉布袋格柵板上方，接管線至高爐減壓閥組后（TRT后）。

此改造后的工藝運行原理是：在正常運行時，反吹閥及大灰倉上下的閥1、閥2處于關閉狀態(tài)，當某一箱體壓差增大，需要反吹時，將箱體的入口閥關閉，同時開大灰倉上下的閥1、閥2，到位后，開反吹閥，使得凈煤氣通過箱體出口管返回至箱體，經(jīng)由反吹氣出口管進入大灰倉下部，再經(jīng)大灰倉布袋過濾后，進入低壓凈氣管道（如圖6所示）。

圖6 1#箱體反吹狀態(tài)下示意圖

在反吹過程中，需要利用反吹閥的多次開關動作，來控制凈氣反吹氣流，使之形成一定的沖擊力。

2.3 改造后的反吹方式的優(yōu)點及不足

優(yōu)點：取代了強力的氮氣脈沖反吹，對布袋自身的損壞度降低。取代氮氣后，節(jié)約了氮氣使用量的同時，杜絕了高爐煤氣中摻有氮氣導致熱值低的情況發(fā)生。

不足：在反吹的時候，需要關閉入口閥門，開啟反吹閥門，離線進行反吹，這就要求閥門要開關靈敏，密封可靠。在干法除塵特定的工作區(qū)域內(nèi)，大型閥門達到這兩點要求，存在一定的困難。這就在閥門的選型上提出了更高的要求。

此種反吹方式，雖然可緩解布袋的損壞程度，但其反吹效果及設備選用等，仍需進一步的討論、完善。

3 通過設備、工藝操作的改善來提高布袋的使用壽命

3.1 改變停箱置換方式，防止粉塵自燃，提高布袋使用壽命

我公司除塵箱體停箱檢查置換的過程，原有的操作方法是，先是通入氮氣置換煤氣，置換合格后，再通入壓風置換氮氣并降溫，使得箱體具備開箱檢查條件。但是在日常操作中，氮氣置換合格后箱體內(nèi)溫度仍較高，除塵灰顆粒堿金屬含量較高，燃點較低的時候，在溫度未至大氣溫度時通入壓風后，容易出現(xiàn)除塵灰自燃的情況，燒壞布袋表面，造成生產(chǎn)成本的增加。另外前期壓風內(nèi)仍含有部分水份，通入壓風置換易導致布袋受潮降低布袋壽命。

經(jīng)過多次試驗后，決定取消通入壓風環(huán)節(jié)，整個置換降溫過程全部用氮氣，在控制氮氣使用總量的情況下適當增加氮氣吹掃時間，因停箱之前箱體內(nèi)絕對濕度較高，如果讓之自然冷卻至室溫，必然有水汽凝結至布袋表面導致布袋受潮，因此采取了前大后小的氮氣置換降溫方式，前期用大流量將箱體內(nèi)水汽快速置換出箱體，后期采用小流量吹掃置換加自然冷卻的組合方式逐步降溫，使布袋舒舒服服地在干燥的環(huán)境下重新適應新的溫濕度環(huán)境。內(nèi)箱體溫度降低后，打開箱體本體人孔，停氮氣，進行自然通風，通風期間盡量選在干燥的晴天。正是在箱體檢修操作過程期間的細節(jié)控制使得布袋的使用壽命得到提高。

3.2 延長氮氣反吹頻率，降低布袋損壞程度

干法除塵箱體，在運行過程中，需要定時進行氮氣對布袋進行高壓、高速的脈沖反吹，使得布袋上的灰塵脫落。在反吹的過程中，布袋會快速地收縮、變形，高頻率的反吹，會對布袋產(chǎn)生嚴重的折損。

針對這個問題，組織對多個箱體進行開箱檢查，觀察布袋在一定時間內(nèi)的積灰程度及磨損程度，通過長時間的檢查、記錄，最后，將反吹間隔時間由原有的50 min，逐步延長至120 min，這樣，針對布袋的磨損程度及反吹的效果相互平衡比較，均能達到良好的狀態(tài)。

3.3 箱體輸灰間隔時間的延長及振打器振打力度的適當調(diào)整

干法除塵箱體，在正常運行期間，需要定期進行輸灰，將箱體內(nèi)的灰塵通過管路輸送到大灰倉內(nèi)。在輸灰的過程中，高速的灰塵沖刷著閥門、管道，會對設備造成嚴重的損壞。輸灰時，需要開啟箱體兩側(cè)的振打器，振打箱體，使得箱體內(nèi)部側(cè)壁上的積灰能滑落下來。在振打的過程中，箱體內(nèi)的布袋之間會互相碰撞，易造成布袋出現(xiàn)橫、縱向裂紋。

針對這個問題，為了增加布袋的使用壽命，延長閥門、管路的使用時間，通過灰量、箱體容量等數(shù)據(jù)的整理、計算，提出了延長箱體輸灰間隔時間的措施，將間隔時間由原來的8 h一次，逐步延長為24 h一次，在不堵灰及盡量減少振打的情況下找到最佳平衡點。

另外，對振打器的振打幅度進行了調(diào)整，初期所有箱體振打器頻率是相同的，因各箱體布置位置不同，固有頻率不一致，有的箱體振動劇烈有的振動小，根據(jù)既不影響泄灰又盡量減小振動頻率的情況下找到平衡點，借此來保證布袋之間的碰撞力度最小，最大化延長布袋壽命。

4 總結

降低除塵布袋的損壞率，提高使用壽命，對企業(yè)來說經(jīng)濟效益是明顯的。遷鋼公司對比投產(chǎn)初期，年可節(jié)約布袋費用240余萬元。

[1]王金波，孫熙.袋式除塵器濾料及配件手冊[M].沈陽：東北大學出版社，2007.

The Causes of Dam age of Dry Dust Collecting Bags and Im provement Methods

CUI Ningning
(Shougang Qianan Iron&Steel Co.,Ltd.,Tangshan,Hebei 064404，China)

The use of dry dedusting bags of two filtering types is briefly described,the causes of damage of the outside filtering dedusting bags are mainly analyzed and corresponding improvement methods are discussed.

analysis;dedusting bag;damage;method;discussion

TQ546.5

B

1006-6764(2014)03-0016-03

2013－11－19

崔寧寧（1983－），男，2006年畢業(yè)于鞍山科技大學建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事燃氣專業(yè)技術工作。