高爐煤氣除塵濕改干的研究與應用

黃工英

摘要：近年來，國內高爐煤氣在應用布袋除塵技術上雖然有一定的突破，但是受限于實踐經驗不足，導致了技術應用和生產難以銜接的問題，這一現象在大高爐上表現尤為突出，所以說我們在進行攻關創新的過程中可以以很多兄弟單位的生產問題資料為基礎，當前本人所從事的車間中，采用了濕式除塵這種方式，但是這種情況產生的問題相對對較多，因此將干式除塵進行利用，實現技術的改造。下面文章將會就這項技術的應用進行闡述，以供參考。

關鍵詞：高爐煤氣；除塵技術；濕改干

高爐煤氣余壓發電裝置作為鋼鐵企業重要的能量回收裝置，在國內外鋼鐵企業已普遍應用。但隨著大型高爐除塵系統由干法除塵工藝取代原濕法除塵工藝的改進成為發展趨勢，新的干法工況下，干法除塵煤氣的溫度、壓力、流量等參數發生很大變化，濕式改干式能夠在最短的時間，盡可能少的投入資金的情況下，實現大型高爐的成功改造，進而實現企業效益的最大化。

1改造存在主要問題

1.1高爐煤氣布袋除塵輸灰系統壽命短，磨損泄漏嚴重

主要表現在：（1）箱體下方的卸灰球閥閥芯因磨損關閉不嚴泄漏煤氣。（2）輸灰系統三通、彎頭、管道頻繁沖刷泄漏，大量外泄煤氣給安全生產帶來嚴重隱患。造成輸灰系統磨損的原因很復雜，與含塵氣流的速度、沖擊角度、灰塵成分、灰塵顆粒大小外形等因素有關。它是空氣動力學磨料的沖蝕磨損、低應力擦傷磨損、疲勞磨損的聯合作用結果。灰塵顆粒粒徑相對較小，擦傷磨損影響相對影響很小，所以造成輸灰系統磨損泄漏主要是沖蝕磨損和疲勞磨損。布袋除塵系統箱體無論是單排或是雙排布置都無法避免箱體距離大灰倉遠近不同的情況，在輸灰介質的壓力流量相同的情況下，隨著距離氣源由近及遠，輸灰管道上每個箱體的排灰速度逐漸加快，距離大灰倉越近輸灰時間越短，管道內的氣灰比越高，輸灰管道三通、彎管、直管磨損越大。此問題在布袋除塵氣力輸灰系統普遍存在，沒有根本解決的辦法。

1.2布袋除塵骨架變形導致布袋磨損、使用壽命短

目前高爐普遍使用的除塵骨架是圓形11圈10根龍骨支架三節掛鉤接口的類型，這種骨架因為支持強度低易發生變形，圓形圈接口處斷裂錯位時常發生，因此濾在過濾反吹的過程中會因為變形部位動作幅度過大而折斷磨損。折斷磨損的濾袋又會和變形的骨架產生摩擦導致破損泄露。

2技術的研究與應用

2.1布袋除塵箱體煤氣進口創新設計成導流層流均布方式

原來在過濾反吹過程中，濾袋在變形部位動作幅度大，疲勞增大易發生局部折斷破損，同時與骨架變形部位相互頻繁摩擦破損泄漏，同時因布袋磨損程度不同相應地影響了煤氣品質的下降。新的進氣布置方式為層流均布：將荒煤氣管道沿箱體通徑引入，并設計成上部半圓形封閉，下部分五個矩形出口。在管道內設四層導流板，將進入箱體的煤氣沿導流板從五個出口均勻流出，從而達到氣體在箱體內均勻分布，每條布袋處理煤氣量均衡，過濾負荷均勻的目的，消除了煤氣流對布袋的沖擊，解決因個別布袋負荷過大相互碰撞摩擦損壞、煤氣含塵量超標、縮短布袋使用壽命問題，大大延長了布袋使用壽命，投用至今使用效果良好，此項技術在國內屬首創（說明：1.焊接采用電弧焊，焊縫高度為被焊件最薄厚度；2.焊接采用E4303焊條）。

2.2改進波紋管補償器

高爐煤氣中由CI-、SO2等形成的復合產物會強烈地腐蝕補償器，對此，我們與制造廠家及科研單位共同分析研究，從不銹鋼選型、結構制作、工藝改進等方面下手，進行有針對性地研發改造，將原來不銹鋼波紋材質SUS316L升級為耐酸性腐蝕的Ineoloy825以增加材料的耐酸腐蝕性，波紋元件采用多層結構設計，內2層材質ineoloy825（每層厚度1.0Mm）外層SUS316L，這種設計既節約了成本又保證內層的耐腐蝕性。實踐證明，多層結構具有三方面的優點：一是波紋耐疲勞，使用壽命長。二是彈反力低柔韌性好，因此對管道反推力小。三是波紋管的內應力低，內應力低就會降低應力腐蝕。導流筒選用上，為降低導流簡沖蝕磨損，波紋補償器的最小內徑不小于管道內徑，因此我們選擇了耐腐蝕材質16Mn，8=10mm類型，此項綜合技術改進在國內領先。

2.3伺服控制系統改造

由于煤氣溫度的顯著提高，原液壓系統部分需適應新的干法工況進行改造。靜葉調節液壓伺服控制單元是穩定高爐爐頂頂壓的關鍵環節。TRT機組靜葉雙側油缸必須保證同步，由于TRT機組運行較長時間后，機組受力不均等原因，往往造成TRT機組雙側油缸不同步，使得系統控制失調，引起高爐頂壓波動。為保證TRT運行中高爐穩定順行，減少機組故障停機時間，對原液壓系統和伺服控制系統進行了改造。

2.4填料布置方式

對噴堿塔上部填料布置方式進行了改進：填料上下壁網采用不銹鋼SUS304材質，并用不銹鋼螺栓固定在鋼梁上，填料用花格板分成12個區均勻布置，原設計為填料裝滿，噴堿塔阻損達到6kPa以上且易堵塞，致使煤氣放散量增加，噴堿塔后的主管網壓力降低，后根據對填料花環的體積、重量以及煤氣壓力重新計算，使填料距頂部壁網保持250mm，這樣可以使填料花環運行時，在氣流帶動下處于運動狀態，不易結垢堵塞，實際運行效果證明花環距頂部璧網距離250mm最為合理，壓差降到2kPa以下，同時首次實現了在脫堿塔后取消了板式脫水器，此項改進可節約資金200萬元，而且脫水效果非常好。此項技術改進在國內同行業同類型設備處于領先地位。

綜上，本系統成功地進行了技術改造，改造后的各項參數證明，改造效果非常明顯，滿足了高爐日利用系數提高后的煤氣除塵需要，達到了預期目的。