450m3高炉煤气除尘灰气力输送的应用

摘要:以450m3高炉煤气为例，除尘灰气力输送的应用

关键词:方案、设计、输送、原理

Abstract: 450 m3 blast furnace gas, for example, application of dust removal ash pneumatic conveying

Keywords: plan, design, delivery and principle

中图分类号：TG23

一、高炉煤气的主要成分

（一）高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品，主要成分为:CO, C02, N2、H2、CH4等，对于高炉煤气除尘系统, 含有粉尘颗粒的气固两相流体在经过管道和除尘器的输送过程中,由于粉尘颗粒与粉尘颗粒、粉尘颗粒与管道内壁、粉尘颗粒与过滤滤芯及粉尘颗粒与烟道气体的碰撞和摩擦,将使粉尘颗粒带有静电电荷。

（二）高炉煤气的理化性能主要取决于煤气的成份，不同成份的煤气性质不同，易燃易爆、易中毒是煤气的三大特性。（三）高炉煤气是一种易燃易爆气体，一氧化碳爆炸极限是12.5—74.2%。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、电火花、700度以上的高温和炽热物金属会引起燃烧爆炸。二、系统方案的设计

根据高炉煤气的特性，因此在粉尘输送的工艺方案上要充分考虑。

（一）系统设计原则：本着科学、合理、一次性投资小、运行成本低、安全可靠、维修方便、使用寿命长、自动化程度高的原则进行高炉煤气除尘灰输送系统的设计。

（二）系统设备的配置与构成：该系统共9台布袋除尘器，用于高炉煤气的二级除尘，每台除尘器一个灰斗，根据系统的出力及主要参数，9台除尘器共3个输送单元，每3台除尘器灰斗形成一个输送单元，公用一个输送管道进行交替输送。

（三）系统的配置构成如下：高炉煤气除尘灰气力输送系统是由进灰部分、出灰部分、排气部分、一次气部分、二次气部分、自动防吹堵部分、输送、减压气源部分、仪用气源部分、灰仓部分（需方自备）、控制部分等构成。各部分设备配置如下：

3.1进灰部分：在每台除尘器灰斗的下部设置变径短接（便于输送仓泵与灰斗之间连接，规格为-/DN200）手动插板门（DN200,该阀门主要用于下端设备检修用，通常处于常开状态）膨胀节（DN200,用于温度变化补偿热胀冷缩及施工方便）气动翻板进料阀（DN200）仓泵（0.5m3，包括仓泵内部组件）

仓泵的选用（详见仓泵布置）

除尘器灰斗下仓泵布置表

3.2出灰部分：在每个输送单元输送管道的出口上设置气动双插板出料阀每3台除尘器的3个灰斗（每个灰斗下设一个仓泵）形成一个输送单元，9台除尘器共3个输送单元，3个输送单元共用一根输送管道进行交替输送，以料位信号输送优先输送（同时设置时间保护）；输送管道的规格型号为Ф133x7，材质为20#，为减少输送过程中管道的磨损，输送管道的弯头采用碳钢加内衬陶瓷处理，弯头的半径不小于10倍管道的直径；在每单元输送管道上设置隔膜式压力表（用于观察输送压力的变化）；在公用的输送管道上设置隔膜式压力变送器，用于判断关泵的压力（该压力值根据现场调试确定）。

3.3排气部分：为平衡除尘器灰斗及仓泵之间的压力，在每组仓泵上分别设置一组DN65的排气组件，以确保物料正常流动；排气组件由气动双插板物料阀及排气管道组成，排气管道采用Ф76x6的无缝钢管。

3.4一次气部分：在每组仓泵上分别设置一次气组件，一次气组件由DN100的手动蝶阀、气动蝶阀及DN50手动蝶阀、DN50止回阀、DN25手动球阀、DN25止回阀等组成，气动阀门参与自动控制，手动阀门调整输送气量。

3.5二次气部分：在本系统中，每个输送单元用一组二次气组件，二次气组件由DN25的手动球阀、气控阀、止回阀等组成，与一次气共同参与自动控制。

2、6自动放吹堵部分：本系统在公用的输送管道上共设置1组自动放吹堵组件，由DN25手动球阀、止回阀、电磁阀等组成。系统自动防吹堵工作原理该防堵助吹装置由灰管压力变送器和灰管吹堵助吹气组件组成。在正常输送过程中,此装置起到延程助吹防止粉尘沉积造成堵管现象。当助吹防堵系统感受到输灰管线中有异常压力升高时，即意味输送管线有堵塞趋势，自动防堵系统按事先编好的程序开始一系列操作，减小管道压力。当管道压力降至正常值时，自动防堵装置停止操作。恢复正常后干灰输送系统回到正常输送方式。

3.7输送、减压气源部分：根据高炉煤气粉尘的特性，本期工程的输送气源为氮气，氮气的气源由需方提供。将需方的氮气气源接入现场输送储气罐内，在通过减压阀进行减压处理，以满足输送压力的要求；本系统3个输送单元公用一套减压组件，减压组件由DN125手动蝶阀、减压阀、压力表等组成，根据现场调试的状态对减压阀进行合理的调整。

本系统的输送气源组件主要由4m3储气罐组成，在储气罐上分别设置压力表（观察压力情况）、压力变送器（用于自动控制）、安全阀等组件。

输送气源耗气量及品质要求：最大耗气量（含仪用气源）：6m3/min., 常压露点：（℃） -40℃

固体尘：（μm）≤0.01。含油量：（mg/m3）≤0.01。压缩空气压力： 0.5-0.7MPa

3.8仪用气源部分：根据高炉煤气粉尘的特性，本期工程的仪用气源为氮气，氮气的气源由需方提供。本系统3个输送单元公用一台1m3的仪用储气罐及配套阀门等组成。

三、系统输送原理

1、正压气力输送系统组成（详见系统图）

正压气力输送系统是由输送部分---灰仓部分----控制部分所组成(见下图)：

2、工艺流程

本系统共9台除尘器，每3台除尘器形成一个输送单元，9台除尘器共3个输送单元，公用一根管道进行交替输送。

2.1输料过程。气源压力监视返馈值满足输送条件则进入输送程序，否则等待气源压力满足输送条件。开启排气阀—延时—开启进料阀—检测料位信号（或设定进料时间）到—满足输送条件后开始输送过程；

2、2流化出灰。关闭进料阀—延时—关闭排气阀—延时--开启本输送单元开启出料阀――一次气阀组――二次气阀组――系统进入输料过程。

2、3吹扫及输料结束过程。当输送管道内压力低于程序“设定压力”时，系统进入吹扫阶段，延时15s后,系统进入输送结束过程,结束过程如下：

关闭本输送单元一次气阀组――延时――一次气－―关闭二次气阀组――关闭本输送单元出料阀――本单元输送结束，本单元又开始新一轮进料过程。