顶进顶出形式高炉煤气布袋除尘器在大型高炉上的应用

【摘 要】 随着近几年钢铁业的快速发展，大中型高炉的普遍应用及能源短缺，以往小型高炉煤气干式布袋除尘系统由于单体设备过滤面积太小，造成除尘系统的投资和占地过于庞大，因此新式大型高炉煤气干式布袋除尘器优势明显，应用前景广阔，已经在生产实践中取得了显著的效益

【关键词】 顶进顶出 全干式 布袋除尘器 气力输灰

1 前言

高炉煤气干式布袋除尘技术是钢铁行业推广的“三干一电”（高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电）技术之一，国内的钢铁企业高炉煤气除尘净化基本上普及了全干式布袋除尘技术。在国内已经投产的大中型高炉的布袋除尘系统均采用中小型布袋除尘器，直径大多数为DN3400、DN4000、DN5200，筒体的一般结构是侧进侧出形式的，煤气气流从除尘器下部侧面进入，过滤后的净煤气从除尘器顶部引出，脉冲阀门单侧布置。侧进侧出的筒体形式，气流在筒体中分配不均匀。并且煤气主管从框架中间向两侧箱体分配气流，阀门、补偿器等设备集中在除尘框架里面，阀门所在平台空间拥挤，设备检修困难、煤气泄露后通风条件不好，存在较大的安全隐患。针对以上问题，中冶京诚优化了除尘器筒体进气出气方式和内部结构，除尘器采用大直径（DN6000）和顶进顶出的过滤方式。顶进顶出的大直径布袋除尘器应用于邯郸7号高炉易地大修技术改造工程3200m3高炉工程，系统投产以来，各项运行指标均达到行业先进标准。

2 邯钢3200m3高炉煤气干式布袋除尘系统工艺简介

2.1 工艺流程简述

本系统采用氮气脉冲喷吹、气力输灰方式，流程如下：

荒煤气经重力除尘器后，进入布袋除尘系统。煤气总管按照等流速原则设计成变径管。荒煤气总管内壁喷涂耐磨材料，同时起到隔热和耐磨作用；筒体荒煤气支管采用16Mn耐磨钢管并在外壁包扎保温隔热层。

每个6米布袋除尘器筒体内装有420条氟美斯滤袋，荒煤气流经滤袋后，灰尘被阻在滤袋外，滤袋内的净煤气由筒体顶部的净气支管进入到净煤气总管，再经调压阀组减压、消声器降噪（或经TRT余压发电系统）并入高炉煤气管网供各用户使用。

附着在滤袋外壁的高炉灰，用脉冲氮气反吹，使其抖落，汇集在除尘器下部锥体。沉积下来的高炉灰达到设定灰位后，打开排灰阀门，使其均匀下落到输灰管道内，采用浓相气力输送至灰仓集中，加湿搅拌后由汽车运走，或用自吸式罐车进行排灰。

2.2 工艺系统参数

高炉有效容积为3200m3，炉项压力为0.25MPa，荒煤气温度为150～250℃（正常），高炉煤气发生量为558000～600000Nm3/h，入口荒煤气含尘量≤6～12g/Nm3，除尘后净煤气含尘量≤5mg/ Nm3（正常）。

本项目采用DN6000简体共15个，总过滤面积达到21058m2。当15个筒体全部运行时，过滤速度不到0.3m/s。投产初期，用8个（1个离线，7个正常过滤）；正常工况时，用9个（1个离线，8个正常过滤）。煤气温度短时出现异常（过高或过低），生产单位可根据煤气量选择合适工作筒体数量。当15个筒体全部运行时，过滤速度不到0.30m/min，这给生产人员足够的备用选择。

2.3 工艺系统主要设备及设施

（1）布袋除尘器：除尘器内径为φ6000mm，每筒滤袋数量为383条，滤袋规格西160mmX7000mm。单筒过滤面积约1343.42m2。气流方式采用顶进顶出结构形式，脉冲阀采用双侧布置。在煤气过滤时，滤料阻力不断上升，当阻力达3～4kPa时，电磁脉冲阀动作，使喷吹气包内的氮气通过与脉冲阀相连的喷吹管，向滤袋喷吹氮气，滤袋外表面的积灰脱落，每次喷吹约0.1～0.3秒。（2）输尘设施：沉积在各除尘器下部锥体的高炉灰定时排出。每台除尘器排灰口设置气动球阀等，并与浓相气力输送系统管道相连，末端接至大灰仓。浓相气力由氮气（用10m3氮气罐储存）驱动，尾气过滤后通过顶部放散（氮气）。灰仓为封闭系统，尾气净化同样采用布袋除尘方式，用氮气脉冲反吹清灰。脉冲喷吹设置在灰仓的顶部，滤袋材质与除尘器筒体内滤料材质一致，规格为Φ160mmx1500mm。（3）综合管路设施：布袋除尘系统的综合管路设施，主要包括：氮气储罐、氮气管道、蒸汽管道、高炉煤气管道等。

3 邯钢3200m3高炉煤气干式布袋除尘系统特点

邯钢3200m3高炉煤气干式布袋除尘系统的设计采用了中冶京诚关于高炉干式布袋除尘系统新的专利及实用技术：（1）除尘器采用DN6000大口径箱体，有效地解决了大高炉布除尘系统占地及投资大的问题。（2）优化了除尘器筒体进气出气方式和内部结构，改变原有国内常规筒体的侧进顶出或侧进侧出的气流方式。优化后的高炉煤气除尘器采用顶进顶出的过滤方式，增强了气流在筒内流动的稳定性，有重力沉降过程；花格板受力均匀。延长滤袋使用寿命，除尘效率更高；（3）高炉煤气除尘器采用双侧布置脉冲阀组方式，提高滤袋反吹效果，保证滤袋更高效作业；国内部分箱体荒煤气入口方式的设置不合理，气流紊乱，使得箱体内所安装的袋笼（尤其是外侧布袋）在气流的作用下，产生晃动，激烈碰撞，长时间会使布袋破损。（4）气力输灰采用目前较新、较实用的浓相气力输送方式，气固比合适、灰速合理，并且输灰管采用特殊耐磨处理。整套系统扬尘点很少，环境友好，保证输灰系统最大可能的安全运行。（5）高炉干法除尘系统投入后，高炉煤气中携带的大量氯根离子、硫酸根离子、盐分等，对干法除尘设施、煤气管道及排水器、TRT发电转子叶片等造成不同程度的腐蚀，对煤气系统的正常生产带来了巨大威胁。

邯钢3200m3高炉煤气干式布袋除尘系统使用情况。邯钢3600m3高炉自2009年7月投产以来系统运行稳定，使用状况良好，气力输灰设备性能稳定。经检测高炉煤气中含尘量

4 结语

邯钢高炉项目完成了现有高炉煤气除尘器的大型化发展，结构更加合理。随着近几年钢铁业的快速发展，大中型高炉的普遍应用及能源短缺，以往小型高炉煤气干式布袋除尘系统由于单体设备过滤面积太小，造成除尘系统的投资和占地过于庞大，因此新式大型高炉煤气干式布袋除尘器优势明显，应用前景广阔，已经在生产实践中取得了显著的效益。