干式布袋除尘技术在大容积高炉除尘系统的应用
1 前言
目前干式布袋除尘技术在国内300m3高炉上有成功应用的经验, 但在1000m3以上的高炉上几乎没有成功应用的先例。虽然1987 年, 太钢3#1200m3高炉引进日本干式布袋除尘技术, 揭开我国干式布袋除尘的先例, 但由于布袋除尘器(Bag cham ber) 排灰系统及DC喷雾降温系统存在问题致使装置无法正常运行。目前干式布袋除尘技术在大、中型高炉上取代湿式除尘技术是技术发展趋势, 但干式布袋除尘技术目前仍需要解决的问题有: (1)目前滤布的耐温性能不好,仅为200℃;(2)滤袋寿命较短;(3)要使用先进的清灰方式。目前使用的反吹风机清灰能力弱,因而过滤负荷低、阻力高、设备数量多、占地面积大,并且反吹时有严重的荒煤气和粉尘二次污染等问题;(4)要有可靠的连续自动检漏和灰位监测装置;(5)仍需要干式除尘系统和湿式除尘系统切换运行。
2 布袋除尘器在攀钢4#高炉的工艺简介
攀钢4#1350m3高炉的布袋除尘器(BDC)的主要工艺为:来自4#高炉的荒煤气进入重力除尘器(DC),进行粗除尘,再经布袋除尘器(BDC)进行精除尘后送往透平发电系统发电, 工艺流程见图1（略）。
为控制BDC入口煤气温度<200℃,在DC中上部设置A、B两系24个往复式喷嘴的DC喷雾温控系统。当检测到高炉上升管的煤气温度高时,启动 DC喷雾泵,通过回水流量调节阀的开度控制BDC入口煤气温度,当A系运行温度继续上升,则A、B系同时运行。当煤气温度冷却到低限时停喷,用氮气对喷嘴进行吹扫,防止喷嘴堵塞。
BDC系统设有6个筒体,设计处理能力为24万m3/h,每个筒体(BCH)设有46组直径300×12000的除尘布袋呈环状布置。煤气先经粗煤气筒到6个筒体, 正常情况下1个筒体反吹,5个筒体过滤,循环进行,使布袋前后差压控制在4kPa以下,以保证布袋透气性能。反吹时利用反吹风机将净化后的煤气升压进入反吹筒体,采用反吹抖落方式将除下的灰尘抖落在筒体的下部料斗中, 反吹的煤气再经其它5个筒体过滤进入净煤气管道。在净煤气管道上设有粉尘自动检测仪,在每个筒体上设有手动取样装置。
BDC筒体下部的灰经微波称重计(料位计)测量,当料位到高限或达到设定的时间时, 用净煤气对粉尘箱进行均压, 当粉尘箱的压力与筒体压力一致时,通过旋转阀、粉尘切断阀、煤气密封阀到粉尘箱。当筒体料位到低位时停止卸灰。粉尘箱料位达到高限时,停止筒体的排灰,对粉尘罐进行卸压之后,依次打开粉尘罐下部的排灰阀组排灰,由螺旋输送机、搅泥机送到搅拌槽泥浆化,再由泥浆泵送到污泥处理系统的浓缩池进行处理。
3 BDC 系统在运行中出现的问题及原因
1998年2月26日TRT系统正式进行湿式系统并网发电,3月初进行BDC系统的投运,进行干式发电。在运行中出现过以下问题:
3.1 DC 温控系统运行时故障
(1)由于日方设计时DC部分喷雾系统喷嘴规格与日本的水岛3#高炉的重力布袋除尘器喷嘴规格相同,与攀钢4#高炉重力除尘器不匹配, 导致喷雾量过大,引起DC料斗积灰。
(2)安装时DC喷雾系统的两块流量计,由于受安装条件限制,直管道长度不够导致计量不准。
(3)DC入口喷嘴阀门开关信号混乱,易出错。
(4)DC喷雾泵起喷时喷水量过大,回水调节阀打开过慢,DC内煤气温度下降过快。
基于上述原因在DC喷雾降温时,喷水量过大,水不能完全汽化,过量的水沉降到DC下部的灰斗内,造成了DC下部积灰严重,到4月底DC下部积灰多达60 余t,对DC的正常运行带来很大的影响,同时也使炼铁厂对BDC的运行持反对意见。因此1998年5月、6月、7月、9月我们只能用湿式发电系统,严重制约了TRT效益的发挥。
3.2 BDC 排灰系统故障
3.2.1 粉尘箱内布袋堵塞,其原因有:
(1) 蒸汽冷凝水水箱在粉尘箱的上部,冷凝水滴在粉尘箱上, 造成排压布袋温度降低。
(2) 粉尘箱的保温装置效果不好。
(3) 粉尘箱的均压管道上设有节流孔板, 使反吹量变小。
由于以上原因造成了粉尘箱内的均压布袋结露,灰尘粘结堵塞。
3.2.2 螺旋输送机、双轴搅泥机排灰口经常堵塞。原因在于:
(1) 排灰阀组中旋转阀的排灰能力大于泥浆泵的输送能力,使搅拌槽中的泥浆浓度逐渐增大,液位逐渐升高,双轴搅泥机排灰口粘结、堵塞,从而使排灰受阻,粉尘散落在地上。同时由于浓度的增大,也影响到泥浆的输送。
(2) 由于双轴搅泥机上的喷水阀门经常关不严,排灰完成后,搅泥机内温度较高,喷水阀门泄漏的水受热汽化,水蒸汽将螺旋输送机内的干灰湿润、粘结,逐渐堵塞排灰口。
3.2.3 泥浆由泥浆泵直接打入20m浓缩池造成了瞬间冲击负荷,浓缩池处理能力不足,浓缩池出口循环水悬浮物严重超标,从而进一步导致双文系统一文顶部围管和喉口水箱喷嘴堵塞、一文喉口积灰严重。仅1998年就出现了3次严重积灰现象。
由于以上原因致使BDC排灰系统故障频繁,从而影响到干式布袋除尘器的使用。
4 问题的解决及改进措施
针对上述问题,经过认真分析,找出了造成上述问题的原因,并利用边改造、边调整、边生产的方法进行摸索,基本解决了DC温控系统及BDC排灰系统的问题,并提出了进一步解决BDC排灰系统仍存在问题的方法。
4.1 DC 温控系统故障的解决
(1) 针对DC温控系统两块流量计不准,我们利用4#高炉休风的机会进行了改造。使两块流量孔板的前、后直管段符合安装要求, 使计量尽量准确,同时也为DC温控系统实现自动提供了条件。
(2) 针对DC喷雾温控系统设计与攀钢生产实际不符,DC入口喷嘴阀门开关信号混乱,起喷时喷水量过大,DC内煤气温度下降过快, 我们增设了DC喷雾报警装置,对部分喷嘴进口阀门进行控制,以控制瞬间喷水量,同时改进喷嘴进出口阀门的开关信号,使进出口阀门几乎同时打开,并调整阀门执行气缸的动作角度,避免了原来进口阀开完后,出口阀才开始动作造成的喷水量过大,粉尘粘结的现象。
通过上述改造和调整,实现了DC喷雾温控系统的自动和手动控制,从而保证了BDC入口煤气温度<200℃,保证除尘布袋的使用寿命。
4.2 BDC排灰系统问题的解决
4.2.1 解决均压布袋积灰堵塞问题的措施
(1)取消粉尘箱的均压管道上的节流孔板,保证反吹效果。
(2)对蒸汽冷凝水箱进行改造, 避免冷凝水滴在粉尘箱上, 让排压布袋保持干燥。
4.2.2 解决螺旋输送机和双轴搅泥机排灰口堵塞问题的措施
(1) 将泥浆泵出口管由一路改为两路,使泥浆泵可以两台同时运转。
(2) 改变旋转阀的转速,由原来的20Hz改变为12Hz, 降低旋转阀的排灰速度和能力。
(3) 将双轴搅泥机上的电磁阀改为电动球阀,使之可靠切断水源。
(4) 防止泥浆浓度上升,对双轴搅拌机与泥浆搅拌槽进行改造,将其水源分开,并增设一路水源,确保水源供应,另外及时开泥浆泵。
4.2.3 针对泥浆输送系统给浓缩池造成冲击负荷,造成浓缩池出口循环水悬浮物超标问题,我们采取了上述的延长排灰时间、改变旋转阀的动作频次等措施外,还采取了以下措施:
(1) 将泥浆泵出口管道就近直接排入到原双文系统的污水池, 减短泥浆管道长度;
(2) 在污水池中从二文供水主管上引一条供水管道至污水池底部, 并增设相应的喷嘴,对泥浆进行搅拌、稀释,再通过提升泵均匀地抽到一文回水高架渡槽回到浓缩池,将冲击负荷变为均匀负荷,以保证浓缩池出口循环水指标合格。
5 改造后的运行效果
经过对DC温控系统和BDC排灰系统的调整和改造,使DC温控系统实现了自动和手动均能控制,防止了DC下部积灰,实现了BDC排灰系统的正常运行,浓缩池出口循环水悬浮物基本合格,从而解决了困扰干式布袋除尘技术应用上存在的问题。
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