当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

煤气纯干式布袋除尘技术在韶钢2500高炉的应用


煤气全干式布袋除尘技术在韶钢 2500m3 高炉的应用 蔡 富 良 (广东省韶钢设计院) 摘要: 高炉煤气干式布袋除尘是钢铁行业节能降耗的重要技术之一,广东韶 钢采用系统设计的理念,成功将其推广应用到 2500m3 级高炉。本文对高炉煤 气全干式布袋除尘系统在大型高炉的推广应用及相关技术问题进行分析,并 建议国家相关部门及行业协会抓紧相关标准的制定,使这一新技术能在资源 节约型、

环境友好型社会的建设中发挥更大作用。 关键词:高炉煤气 布袋除尘 系统可靠性 大力推广 Application of the coal gas entire dry type baghouse filter in 2500m3 blast furnace of shaogang Cai Fuliang (Design Institute of Shaoguan Iron& Steel Company ) Abstract The coal gas entire dry type baghouse filter is one of the important techniques, which the CSG (Shao Guan Iron&steel Group) adopted the concept of systematic design, is applied and promoted successfully to 2500m3 blast

furnace. This paper analyzes the promotion and connected technical questions of the large-scale blast furnace coal gas entire dry type baghouse filter system. It also suggests that related departments of our country and the profession associations formulate the standard so that this new technique can be better utilized in society's construction of the resource conservation and environment protection. Key word: The blast furnace coal gas, baghouse promote vigorously
1

filter, system reliability,

1.前言 高炉煤气全干式布袋除尘技术作为钢铁行业协会推进行业发展循环经济 所重点推广的六大类(三干三利用)先进技术之一,正逐步被各企业所采用。 尤其是该技术与高炉煤气余压发电(TRT)配套建设,将为企业节能降耗、 资源节约及提升企业竞争力带来积极影响。2003 年以来,莱钢、韶钢先后将 其推广到 1880 m3、 2500m3 高炉后, 该技术在国内得到迅速推广。 “2000m3 韶钢 以上高炉全干式煤气布袋除尘技术研究与应用” 已列入 2004 国家科技成果重 点推广示范项目(编号:2004EC000254) 。大型高炉干法除尘设备也列入国家 重大技术装备研制和重大产业技术开发专项。目前,部分钢厂大高炉皆准备 采用该技术,但一些设计思路及核心问题尚没有引起足够重视,这将为高炉 的长期稳定、顺行带来隐患,尤其是在炉龄中后期将可能造成高炉频繁修风。 为减少钢铁企业的损失,加快全干式煤气布袋除尘的推广,行业协会应加快 对莱钢、韶钢等企业煤气除尘设备及工艺流程应用上的的总结,使其形成行 业技术规范,指导企业煤气除尘的建设,避免盲目模仿,给该技术的推广及 企业生产埋下隐患。 2.高炉煤气布袋除尘技术的进展 布袋净化高炉煤气是一古老技术,世界不少国家都先后采用过,但是其真 正的发展还是最近二十几年。1981 年,日本在德国帮助下,成功把该技术应 用到小仓铁厂 1850m3 高炉,从而使该技术得到飞跃发展并推广到 4000 m3 高 炉。我国从 1974 年开始研制用于净化高炉煤气的布袋除尘器,但直到太钢 1250 m3 高炉从日本考察、 引进高炉煤气除尘系统后才获得较大发展并迅速消 化移植到 300 m3 高炉。2000 年以前,太钢、攀钢、首钢都在大、中型高炉采 用过干、湿两用系统;2000 年后,以莱钢、韶钢为代表,取消湿式除尘,将

2

全干式煤气布袋除尘技术推广应用到 1000m3 高炉;2003 年,两企业又在总 结经验及教训的基础上,将其推广到 2000 m3 级高炉并获得成功。国内部分 企业正准备建设大型高炉(大于 2000m3)煤气全干式布袋除尘,甚至准备推 广到 4000-5000 m3 高炉。 3.韶钢 2500m3 高炉煤气除尘工艺及 TRT 效果 3.1 工艺流程介绍 韶钢 2500m3 高炉煤气全干式除尘工艺的技术开发设计时, 国内乃至世界 都尚没有在如此大的高炉采用这样的工艺。攻关组通过大量工作,提出分系 统运行法、分段温控法、科学选择过滤负荷及滤料等理念,提高系统可靠性 及对煤气的适应性。2005 年 8 月投运以来,运行效果较好,给企业带来显著 的经济效益和环保效益。考虑到温度、压力及系统可靠性等因素的影响,韶 钢采用的工艺见工艺流程图 1 其中放散部分为未来计划与除尘前管道相连) ( 。 煤气经重力除尘器粗除尘后,其温度如在正常范围,则直接进入离线脉 冲喷吹除尘器精除尘后再进入 TRT 发电。其温度如不在正常范围,则通过温 控设备后再进入离线脉冲喷吹除尘器精除尘后进入 TRT 发电。如 TRT 故障, 则除尘后通过调压阀再进总管。当压力检测装置检测出某个箱体的压差达到 设定值,则关闭该箱体的两个阀门,启动脉冲反吹装置,对布袋进行清灰。 当反吹完毕后,打开该箱体的两个阀门,箱体投入使用。 为避免布袋破损后,大量粉尘进入后面的煤气用户,在每个箱体的出口 设自动检漏装置,当检测到布袋破漏时,自动发出声光报警,并关闭相应箱 体的进出口阀门,停止该箱体使用。在故障排除后,箱体重新投入使用。 脉冲清灰装置清掉的粉尘,沉降到灰斗,然后经气动卸灰球阀卸到中间

3

灰仓,再关闭中间灰仓上部的气动卸灰球阀。当需外运瓦斯灰时,打开中间 灰仓下的气动卸灰球阀,瓦斯灰通过螺旋输送机送到卸灰罐外运。为防止二 次污染,在卸灰点设抑尘设施。 在投产初期未达到引煤气条件时的废气经燃烧后放散。

12

11

5

16

15

14

13

第一组 第 2组

TRT

第三组 第四组 1 2 3 4 6 7 8 9 10

1.高 炉 ; 2.重 力 除 尘 器 ; 3.阀 门 组 ; 4.阀 门 组 ; 5.阀 门 组 ; 6.阀 门 组 ; 7.除 尘 器 本 体 ; 8.阀 门 组 ; 9.调 压 阀 组 ; 10.TRT; 11.阀 门 组 ; 12.换 热 器 ; 13.净 煤 气 总 管 ;14.阀 门 组 ;15燃 烧 放 散 塔 ;16.阀 门 组 图1 煤气除尘工艺流程图

3.2 与国内外煤气除尘工艺参数的对比 各钢铁企业在煤气布袋除尘系统建设时,都会根据各自的高炉炉容、炉 顶压力、炉顶设备类型、高炉煤气温度、煤气量、煤气含湿量等主要参数确 定除尘系统的大小。大、中型高炉采用布袋除尘器净化高炉煤气的主要参数 如下(见图表 2) :
图表 2 大中型高炉煤气除尘系统主要参数 名 称 企业 高炉炉容 3 (m ) 煤气发生 量(万 3 m /h) 中 国 韶钢 2540 48 中 国 莱钢 1880 40 日 本 小仓铁厂 1850 23.3 中 国 太钢 1250 18-21.6 中 国 攀钢 1250 18-21.6 中 国 首钢 1726 20-23 中 国 首钢 2100 40-46

4

炉顶压力 (Kpa) 除尘方式 箱体数 (个) 清灰方式 过滤面积 2 (m ) 箱体直径 (mm) 滤袋材质

<250 干式 28 低压脉冲 14195 3800 氟美斯 9806+玻纤 针刺毡覆 膜滤袋 炉顶打水 加管式换 热器 管式换热 器

<250 干式 24 低压脉冲 11280 3500 氟美斯 9806

170-180

<150

<150

<140

<140

干式为主, 干式为主, 干式为主, 干式为主, 干式为主, 湿式备用 湿式备用 湿式备用 湿式备用 湿式备用 5 7 6 9 8 反吹风 2210 3500 Nomex 反吹风 3094 3500 Nomex 反吹风 2652 3500 Nomex 反吹风 3980 3600 Nomex 反吹风 5998 4600 Nomex

降温方式

间接降温 设备 间接换热 设备

DC 内喷雾 降温 回流式高 压喷嘴

降温设备

布袋寿命 出口浓度 3 (mg/Nm ) 投产时间 运行率 (%)

2-3 <5 2004 100

2-3 <5 2004 100

3 <5 1982 90

DC 内喷雾 降温加管 式换热器 回流式高 压喷嘴加 热管换热 器 3 <5 1987 98.5

DC 内喷雾 降温加管 式换热器 回流式高 压喷嘴加 热管换热 器 3 <5 1998 98.5

炉顶打水 加 DC 内喷 雾降温 高压喷嘴 加热管换 热器 2-3 <5 1991

炉顶打水 加 DC 内喷 雾降温 高压喷嘴 加热管换 热器 2-3 <5 1992

3.3 TRT 运行效果 2500m3 级高炉建设中,韶钢同时建设一套与干式布袋相匹配的高炉干式 煤气余压透平发电装置(简称 TRT) ,并于 2005 年 10 月并网发电。TRT 透平 主机为干式轴流两级反动式,两级全静叶自动可调,额定功率 14000kW,最 大功率 18000kW;发电机选用无刷励磁发电机,额定功率 18000kW;额定电 压:10.5kV。TRT 投产后,取得比原预想更好的效果。具体运行见图表 3。 图表 3 2005 年 11 月 TRT 运行情况

月 总 发 电 量 日 平 均 发 电 月 平 均 小 时 高 炉 日 平 均 高炉月平 均日 月 平 均 吨 (万 kWh) 量(万 kWh) 发电量 (kWh) 铁产量 (t/d) 系数 铁发电量 (kWh/t) 725 24.2 10069 5127 47.2 2.02t/m3d

根据资料报道及检索,韶钢 2500 m3 高炉由于采用全干式布袋除尘净化 高炉煤气,使其在 TRT 的入口煤气压力、温度比湿式除尘高得多,发电量大
5

幅增加,比湿式除尘 TRT 为企业增加效益 2000 万元以上。 图表 4 韶钢 吨铁发电量(kWh/t) 47.2 TRT 运行同国内企业对比表 马钢 29.93 2.46 宝钢 35.21 2.246

高炉利用系数(t/m3d) 2.02

与国内企业相比,韶钢 TRT 发电量比马钢高 57.7%;比宝钢高 34.05%。 4 大型高炉全干式煤气布袋除尘系统推广需注意的问题 至 2005 年底,在莱钢及韶钢取得 2000 级高炉煤气布袋除尘的成功基础 上,国内部分企业已接受全干式布袋除尘净化大型高炉煤气的观点,并得以 推广。但在推广中过于冒进,有可能给高炉炉龄中后期的稳定顺行带来不利 影响。通过韶钢 2500 m3 高炉采用此技术的实践证明大型高炉推广应重点解 决系统可靠性、温度控制、设备质量等问题。 4.1 系统的可靠性问题 众多钢铁企业明知大型高炉煤气全干式除尘与高炉煤气余压发电(TRT) 配套建设会跟企业带来两千万元以上的效益,却没有建设?究其原因,我们 认为主要是传统干法布袋除尘系统其可靠性不能满足大高炉的需要,即大高 炉会因布袋除尘系统的故障而休风,影响其顺行,并影响企业能源介质的平 衡。 通过对韶钢中小型高炉布袋除尘系统运行故障的统计,引起荒煤气侧设 备故障的因素主要有支管弯头、阀门、补偿器等,其可靠性为 99.4%。这种 可靠性对于小高炉的生产来说是可以接受的。 2500m3 高炉煤气采用比肖夫环缝洗涤器除尘系统容易出问题的故障点为 6 个,主要是环缝、弯头和管道等。因此该系统可靠性为 99.91%,约 3 年影 响高炉一次,对于大高炉来说,其可靠性可以接受的。 2500m3 高炉采用全干法布袋除尘系统,需 28 个箱体和 6 个降温装置, 共有故障点 204 个,如采用小高炉的设计思路,以每个故障点设备的可靠性 与小高炉一样,则系统的可靠性为 96.986%。则出故障的概率为 3.014%,即
6

每年出 11 次故障,也就是说布袋几乎平均每个月就会影响大高炉一次生产, 这种运行模式是大高炉生产所不允许的。所以将小高炉的布袋除尘工艺直接 应用到大高炉是不合适的。 4.2 温度控制 煤气温度对除尘系统的运行有重要影响。温度过高,会烧坏布袋,但从 国内外类似高炉煤气除尘的情况看,高温易于控制;低温状态、含湿量小, 对除尘系统影响不大;低温状态、含湿量大,对除尘系统影响大。因此对煤 气温度应根据大型高炉的特点,采取适当方式加以控制,以提高除尘系统的 适应性。 目前国内部分大型高炉煤气除尘系统采取煤气高、低温时不净化,直接 燃烧放散,虽然解决了 CO 带来的安全隐患,但是由于重力除尘后煤气仍然含 有 6-10g/Nm3 的瓦斯尘, 将给环境带来污染, 国家及地方环保部门应及早制止, 否则投产后对环境危害较大,再改造难度也较大。 4.3 高炉炉顶压力对除尘系统的影响; 在对煤气除尘过滤面积的选择时除考虑温度的影响,还必须考虑高炉炉 顶压力对煤气工况流量的影响。压力的波动会给除尘系统带来影响。具体表 现在(如 165℃时,炉顶压力为 0.02、0.06、0.1、0.15、0.20 和 0.25MPa 时, V1/V0 则为 1.33、1.0、0.8、0.64、0.53 及 0.46) : (1) 压力降低, 煤气膨胀, 造成滤速提高, 如超过界限, 则布袋无法承受。 为此,设计过滤负荷应取高压时的低限,低压时的高限之间的区域,从而满 足高压、低压运行; (2) 减压瞬间,气流速度突然增加,对滤布造成冲刷,对大中型高炉煤气 除尘全干式运行影响较大。如在设计中考虑此因素取负荷低一些,操作中再 尽力避免压力的剧变。 4.4 设备、管道弯头等的磨损及质量必须引起重视
7

对煤气除尘的设备问题应引起高度重视,即使在设计中再完善,设计可 靠性再高,如设备质量不能保证,就使整个系统有如无源之水、无本之木, 所以必须对设备生产单位的选择加以重视、对设备的生产、施工质量加强监 督。尤其是对阀门、箱体、换热设备、输灰设备、仪表等更应如此。对各种 人孔、防爆阀等附件也应引起重视。弯头的磨损对于含尘气体是不可避免的, 为减少弯头的磨穿,通过技术措施,如喷耐磨材料或采用加内衬的办法,确 保弯头在一代炉龄不被磨穿,减少对高炉的影响。 6.结束语 高炉煤气全干法除尘工艺技术是一项有效的重大综合节能环保技术,该 技术的应用是高炉煤气净化技术的重大技术进步。韶钢及莱钢的成功实践, 说明该技术在大型高炉的推广应用条件已具备。 目前国内共有高炉近 800 座, 大于 1000 立方米的高炉近 300 座, 随着这项新技术在全国高炉上的推广应用, 将为钢铁行业年创直接经济效益 32 亿元以上, 钢铁行业协会应加快该技术在 全国大中型高炉的推广,使钢铁企业在资源节约型、环境友好型社会的建设 中作出贡献。该技术的推广应用,对我国钢铁工业可持续发展和提高竞争力 具有重要意义

参考资料: 1 《高炉煤气布袋除尘技术与球式热风炉》高清举 涂继炜主编 中国金属学 会《钢铁》编辑部 1991 2《高炉煤气布袋除尘赴日技术考察报告》高炉煤气布袋除尘技术赴日考察组 1983 3 《高炉煤气干法净化高温烟气净化装置》 (译文集) 冶金工业部安全技术 研究所 1984、

8


相关文章:
煤气纯干式布袋除尘技术在韶钢2500高炉的应用
煤气干式布袋除尘技术在韶钢 2500m3 高炉的应用 蔡富良 (广东省韶钢设计院) 摘要: 高炉煤气干式布袋除尘是钢铁行业节能降耗的重要技术之一,广东韶 钢采用系统...
干式余压透平发电机组在韶钢2500高炉的应用
(广东省韶钢设计院 广东韶关 512123) 摘要:高炉炉顶煤气余压透平发电装置是钢铁行业节能降耗的重要技术之一, 韶钢 2500m3 高炉采用全干式布袋除尘净化高炉煤气,配套...
全干式煤气布袋除尘在大中型高炉中的应用
煤气纯干式布袋除尘技术... 8页 1下载券 高炉煤气...1. 全干式煤气布袋除尘在大中型高炉应用状况包钢 4...充足的过滤面积方能保证除尘器的运行,如韶钢 7#...
大型高炉煤气纯干法布袋除尘技术
该项目的技术内容是推广应用在韶钢成功研究与开发 ...# 8 2500m 高炉上推广应用煤气纯干法布袋除尘技术...进一步提高大高炉应用纯干式布袋 煤气除尘技术的可靠...
高炉煤气干式布袋除尘极端温度煤气的处理
概述干式布袋除尘技术 (下称 BDC 系统) 是近年来在全国大型高炉上推广应用的一种高炉煤 气除尘技术,与湿法除尘技术相比,具有煤气净化质量高,节水,节电,投资省,...
韶钢高炉煤气除尘浓相气力输灰系统设计与运行
韶钢高炉煤气除尘浓相气力输灰系统设计与运行_电力/水利_工程科技_专业资料。韶钢...高炉煤气蓄热式铁水包烘... 24人阅读 2页 ¥1.00 煤气纯全干式布袋除尘技...
高炉煤气全干法除尘技术在首钢迁钢4000立方米高炉上的研究与应用
公司在国内高炉煤气全干法除尘技术研 究应用领域的...高炉成为业内当时投产的规模最大的全干式脉冲布袋...据了解,国内济钢、莱钢、太钢、韶钢、首秦等企 业...
高炉煤气布袋除尘器的现状与前景
韶钢 1#高炉为例,每年节焦 1500t, 如果我们在“八五”期间能有 50%的...都为我国高炉 煤气干式除尘技术的开发和应用,提供经验创造了条件,做出了积极的 ...
高炉煤气系统干式除酸技术介绍
这已经成为高炉煤气干法 除尘技术推广和应用中最突出的矛盾。 本文提出了新型的高炉煤气干式除酸技术, 可以全面解决包括 TRT(高炉煤气余压透平发电装置)在内的所有...
高炉炉顶余压发电技术-TRT的应用
高炉炉顶余压发电技术-TRT的应用_能源/化工_工程...从干式布袋除尘器出来的净煤气将进入透平机。这时的...韶钢 2500 立方米高炉 TRT(采用干法除尘)透平要为...
更多相关标签:
高炉煤气除尘布袋 | 高炉煤气布袋除尘器 | 干式除尘器 | 干式除尘 | 干式电除尘器 | 高炉除尘灰 | 高炉煤气除尘 | 干式除尘系统 |