高炉煤气干法除尘系统运行率的提升研究_尹作明.pdf

高炉煤气干法除尘系统运行率的提升研究尹作明，周吉华（宝钢股份武钢有限公司，湖北武汉430072）摘要：针对武钢 5 号高炉煤气干法除尘系统运行中因除尘灰湿度偏大造成的输灰系统灰板结、输灰管堵塞等故障问题，结合高炉煤气除尘工艺特点，从高炉煤气温度、输灰与清灰周期等方面入手，分析、优化干法除尘系统运行方式，同时根据输灰系统故障程度，采用高效的在线、离线处理方案，提高干法除尘运行率。关键词：高炉煤气；干法除尘；温度；运行率中图分类号：TF547文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0257-021武钢 5 号高炉概述宝钢股份武钢有限公司（全文简称“武钢”）5 号高炉煤气干法除尘系统于 2009 年初投运，采用干、湿两用的除尘方式对高炉煤气除尘。其中，干法布袋除尘效率高，节水、环保，煤气质量好，煤气温度高，可使TRT 发电效率提高 20%30%，减少煤洗水用量 600t/h 左右，具有节能、环保双重效益1。武钢 5 号高炉干法除尘系统运行十年来，由于高炉煤气温度、压力、流量等参数波动，在实践中遇到除尘灰湿度偏大问题，造成灰板结、输灰管堵塞等故障2，通过不断优化除尘系统运行方式，提高故障处理能力，以满足一定工况下的干法除尘运行率3。2武钢 5 号高炉干法除尘系统运行中遇到的问题2.1高炉煤气温度偏高或偏低若高炉煤气温度高于滤袋耐受温度（300），会造成滤袋破损，除尘效率降低，甚至烧滤袋严重；若高炉煤气温度偏低（100），会使高炉煤气、水蒸气结露附着在布袋筒体滤袋上，影响滤袋使用寿命4和干法输灰系统的稳定。武钢 5 号高炉自投运以来，常出现高炉煤气温度偏高（280）或过低（100）的情况，导致干法除尘系统出现滤袋破损、输灰系统堵塞等故障，造成干法除尘系统频繁停运及检修。2.2输灰系统堵塞武钢 5 号高炉干法除尘系统采用仓式泵浓相输灰工艺，该工艺具有灰气比高、对管路设施磨损小、能耗低的特点，但在实际运行中由于高炉炉况变化，造成灰量波动未达到浓相输灰的工艺条件，会造成输灰管磨损破裂，导致除尘灰外泄扬尘，污染环境，影响生产。2.3输灰系统堵塞后检修时间长武钢 5 号高炉干法除尘系统有 14 个筒体，分 2排来布置，即 17 号布置在一排，814 号布置在另一排，每一排输灰主管路都可以通过阀门倒换分别向任意一个大灰仓输灰，其工艺如图 1 所示。当任一仓泵出现输灰堵管现象，即输灰过程中仓泵内压力无法泄至 0.05 MPa 以下时，若不及时停运所有仓泵，其他仓泵灰会继续输送至主管，造成输灰主管积灰增加，加压输灰时增加灰板结，使输灰管堵塞加重，严重时需拆除所有主管进行处理，检修时间过长。3原因分析及问题处理3.1运行温度的优化当高炉煤气温度偏高或偏低时，若不及时倒运至湿法运行，会造成干法除尘系统故障、停运；若过早倒运至湿法运行，会导致干法运行率低，高炉铁成本高。根据现场试验结果，摸索出干、湿倒换经验：1）当干法除尘入口煤气温度在 90100 时，应及时关注高炉状况，看高炉能否进行升温运行。2）干法除尘入口煤气温度低于 90 时，操作人员需做好干法倒湿法运行准备。3）干法除尘入口煤气温度低于 90 持续超过10 min 时，按倒换规定倒换至湿法运行。4）倒至湿法运行后，操作人员密切关注 VS 入口煤气温度，若 VS 入口煤气温度高于 100 持续 1 h以上且比较稳定时，则立即倒至干法运行。5）增加紧急倒换联锁系统，干法除尘入口煤气温度高于 260 持续 5 min 以上且温升超过 1/s 或温度高于 280 时，TRT 紧急停机，自动倒换至湿法运收稿日期：2022-12-13第一作者简介：尹作明（1989），男，湖北武汉人，毕业于武汉科技大学，本科，燃化技术助理工程师，现为武钢有限炼铁厂设备管理区域工程师，主要研究方向为高炉煤气除尘。总第 208 期2023 年第 5 期山西冶金Shanxi MetallurgyTotal 208No.5，2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.05.098图 1干法输灰系统工艺简图加压阀3 号除尘箱体2 号除尘箱体1 号除尘箱体至 1 号大灰仓至 2 号大灰仓进料阀进料阀进料阀出料阀 2出料阀 2出料阀 2出料阀 1出料阀 1出料阀 12 号仓泵3 号仓泵1 号仓泵N2N2N2加压阀加压阀经验交流山西冶金E-mail:第 46 卷行。待高炉温度稳定后，再倒换至干法运行。3.2输灰周期的优化在浓相气力输灰系统中，一般选择将仓泵的料位控制在 1/31/2，这样有利于在流化的过程中，使氮气与粉尘更好地混合，有利于输送，并在输送的过程中，保证一定的灰气比。经生产实践经验总结，得出计算仓泵输灰时间公式：t=AV3H.式中：t 为仓泵输灰时间，h；V 为单台仓泵的容积，m3；H 为布袋除尘器生产的灰量，t/h；A 为投运的仓泵个数；为瓦斯灰密度，t/m3。为避免发生堵管和输灰管磨损，优化后的输灰方式为：当筒体煤气温度在 90110 时，仓泵输灰时间设置为 60 min；当筒体煤气温度在 180 以内，仓泵输灰时间设置为 50 min；当输灰总量大于 3.5 t/h 或筒体煤气温度高于 180 时，仓泵输灰时间设置为 40 min。3.3系统堵塞后处置方法及检修方案的优化输灰管堵塞后，采取如下处理方式：增加输灰堵管报警系统，便于系统堵管的直接判断；立即停运堵塞单边所有仓泵及助吹；加压 1 号仓泵至 0.35 MPa后，开出料阀疏通 1 号仓泵至大灰仓段输灰管；至 1 号仓泵疏通后，依次疏通 27 号仓泵，直至完全疏通。输灰管堵塞后，若无法在线疏通，则需要提高检修效率。高炉煤气经过干法除尘后，粉尘经过干法输灰系统成为除尘灰，故干法输灰管堵塞成分为高炉煤气粉尘。现通过分析干法除尘粉尘中的化学成分（见表1），找出最佳清堵方法。除尘灰用水浸泡后，试纸检测溶液呈弱碱性，其中 K2O、Na2O 易溶于水呈碱性，Al2O3、CaO、MgO 微溶于水呈弱碱性，故当用水对除尘灰进行浸泡时，能使板结的除尘灰部分溶于水，使板结块在一定程度上得到分散；再采用冲洗方式，将分散的除尘灰排干净。同时，由于除尘灰溶于水部分呈弱碱性，对输灰管道无腐蚀作用，故方法可行。为实现环保要求，浸泡、冲洗水均采用煤循水，冲洗后的煤循水排入集水井，通过泥浆泵返至水站循环利用。通过实践，管道堵塞检修时间减少 50 h 以上，同时直管拆卸较少，降低了劳动强度和人工成本。具体检修步骤如下：1）当干法系统直管段堵塞时，通过各仓泵加压确认堵塞管段具体位置，根据具体位置拆卸相应管段的法兰和仓泵后弯管；2）在直管段、拆卸的弯管处加煤循水浸泡约 24 h后，冲洗干净；3）一次安装直管段、弯管，用直管段一侧仓泵氮气助吹进行吹扫，拆另一侧堵板形成对流；4）吹扫约 20 h 后检查各管段情况，待干燥后投入干法系统。4结论1）武钢 5 号高炉干法除尘系统，在经过筒体运行温度优化、输灰周期优化、输灰管堵塞处置以及输灰主管堵塞检修方案等一系改进后，干法除尘系统运行率得到较大提高。2）在输灰工艺上，由于输灰系统称重装置设置在大灰仓，无法准确反映输灰管中灰量，输灰过程中的固气比只能粗略计算，经验公式也仍存在一定缺陷。在实际运行过程中，还达不到浓相输灰要求，输灰管道、阀门仍有一定磨损，同时氮气耗量较大。下一步还需进一步优化输灰工艺，找出最优化输灰间隔时间，真正达到浓相输灰技术标准。参考文献1贺智民.全干法布袋除尘在大型高炉煤气除尘系统上的应用J.节能与环保，2008（9）：37-38.2包宏鹏，苏振华.邯钢老区 3200 高炉干式除尘故障分析与处理J.河北企业，2015（12）：224.3李长连.干法除尘在高炉上的运用J.冶金动力，2010（1）：28-29.4高鲁平.高炉煤气布袋除尘的研究和发展J.包头钢铁设计研究院，1986（5）：38-44.（编辑：武倩倩）表 1粗除尘后煤气粉尘的化学成分%w（SiO2）w（Al2O3）w（TFe）w（CaO）w（MgO）w（K2O）w（Na2O）w（TiO2）w（S）w（IL）3.762.1836.142.440.761.521.170.650.36 34.33Research on Improving the Operating Rate of Dry Dust Removal System for Blast FurnaceGasYin Zuoming,Zhou Jihua（Baowu Wuhan Iron and Steel Co.,Ltd.,Wuhan Hubei 430072）Abstract:In response to the high humidity of the dust collected during the dry dust removal operation of the No.5 blast furnace gas inWuhan Iron and Steel Group,which caused faults such as ash agglomeration and blockage of the ash conveying system,combined with thecharacteristics of the blast furnace gas dust removal process,the operation mode of the dry dust removal system is analyzed and optimizedfrom the aspects of blast furnace gas temperature,ash conveying and cleaning cycle.At the same time,efficient online and offline processingschemes are adopted based on the degree of ash conveying system faults,to improve the operation rate of dry dust removal.Key words:blast furnace gas;dry dust removal;temperature;operating rate258