袋式除塵器的重要性能指標及溫度控制
近年來,我國煉鐵工業(yè)發(fā)展迅速,煉鐵技術取得長足進步,設備、運行和管理能力得到提高,高爐生產(chǎn)穩(wěn)定。因此,袋式除塵技術的相應設施應具有滿足高爐生產(chǎn)要求的水平。以下是對袋式除塵技術應用的一些看法,供參考。
1.過濾材料和過濾器負載
過濾負荷是袋式除塵器的重要性能指標,反映了其性能和生產(chǎn)水平。濾料是袋式除塵器的基礎,是可靠性的保證。無堿玻璃纖維袋已經(jīng)使用了20多年,是我國早期制造的成熟過濾材料。雖然可行,但過濾速度低(0.5~0.6m/min),不適合低壓差反洗系統(tǒng)運行。因此,設計過濾負荷一般為25-30 nm/( h),采用高壓差間歇反沖洗系統(tǒng)。隨著袋式除塵器的成功升級和應用及其在中型高爐的進一步發(fā)展和應用,濾料低效的矛盾日益突出。國產(chǎn)Nomax的負載在~ 100 nm/( h),但由于當時工作溫度低,價格高,應用受到限制。因此,高溫濾料產(chǎn)品的發(fā)展對袋式除塵器的推廣應用有一定的影響。1993年,玻璃纖維針刺氈投入使用,過濾速度可達0.8~1.0m/min。1998年,高溫復合過濾材料(如Vermex針刺氈等。)投放市場,工作溫度可達260,過濾速度1.0~1.2m/min,還有涂層濾料。2000年TISCO采用國產(chǎn)Metas,2004年濰坊鋼鐵采用國產(chǎn)Metas。這幾種濾料可以說是高溫型的,只不過Metas的工作溫度為200(短期為250),這為袋式除塵技術的基礎條件和工藝選擇提供了有力的支持,也為該技術近年來的快速發(fā)展起到了進步作用。
濾料種類繁多,技術性能有所提高。但感覺實際應用中的過濾負荷較低,與推薦值差距較大,沒有體現(xiàn)濾料的優(yōu)勢。目前脈沖噴吹除塵的除塵器大多采用高溫復合針刺氈(如FMS9806等。)和Metas。根據(jù)十幾座大型高爐袋式除塵器的設計,標準溫壓負荷大多在30 nm/( h)以下(標準溫壓下的過濾速率在0.5m/min以下),少數(shù)標準溫壓下的過濾速率在0.7m/min以下。比如1080 m高爐的總過濾面積分別為8000 m和11000m,目前高爐配備了較高的頂壓,有利于增加負荷。其標準溫壓風速尚未達到濾料推薦值的下限(0.8、1.0、l.2m/min),勢必增加過濾面積,增加相應的箱體,不僅占地面積大,而且增加了設備故障點和維修量,從而影響運轉率,這也違背了開發(fā)濾料的初衷。出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能有兩個原因,一是為了尋求輕載下的穩(wěn)定性,二是受到價格因素的制約。這樣的負荷在選擇濾料時確實存在技術經(jīng)濟比較的問題。目前高爐設備水平較高,頂壓分別在0.12 MPa、0.15 MPa、0.2MPa左右,認為過濾負荷仍有提升空間,建議提升過濾負荷,以克服低效運行的不足。在我看來,在設計中應該研究高爐煤氣條件、頂壓和溫度等參數(shù),以便盡可能實用。盒子的數(shù)量和直徑應根據(jù)工藝要求和布局環(huán)境確定。建議控制8盒、12盒、14盒,以大盒為主。在全干法工藝流程條件下,設計過濾負荷時應留有適當余量(必須經(jīng)常對箱式設備進行檢修或更換濾袋),以及濾料過濾速率的上限
濾袋的合理工作溫度有其范圍。氣體溫度使濾袋燃燒,低溫冷凝,不僅增加了濾袋的損壞,也使卸灰和輸灰變得困難。因此,控制進入柜內(nèi)的氣體溫度對保證布袋除塵系統(tǒng)的連續(xù)正常運行至關重要。在300m高爐布袋除塵的生產(chǎn)運行中,這方面的教訓很多,在大型高爐布袋除塵中也有發(fā)生。經(jīng)過幾年的實踐,TISCO 3號(1200 m)高爐引進的除塵裝置經(jīng)過噴水降溫改造,實現(xiàn)了全干正常運行,說明了溫度控制的重要性和方法。升級試驗時,建議溫度下限應大于80,實踐證明,保持在100-200較為理想。
對于除塵系統(tǒng)是否配有溫控裝置,有不同的理解。穩(wěn)定高爐操作,減少波動是基礎,為布袋除塵的正常運行創(chuàng)造了條件。大型高爐比中型高爐有優(yōu)勢,但波動是不可避免的,因此在沒有主動溫度控制措施的情況下,始終存在確保連續(xù)運行的問題。此外,根據(jù)我單位高爐的生產(chǎn)實踐,我們應該采取相應的措施,而不是被動。
目前,中型高爐的溫度控制裝置并不多。大型高爐的除塵系統(tǒng)有的配有間接冷卻裝置(外冷噴淋和熱管換熱器),有的配有半清潔氣體排放裝置,調節(jié)氣體溫度變化,但需要點火燃燒。用輻射處理高溫和低溫是可行的,但如果經(jīng)常發(fā)生或使用時間長,可能會比較困難。以前主要關注的是高溫,現(xiàn)在頂部溫度普遍較低,很難保證進柜要求> 80。
到目前為止,還沒有實用可靠的方法。噴水直接降溫效果快,但加濕不可取,直接升溫困難且經(jīng)驗不足。間接控溫技術成熟實用,但難以處理大量氣體。因此,采用間接和直接組合步驟的方法進行冷卻更為實用。關于溫升,應通過氣體分流的方式進行間接溫升。隨著袋式除塵技術的發(fā)展和擴大,有必要共同努力研究溫度控制技術,特別是溫升技術。
3、但是,灰渣和灰渣利用
機械化卸灰輸送的工藝流程和設備組成已基本定型,應用效果良好,但關鍵是克服卸灰不暢和二次污染。雖然箱體的灰斗有氣動清堵裝置,但有時很難卸灰。我認為主要原因在于灰斗的結構和溫度。實踐表明,箱內(nèi)氣體溫度適合排灰就順,除煤氣溫度因素外,灰斗外保溫要到位、連續(xù)?;叶方嵌炔荒苄?,應控制在65°以上,太鋼3號高爐引進除塵裝置的灰斗結構值得效仿。采取小批量多次卸灰可能會有益處?;叶坊椅恢甘居?,仍未得到滿意的解決,須研究開發(fā),現(xiàn)時實惠的作法就是低溫電偶,但它溫差小要注意觀察摸索經(jīng)驗。當今高爐頂壓普遍提高情況下,要正確處理設備選型及組合和能力匹配,防止泄漏,加強管理維護,確保開動率。
1990年首鋼2號高爐布袋灰采用氣力輸送,現(xiàn)已在大高爐上應用,估計有~40%的布袋除塵系統(tǒng)采用,取得較快發(fā)展,氣力輸灰也同樣要求卸灰順暢流量穩(wěn)定。摸索研究輸送濃度、氣源壓力、大灰倉過濾面積及壓力控制等技術參數(shù)及其自動調節(jié),提高輸送管道使用壽命等,總結經(jīng)驗以便借鑒推廣。
機械輸灰或氣力輸灰大灰倉下采用加濕處理者,要選擇效果好的加濕機,人工給水要堅持隨時調節(jié)掌握適度,努力研究下灰計量技術,實現(xiàn)灰水比自動控制調節(jié),以克服人工給水的弊病。
布袋灰的自燃性普遍存在,只是自燃程度(速度)有所不同,灰的自燃給輸灰系統(tǒng)造成危害的問題,在大中型高爐布袋除塵系統(tǒng)中都有經(jīng)驗教訓,所以,在設計時須充分重視。布袋灰含鐵低,容重輕,粒徑小(細),有揚塵等問題,燒結生產(chǎn)不歡迎。尤其是大高爐采用布袋除塵日出灰量很大,研究出路,否則會造成污染轉移。
4、濾料質量的評價標準
濾料性能和濾袋質量是布袋除塵器可靠性的保證。近年來,濾料生產(chǎn)企業(yè)技術不斷進步,提供了多品種濾料,對高爐煤氣布袋除塵技術的發(fā)展推廣提供了有力的支持。希望繼續(xù)研究提高抗結露性能。據(jù)了解,目前除玻璃纖維外其他濾料尚無或行業(yè)標準,給工藝選型造成困難,只能參考各企業(yè)提出的技術性能,缺少性技術依據(jù),因此建議有關部門組織制訂高爐煤氣除塵用濾料(袋)技術標準,明確濾料檢測中心及測試方法,使供需雙方都有據(jù)可依,規(guī)范生產(chǎn),保證質量,提高使用壽命。
關于使用壽命,我理解應是在生產(chǎn)過程中,在允許的工況條件下連續(xù)使用的時間。在升級試驗時就開始研究如何計算考評,至今尚無公認的方法,只是說每年壞了多少袋子,建議討論提出辦法也好有個比較,以前曾設想:①按過濾(處理)的煤氣量來衡量;②以1個箱體為單元(或系統(tǒng))在設定時間內(nèi)破損濾袋的百分比(或者是使用多少小時)。
建議實行按規(guī)定的使用壽命時間進行整體更換,確保煤氣質量。
5、工藝與設備
以前布袋除塵器本體按非標設備進行加工,要求不夠嚴格,現(xiàn)在高爐頂壓普遍提高,工況條件變化,設計重申按壓力容器技術條件要求進行設計制造。
用于高爐煤氣凈化的布袋除塵器尚未形成標準化,有向系列化發(fā)展的趨勢。煤氣除塵工藝性較強,涉及燃氣技術內(nèi)容多,知識面廣,根據(jù)近來建設的實際情況,很有將工藝設計深化,達到的,因為有些技術問題是除塵設備廠無法考慮到的。煤氣布袋除塵器對除塵設備廠也可以說是新興產(chǎn)品,有責任了解、研究設計要求,生產(chǎn)過程和工藝特點。研究除塵器箱體適度直徑、格板安裝等內(nèi)部結構,以便制造出質量優(yōu)、技術性能好的除塵器。
通過多年實踐,對布袋除塵工藝系統(tǒng)的主要技術問題都有深人的認識和掌握,國產(chǎn)濾料和設備能滿足工藝要求。日本是干濕并存雙系統(tǒng),要保持我國全干式工藝流程的特點,從工藝技術、濾料性能、設備選型及質量、檢測控制等方面采取措施,確保生產(chǎn)運行的可靠性、性。目前,已有近30座大高爐布袋除塵的生產(chǎn)實踐,及時總結經(jīng)驗,不斷提高技術水平,在大中型高爐上推廣應用前景是很好的。