钢铁厂转炉布袋除尘器详细介绍

某钢厂转炉在兑铁水、加废钢、倾动出钢、出渣时均产生大量烟气,转炉吹炼时从罩裙与炉口之间也有部分烟气逸出,这些烟气统称转炉的二次烟气。为防止二次烟气对环境的污染,设置二次烟气除尘系统。根据同行业转炉二次烟气除尘系统存在转炉二次烟气除尘系统除尘器采用大气反吹清灰袋式除尘器,由于反吹式清灰方式的清灰能力较差,使除尘器运行一段时间以后,阻力增加,除尘效率下降；转炉二次烟气温度较高,有时会造成除尘布袋损坏,导致排放浓度超过国家标准；布袋除尘系统风机转速恒定，当转炉在非兑铁水状态,风机全速运转,造成电能浪费；这些缺陷,直接影响除尘效果,运行成本也较高。

针对这些问题,公司在为该钢铁厂设计转炉二次烟气布袋除尘系统时采取以下措施:

(1)转炉二次烟气布袋除尘器采用长袋低压脉冲除尘器。

(2)将转炉加料除尘系统的风量直接加入转炉二次烟气布袋除尘系统,达到冷却效果,使布袋除尘器入口的烟气温度保证低于120℃。

(3)为节能降耗,风机设计采用变频电机,根据冶炼工况的变化对风机转速进行调节。

系统的设计

除尘器方案的确定

该钢铁厂转炉二次烟气除尘器的吸尘罩最佳方案是将转炉操作层以上部分的转炉四周全封闭起来,设炉前吸尘罩。吸尘罩为两侧吸风式,由吸尘罩主体及活动垂帘构成,由于吸尘罩口烟气温度较高,为防止吸尘罩长期受强热辐射热影响而烧坏、变形,在烟罩内侧受强热辐射热部位加衬耐火材料。炉前吸尘罩的二次烟气,经管道进入布袋除尘器,净化后的烟气通过风机、烟囱排放,排放浓度控制在50mg/m3。

布袋除尘系统风量的确定

转炉二次烟气除尘系统风量以兑铁水时为最大,转炉二次烟气量统计如下：

1）兑铁水烟气量为270000m3/h;工作温度：220℃；

2）吹炼烟气量为210000m3/h;工作温度：80℃；

3）拆修炉烟气量为120000m3/h;工作温度：80℃；

4）氧枪维修烟气量为30000m3/h;工作温度：80℃；

为避免因烟气温度过高而造成布袋除尘器的除尘布袋造价高,将烟气温度冷却至120℃以下。设计将转炉加料系统的除尘风量加入转炉二次烟气除尘系统,一方面直接降低了系统的烟气温度,另一方面也解决了转炉加料系统的除尘问题。

将转炉加料系统的除尘风量作为冷空气,直接风冷即是在高温烟气中直接进入冷空气进行冷却进入布袋除尘器,按热平衡式进行计算,将转炉二次烟气温度220℃降到120℃,需渗入227803m3/h的冷空气,即转炉加料系统的除尘风量。系统总风量包括原始风量、直接渗入冷空气量(转炉加料系统除尘风量),总计为497803m3/h,换算成烟气温度为120℃时的烟气量为7·17×105m3/h。

转炉布袋除尘系统的阻力

转炉布袋除尘系统阻力包括设备阻力、风管总压损。设备阻力包括布袋除尘器、消声器的阻力,风管总压损包括局部压损和沿程压损,确定管内风速在兑铁水时为30m/s,吹炼时为25m/s,其余工作状态为17m/s,计算得出,风管的总压损为3210Pa。

风机的选择

根据在其它钢铁厂在布袋除尘器方面的运行经验,风机的风量应在系统风量上加20%,全压为系统总压力损失:风管的总压损3010Pa、除尘器阻力1500Pa、消声器阻力150Pa、风机动压损失50Pa,4项的和为5110Pa,取储备系数1·15,则风机的全压取5877Pa,配电机轴功率2032kW。选择风机时宜采用风机中间支承(F式)的传动方式以保证运行平衡性。尤其是风机,因为叶轮磨损和积灰后会影响转子的平衡,容易引起风机振动。由于转炉工况是变化的,如果对风机转速不进行必要的调节,将造成大量电能浪费,所以应根据转炉工况所需风量对风机转速进行调节。本设计采用变频电机。

除尘器的选择

为使设备阻力变得更低,转炉二次烟气除尘应用了适合转炉二次烟气治理的长袋低压大型脉冲袋式除尘器,其主要特点是:

1）转炉低压脉冲除尘器主要由箱体、灰斗、进风均流管、出口风管、支架、滤袋及喷吹装置、卸灰装置等组成。它采用薄板型提升阀实现离线三状态，清灰技术先进、工作可靠。

2）转炉布袋除尘器设计合理的进风均流管和灰斗导流技术解决了一般布袋除尘器常产生的各分室气流不均匀的现象。

3）转炉低压脉冲除尘器袋袋结构按不同工况有多种结构形式（八角形、圆形等）。更换滤袋快捷简单。

4）转炉布袋除尘器滤袋上端采用弹簧胀圈形式，密封好；维修更换布袋笼标准长度为6m，还可根据需要增长1-2m。

5）转炉布袋除尘器电磁脉冲阀易损件膜片的使用寿命大于100万次。除尘器控制可采用先进的程控器，具有差压、定时、手动三种控制方式，对除尘器离线网、脉冲阀、卸灰间等实现全面系统控制。

6）清灰能力强。清灰时滤袋壁得到的加速度为重力加速度g的60~200倍(反吹风袋式除尘器只能达到3~5g[3]),所以设备阻力低。即使对于各种炉窑(如炼钢电弧炉)烟尘,仍能保持正常的设备阻力(低于1600Pa)。

7）喷吹压力低,达到上述清灰强度所需的压力为0·15~0·2MPa。这是由于采用了压力损失小而启闭迅速的直通式快速脉冲阀以及设计合理的喷吹管,可在最短的时间内向滤袋内输送充分的清灰气流,因而能以低压力和相同的压气耗量获得更好的清灰效果。由于喷吹压力低,可采用管网压力,不需专设空压机。

8）除尘器控制可采用先进的程控器,具有压差、定时、手动三种控制方式,对除尘器离线阀、脉冲阀、卸灰阀等实现全面系统控制,现场无需设操作人员,实现了除尘系统无人职守。

长袋低压大型脉冲袋式除尘器技术参数：

除尘器过滤面积：15000m2；

除尘器过滤风速：0.7-0.8m/min

除尘滤袋数量：50400条

脉冲阀数量：3600套

离线阀数量：360个

该钢厂转炉二次烟气除尘器选用长袋低压脉冲除尘器,风机采用电频电机,公司设计将转炉加料除尘系统风量直接与转炉二次烟气除尘系统合并为一台布袋除尘器。布袋除尘系统投产后,烟气排放浓度为32mg/m3,烟气温度在110℃以下。实践证明,该脉冲布袋除尘系统具有节能、捕集率高、排放浓度低、自动化程度高等特点。

32系列技术参数：

 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 

型号   参数	处理风量(m3/h)	过滤风速(m/min)	过滤面积(m2)	滤袋数(个)	阻力(Pa)	含尘浓度(g/m3)	保温面积(m2)	重量(T)
32-3	6900	1.2-2.0	93	96	1470-1770	<1000	26.5	2.88
32-4	8930		124	128			34	4.08
32-5	11160		155	160			41	5.28
32-6	13390		186	192			48.5	6.48

64系列技术参数：

 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 

型号   参数	处理风量(m3/h)	过滤风速(m/min)	过滤面积(m2)	滤袋数(个)	阻力(Pa)	含尘浓度(g/m3)	保温面积(m2)	重量(T)
64-4	17800	1.2-2.0	248	256	1470-1770	<1000	70	7.28
64-5	22300		310	320			94	9.96
64-6	26700		372	384			118	11.64
64-7	31200		434	448			142	13.32
64-8	35700		496	512			166	15

96系列技术参数：

 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 

型号   参数	处理风量(m3/h)	过滤风速(m/min)	过滤面积(m2)	滤袋数(个)	阻力(Pa)	含尘浓度(g/m3)	保温面积(m2)	重量(Kg)
96-4	26800	1.2-2.0	372	384	1470-1770	<1300	110	10452
96-5	33400		465	480			120	12120
96-6	40100		557	576			130	14880
96-7	46800		650	672			140	16920
96-8	53510		744	768			150	19810
96-9	60100		836	864			160	21240
96-2×5	66900		929	960			175	25200
96-2×6	80700		1121	1152			210	30240
96-2×7	94100		1308	1344			245	35280
96-2×8	107600		1494	1536			280	40320
96-2×9	121000		1681	1728			315	45360
96-2×10	134500		1868	1920			350	50400

128系列技术参数：

 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 

型号   参数	处理风量(m3/h)	过滤风速(m/min)	过滤面积(m2)	滤袋数(个)	阻力(Pa)	含尘浓度(g/m3)	保温面积(m2)	重量(kg)
128-6	67300	1.2-2.0	935	768	1470-1770	<1300	125	24120
128-9	100900		1402	1152			196	31680
128-10	112100		1558	1280			205	34680
128-2×6	34600		1869	1536			323	43920
128-2×7	15700		2181	1792			247	52680
128-2×8	179400		2492	2084			262	60000
128-2×9	201900		2804	2304			277	66480
128-2×10	224300		3115	2561			292	72000
128-2×11	247600		3427	2856			307	78480
128-2×12	269100		3728	3072			322	96400
128-2×13	291600		4050	3328			337	93600
128-2×14	314000		4361	3584			252	100800