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太钢高炉煤气净化系统的改进
作者:管理员    发布于:2017-01-09 09:03:09    文字:【】【】【

  燃气1太钢高炉煤气净化系统的改进冀岗(太原钢铁集团有限公司煤气厂,山西太原030003)中对关键问题的解决办法。

  1小高炉净化系统的改造太钢1、2两座高炉现炉容为324m3,各有一套煤气净化系统,原设计为与常压小高炉配套的塔、文、电串联湿式煤气清洗系统,随着高炉生产的不断强化,两座高炉有效容积比原设计增加了180m3,而清洗系统未作改动,所以净化能力不足的矛盾随着生产的发展逐渐暴露出来,煤气含尘量长期几倍乃至十几倍超标,热风炉蓄热室堵塞严重,富裕煤气只能大量放散,造成一定程度的能源浪费。

  经过分析,我们认为:小高炉煤气净化效果不好的原因从表面上看是系统硬件设施不配套,但从根本上讲仍然是多年来对湿法除尘的特性掌握不够造成的。过去为了保证常压高炉在小高压操作时净化系统的安全运行,采取拆喷头、保水量、避免吹翻水封的做法,增大了循环水量、降低了系统水压,导致洗塔喷淋效果差、直接影响净化效果。因此改造的首要内容就是提高水压、减小喷头有效截面积来提高水压、保证喷淋效果,同时适当减少下层喷头数量,并对洗塔各层喷头的水压进行实际测定和调整,以有效水压满足喷淋要求为调整的标准。为防止喷头缩径后发生堵塞,对循环水系统进行了加药处理,投加蓄凝剂和缓释阻垢剂,降低洗涤水悬浮物,并定时投放杀菌剂,改善系统水质。为防止喷头缩径循环水量减小后发生水封击穿事故,我们将高压高炉系统采用的浮子式排水器经改造后移植到洗塔、文管排水系统,保证了系统的安全运行。对于在煤气清洗中起关键作用的文氏管,将其改造为可调喉口,并通过调整R翻板开度来增大喉口煤气流速,提高文氏管的净化效率。同时停用了维护费用相对较高的电除尘。对1高炉还加装了高压阀组和旋风脱水器。通过一系列的改造,文氏管出口煤气含尘量降至5m/m3以下,低于国家标准,热风炉风温也提高了50. 2大高炉净化系统的改造太钢3高炉炉容为1200m3,原设计配套的是洗塔、文管、高压阀组、圆桶帽式灰捕的高压湿式清洗系统,1988年从日本引进的干式布袋除尘系统由于存在一些问题,无法稳定运行,因此长期以来一直以湿法除尘为主。由于干法除尘归炼铁厂管辖,1999年公司决定对干法除尘进行攻关后,我厂对净化系统的改造主要是结合干法的投用进行的。

  干法除尘煤气净化的工艺路线为:高炉-重力除尘器-冷却器-布袋除尘器-降压-灰泥捕集器-管网。由于原系统为圆桶帽式灰泥捕集器,运行多年来内部结构腐蚀、磨损严重,因此将其扩径总第并改造为填料式,在填料选择上,我们结合45高炉净化系统的经验,经计算后决定采用铝合金曲板,投用后效果良好。煤气经干法除尘后,压力已降至9,为防止高温煤气进入灰捕破坏常压水封,在干法出口加装了喷头,将其温度降至709以下,保证系统安全。干法投用后,煤气含尘量保持在4mg/m3以下。

  2.24高炉改造350m3,采用双文串联的湿式清洗系统,工艺先进,1991年投产后除发生过水泵停电导致聚丙烯填料烧毁的事故外,运行基本正常,对于烧毁的填料,我们将其更换为不锈钢鲍尔环,投用后效果良好,煤气含尘量长期稳定在3mg/m3以下。公司确定2000年对高炉进行扩容大修、增加TRT后,针对扩容后炉容增加至1煤气量增加、炉顶压力提高、TRT对煤气质量要求高的情况,决定对净化系统进行适当的改进。此次改造设计主要是针对煤气清洗系统上一代设计中存在的不足和生产中出现的问题进行修改和完善,在尽可能利用原有工艺设备、厂房和部分设备基础的前提下,实现高炉扩容后煤气清洗系统的优质、低耗和长寿。改造内容可划分为煤气清洗系统工艺改造和系统设备改造两大部分。

  2.2.1煤气清洗系统工艺改造扩容后高炉煤气产量由22万增加至28. 8万m3/h,顶压由11. 76提高到19.6N/cm2,经核算扩容后双文系统处理能力满足净化要求,保留可调喉口二级文氏管。煤气经减压阀组减压后体积急剧膨胀,进入后部低压区灰泥捕集器,使通过灰捕的煤气流速达到3m/S,无法满足净化要求,经计算为保证清洗质量灰捕需扩径至8m,新建灰捕本体、灰捕支撑及灰捕基础等费用很高,改造工作量也大。经过多方论证后采用了旋流板式脱水器,保留灰捕,将一级脱水改为二级串联脱水,既保证了煤气含水量又降低了工程投资。由于旋流板式脱水器有高压与低压两种形式,为合理利用旋流板式脱水器并保证进入TRT的煤气质量。我们选用了高压旋流板式脱水器,即将旋流板式脱水器安装在二文与减压阀组中间,煤气经旋流板式脱水器后进入TRT.同时,为防止二文脱水器中的不锈钢填料被煤气吹出进入TRT威胁机组的安全运行,将二文脱水器中的不锈钢填料全部取出,适当增加角钢提高脱水效率。

  旋流板式脱水器为双套筒设备,双套筒入口中间有导流锥,外筒与内筒、内筒与导流锥之间有单层叶片,煤气在设备内流速在15m/S左右,压降为784~980Pa,脱水效率为80F的机械水。由此可见,旋流板式脱水器的投运不仅提高了进入管网煤气的质量,而且为提高风温和TRT的平稳运行创造了良好的条件。

  2.2.2系统设备改造煤气清洗系统工艺设备改造整体铸造文氏管重要构件,提高设备耐磨性,延长设备使用寿命。煤气通过喉口时的流速为80 ~120m/s,含尘高,流速快的煤气使文氏管的喉口及扩张段(特别是一文)磨损严重。在此次改造中,我们选用了耐磨材质整体铸造了文氏管的收缩段、喉口箱体及扩张段二文扩张段未铸造)。

  提高排水系统耐磨强度。高压高炉排水系统磨损泄漏问题一直是各大钢厂净化系统的难题,在过去的运行中常发生一、二文低位排水管弯头磨损现象,经过多方咨询与考察,在本次改造中我们用陶瓷内衬弯头取代了原有焊接弯头,将排水系统管路材质更换为16Mn,提高了整个排水系统的耐磨能力。

  水系统设备改造选用新型冷却设备,提高水系统冷却能力。循环水温度是湿法除尘系统的一个重要参数,水温偏高会造成煤气冷却效果差,净煤气中饱和水、机械水含量增加,影响后部用户的使用。

  四高炉煤气净化系统原有一座1X70m2填料式机械通风冷却塔,由于在运行中曾发生堵塔现象,大部分填料已取出,洗涤水冷却效果一直不好,夏季循环水温度达到609以上。本次改造由于循环水量增加,需新建一座煤气洗涤塔。经过考察,我们认为中空冷却塔内部无填料可解决原凉水架填料堵塞问题,避免因填料堵塞影响凉水效果,而且中空塔通过喷头的作用使出水水滴粒径足够小且均匀分布,这样可保证水气进行充分的热交换进而达到降温目的,确保凉水效果。因此决定将两座冷却塔都改造为中空式。

  3结语经过连续3年对高炉煤气净化系统的攻关改造,4座高炉净煤气的含尘量均达到了历史好水平。总结认为:喷头有效水压、文氏管喉口差压、循环水温度是湿法除尘重要的3个指标,只有严格保证其达到要求,才能确保煤气的净化效果。

  收稿曰期:002-04冀岗1969-),男,大学,现从事煤气质量管理及技术改造工作。

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