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冶金爐窯煙氣凈化用袋式除塵器-泊頭市東辰環(huán)保機械廠
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冶金爐窯煙氣凈化用袋式除塵器
冶金爐窯煙氣凈化用袋式除塵器
發(fā)布時間:2015/12/23 11:15:27 來源:
泊頭市東辰環(huán)保機械廠
1、
.
前言
冶金爐窯煙塵是一個重要的大氣污染源,
袋式除塵器
是冶金爐窯煙氣凈化中大量應用的設備。對于冶金爐窯煙塵治理技術,我國已探索多年,取得長足進步。但仍有許多爐窯除塵系統(tǒng)效果欠佳。主要表現(xiàn)在煙氣處理量遠遠低于設計值,煙塵不能排除,爐前操作環(huán)境惡劣,有的除塵系統(tǒng)幾乎_不起作用。其原因,主要不在于煙塵捕集裝置,而多由于所用袋式除塵器的性能不適應爐窯煙塵的特性。
為了解決冶金爐窯煙氣凈化系統(tǒng)長期存在的問題,有效防止爐窯煙塵的污染,河北華宇除塵設備有限公司同兄弟單位合作,開發(fā)了用于冶金爐窯煙氣凈化的長袋低壓脈沖袋式除塵器,在電爐、高爐、轉(zhuǎn)爐等許多爐窯煙塵治理中均獲得良好的效果。
2
、清灰方式的確定
(1)
袋式除塵器的性能主要表現(xiàn)在過濾和清灰兩方面。以袋式除塵技術現(xiàn)有水平,使過濾效果達到和優(yōu)于環(huán)保標準不是難事,而將袋式
除塵設備
的阻力控制在預定限度內(nèi),則相對較難??v觀袋式除塵系統(tǒng)出現(xiàn)的運行效果差的問題,絕大多數(shù)都與清灰效果不好導致阻力上升有關,故
“
清灰
”
是關系到袋式除塵系統(tǒng)成敗的決定性因素。
(2)
冶金爐窯煙塵多由化學途徑產(chǎn)生。煙塵顆粒微細、粘性強,從而給袋式除塵器的清灰?guī)砝щy。同時,爐窯煙塵形成的粉塵層質(zhì)地細密,在容塵量相同時,其設備阻力將顯著高于處理其它粉塵。以煉鋼電弧爐為例,粉塵顆粒絕大部分都在
10um
以下。在吹氧期,小于
5um
的塵粒幾乎占
100
%
(
表
1)
。它屬于強粘性粉塵,以拉伸斷裂法測定的拉斷應力
>600Pa
。其清灰的困難程度很高。
(3)
_近
20
年中,我國爐窯煙塵治理采用反吹風袋式除塵器居多。較普通的情況是設備阻力居高不下,低者約
3000Pa
,高者達
4000
~
5000Pa
。這種應用失敗的例子在中、小煉鋼電爐和新建的
100
~
150t
_高功率電爐工程中都屢見不鮮,在出鐵場、轉(zhuǎn)爐二
次煙塵等治理系統(tǒng)也很普通。一些用戶為了勉強維持運行,不得不定期派人敲擊濾袋,以_清灰效果。
上述情況的出現(xiàn)同反吹清灰的特點有關。大量研究證明,積附于濾袋表面的粉塵層不是被反向氣流
“
吹
”
掉的。要吹掉濾袋上
的粉塵層,反向氣流的速度_達到
16m
/s
以上,而包括脈沖噴吹在內(nèi)的所有清灰方式都遠遠做不到這點。決定濾袋清灰效果的主
要因素是清灰時濾袋所獲得的壓力峰值、壓力上升速度,以及袋壁獲得的_反向加速度。反吹氣流穿過
除塵濾袋
壁時的速度只有
0.5
~
1.0m
/min
,不可能將粉塵層
“
吹
”
掉。另一方面,反吹氣流在濾袋內(nèi)產(chǎn)生的壓力峰值很低,壓力上升速度很小,更不能令袋壁獲得有效的反向加速度。反吹清灰方式主要靠濾袋變形對粉塵的擠壓作用,這一清灰方式只能產(chǎn)生微弱的清灰強度。這一認識在稍后進行的菱形袋式除塵器清灰性能試驗中得到證實。
試驗在反吹風速
2.0m
/min(4
倍于實際應用的反吹風速
)
條件下進行。濾袋各點的_壓力峰值為
55Pa
,壓力上升速度
0.86Pa/ms
。而對于清灰起重要作用的_反向加速度則為零。
由于
除塵布袋
形狀的原因,菱形扁袋的清灰強度低于圓袋。但據(jù)資料報導,反吹清灰獲得的_反向加速度_不_過
3
~
5g
(g=
0.81ms2)
。這樣弱的清灰強度,顯然難以去掉具有強粘性爐窯煙塵,其阻力過高的原因也_不難理解。
(4)
對于冶金爐窯的煙塵治理,脈沖噴吹清灰是_為合理的選擇。
脈沖噴吹用壓縮空氣作氣源,以瞬間釋放的方式在濾袋內(nèi)產(chǎn)生很高的壓力峰值和壓力上升速度,從而使袋壁獲得很大的反向加
速度。
表
2
示出
Ⅱ
型環(huán)隙脈沖袋式除塵器的清灰強度。在噴吹
(
氣源
)
壓力
0.55MPa
條件下,袋內(nèi)不同部位的平均壓力峰值可達
1869
~
4252Pa
,壓力上升速度達
277
~
995Pa/ms
,_反向加速度達
65
~
195g
(g=
0.81m
/s2)
。其清灰強度為反吹清灰的數(shù)十倍至上
百倍。
在同一噴吹壓力下,測得
MC
型中心噴吹的袋壁_反向加速度為
15
~
43g
(g=
0.81m
/s2)
,雖然明顯小于環(huán)隙噴吹,但仍比
反吹清灰高得多。
在實際應用中,
脈沖袋式除塵器
有著很好的事例。以較早采用長袋低壓脈沖袋式除塵器的攀鋼密地機修廠
2
臺
5t
煉鋼電爐為
例,自
1989
年
12
月和
1990
年
11
月以來,一直運行正常,設備阻力平穩(wěn),實際過濾風速比設計值
1.55m
/min
提高
1.33
%~
22.7
%。由于系統(tǒng)通暢,冶煉時的煙塵可_被捕集。鞍鋼
10”
和
110
高爐出鐵場,武鋼、馬鋼、鞍鋼多座轉(zhuǎn)爐的二次煙塵系統(tǒng)相繼采用長袋低壓脈沖袋式除塵器,都取得良好的清灰效果,從而_了很高的煙塵捕集率。
3
、噴吹裝置的確定
3.1“
低壓脈沖
”
和
“
高壓脈沖
”
(1)
通常所稱的
“
低壓
”
或
“
高壓
”
,系指脈沖噴吹裝置要求的氣源壓力,這同清灰氣流在濾袋內(nèi)的壓力
“
低
”
或
“
高
”
_是兩回事。
(2)
存在一種誤解,
“
高壓脈沖清灰力量大,低壓脈沖清灰力量小
”
。持此觀點是由于不了解脈沖袋式除塵技術的發(fā)展過程。
傳統(tǒng)的脈沖噴吹裝置
(
國內(nèi)以
MC
型中心噴吹為代表
)
屬于
“
高壓脈沖
”
,要求氣源壓力
0.65MPa
。經(jīng)測試,此條件下
2m
長濾袋底部的壓力峰值為
168Pa(
表見
4)
。鑒于
MC
型除塵器曾獲得廣泛應用,其清灰能力強的特點已被公認,可以確定。只要袋底壓力峰值達到此水平,在實際應用中便可獲得良好的清灰效果。
CD
系列長袋低壓脈沖袋式除塵器的開發(fā)便是以此清灰強度為標準而確定清灰氣源的_壓力。由表
3
的數(shù)據(jù)可以看出,壓力
0.15MPa
時,其
6m
長濾袋便獲得這種清灰強度。在其實際應用的噴吹壓力(
0.2MPa
)下,袋底壓力峰值為
1940
~
2341Pa
,比
MC
型
0.7MPa
時的清灰強度還要高。
由此可知,
“
低壓脈沖
”
是以保持甚至適當提高濾袋所獲清灰強度為前提,實現(xiàn)大幅度降低噴吹
(
氣源
)
壓力的目標。而其途徑,
是用自身阻力低的直通式脈沖閥取代壓力消耗高達
0.2
~
0.3MPa
的直角式脈沖閥。同時盡量降低噴吹系統(tǒng)每一部件的阻力。并且
使脈沖閥的啟閉變得更加快速。它所降低的是脈沖噴吹系統(tǒng)自身的消耗,由此而降低所需的氣源壓力,使能耗下降,適應性_。清灰強度卻反而提高。因此,這是對
“
高壓脈沖
”
的一種進步。
(3)
氣源壓力大幅度降低,而清灰強度不削弱甚至還得以增加,不是靠提高耗氣量來彌補
(
見表
4)
。同
MC
型除塵器相比,
CD
型
的耗氣量大致相同。
3.2
脈沖閥的確定
對于脈沖閥的要求是自身結構簡單、對氣流的阻力小、開啟和關閉迅速、能以_短的時間釋放_量的壓縮氣體。同時,要求氣源壓力低,從而使清灰能耗減少,這也是一項重要條件。從滿足以上要求出發(fā),具有快速啟閉功能的直通式脈沖閥明顯優(yōu)于直角式脈沖閥。
3.3
管式噴吹和箱式噴吹
(1)
脈沖噴吹裝置有
“
管式
”
和
“
箱式
”
噴吹
2
種型式。
管式脈沖噴吹裝置是在每排濾袋上方設噴吹管,通過管上的噴嘴向濾袋內(nèi)輸送清灰氣流。噴嘴孔徑各不相同,可_各條濾袋
清灰強度均勻。
箱式脈沖噴吹裝置則不設噴吹管,清灰氣流噴入上箱體并使之增壓,進而將能量傳遞至濾袋以實現(xiàn)清灰。
(2)
對箱式脈沖噴吹的試驗表明,其中各條濾袋的清灰強度存在較大差異。
試驗對象是一種帶有集中引射器的噴吹裝置,每排
12
條濾袋。當引射器出口距_條濾袋中心線
110mm
時,首、末兩端濾袋的袋底壓力峰值之比為
1
:
4.94
~
13.44(
見表
5)
。將引射器位置移向遠處,此種差距可以縮小。當其出口距_條濾袋中心線
470mm
時,上述比值為
1
:
1.93
~
2.20
。即便如此,位置靠前的濾袋仍嫌清灰能力不足。
(3)
實際應用的箱式噴吹袋式除塵器還存在以下不足,如壓氣耗量較大、濾袋長度受到限制、清灰效果對停風
(
離線
)
閥的氣密性
依賴較大。
(4)
箱式噴吹的優(yōu)點是換袋操作省去了拆、裝噴吹管的工序。
(5)
綜上所述,在清灰效果、耗氣量、濾袋長度等長期起作用的因素方面,箱式噴吹存在著明顯的缺點。而其換袋操作更簡便的優(yōu)點,只在一年至數(shù)年才出現(xiàn)一次的換袋時體現(xiàn)出來。因此,采用管式噴吹更為合理。
4
、運行結果
(
1
)
CD L- 116
型長袋低壓脈沖袋式除塵器,由河北華宇除塵設備有限公司設計和總承包。從簽約到投運歷時
8
個月。
(2)
處
理
風量較設計值增加
20.9%
,達到
96.7
萬
m3/h
,這同用于電爐除塵的其他類型袋式除塵器形成鮮明對照。顯然,其原
因在于設備阻力比設計值低得多。
(3)
在
滿
負荷運行時,每天煉鋼
16——17
爐。每煉
1
爐鋼清灰
1
次,平均清灰周期
75min,
噴吹壓力
0.2MPa
。清灰前阻力
1100——1200Pa
,每閥清灰
1
次后阻力降至
600——700Pa
。
(4)
上
海
五鋼
(
集團
)
公司安環(huán)處監(jiān)測站每季度測試一次,排氣含塵濃度為
8——12mg/Nm3
。遠低于_排放標準,也比設計值低得多。
(5) 100t
電爐周圍操作區(qū),包括爐前平臺揀鋼跨行車等處崗位粉塵濃度為
5——8mg/Nm3
。這是由于排煙裝置設計合理,也
得益于袋式除塵器阻力低,因而處理煙氣量大這一因素。
(6)
據(jù)
統(tǒng)
計,該電爐的煙塵捕集量平均為
12——
14kg
/t
鋼,_時為
15——
16kg
/t
鋼。這從另一方面證明煙塵捕集率很高。
(7)
自
動控
制系統(tǒng)工作始終穩(wěn)定,各項功能都正常發(fā)揮。
(8)
濾
袋
共計
51 84
條,自
1997
年
3
月投入工作,一直到
2001
年
10
月才整體更換,濾袋使用壽命為
55
個月。在此期間,沒有一
條濾袋損壞。脈沖閥膜片的使用壽命_過
2
年。
長
袋
低
壓大型脈沖袋式除塵器在煉鋼電爐和其他冶金爐窯應用的實踐表明,該項開發(fā)的技術途徑是正確的。前期的清灰性能試驗清楚地提示了不同清灰方式的內(nèi)在規(guī)律,為長袋低壓大型脈沖袋式除塵器的開發(fā)工作提供了依據(jù)。
冶金
爐
窯
煙塵細而粘,只有采用強力清灰方式,才能將設備阻力這一關系到袋式除塵設備成敗的參數(shù)控制在預定限度內(nèi)。長袋低壓大型脈沖袋式除塵器實現(xiàn)了這一目標,在電爐、出鐵場和轉(zhuǎn)爐二次煙塵系統(tǒng)的應用效果都良好。
長袋
低
壓大型脈沖袋式除塵器在過濾、清灰、主要部件工況等方面都獲得良好結果,受到用戶和有關方面的好評。該設備過濾風速高、設備阻力低、清灰周期長、設備投資少、運行費用低。這種大型除塵系統(tǒng)的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益都相當顯著。
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