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转炉炼 钢厂布袋除尘系统节能运行问题的研讨

2019-06-25 13:17:29

炼钢的过程,实质是 将铁水中的碳及其少量的磷、硅、硫等元 素进行氧化的过程,在这一过程中,产生大量的一氧化碳、二氧化 碳及其它成分的高温气体,并夹带大量的氧化铁、金属铁 和其它颗粒细小的固体烟尘而形成大量的棕红色浓烟,能否将 这些浓烟进行有效的收集、处理和利用,并向大 气中排放清洁无害的气体,是一个 炼钢厂是否有持续发展能力、是否有国际竞争能力、甚至是 否有生存能力的重要标志之一。

转炉吹 炼过程是铁水氧化反应较为激烈的过程产生的烟尘较大。国内外基本是采用“二文一塔”的水除 尘方洲等烟气降温和除尘以及回收煤气。而其它如脱硫、混铡户、转炉兑 铁和出钢以及炉外精炼则大多是采用布袋除尘器进行烟气除尘。

电机带 动风机进行旋转、管道内 的空气开始流动,烟罩周 围的烟气被吸入管道而进入布袋除尘器。经过布袋过滤,粉尘被 阻挡在布袋的一面,清洁的 气体从另一面排入大气。如此大 流量的空气流动和高阻力的过滤过程必须要消耗大量的电能。一般而言,炼钢厂 较大的电动机就用在布袋除尘器上,如武钢 二炼钢厂用于转炉二次除尘和混铁炉除尘的电动机的额定功率分别为1600kW和1250kW是该厂较大的2台电动机。因此对 于这种耗能大户的除尘器进行节能运行和必要的管理,是很有意义的工作。

多年来,许多炼 钢厂十分重视环保工作,对除尘 系统的管理下了很大精力,武钢三 个炼钢厂除尘系统的烟气排放浓度都控制在100mg/m3排放标准以内,为净化 蓝天作出应有的贡献。在这一前提下,对除尘 系统的节能运行也进行了一些研究和探索。比如,针对炼 钢烟尘的阵发性、间歇性的特点,进行自 动监视和控制来调节风量,取得一 些节能的实际效果。但是,这些研 究工作进行得还不够深入,同时,对一些 研究部门新近研制出来的节能产品如何应用于生产还不够多。为此,我们提 出除尘系统节能运行的思想,以及解决问题的方法,目的是 希望推动炼钢厂环境保护和节能降耗的工作。

降低除 尘器的阻力是节能运行的关键

在除尘系统内,风机开始转动,则系统 内的气体开始流动。气体在流动过程中,要克服管道上的弯头、三通、变径管等局部阻力,又要克 服与管道内壁的摩擦阻力,这统称为管道阻力。而较大 的阻力来自除尘器的布袋,含尘气 体要通过布袋进行过滤,首先要 克服布袋的阻力。粉尘被 阻隔在布袋的边并附着在布袋上,一段时间后,布袋一 边的粉尘越积越多,形成一层粉尘层,气体通 过布袋和粉尘层的阻力就会越大,这就是除尘器的阻力。由管道 阻力和布袋除尘器的阻力形成的总阻力直接影响到系统内的气体流量,在功率恒定的情况下,阻力越 大则系统内的气体流量越小,而阻力 越小则系统内气体流量就越大。换言之,在流量恒定的情况下,阻力大 则消耗的功率大,阻力小则消耗功率小。由于降 低管道阻力无多大潜力,因此降 低除尘器的阻力乃是除尘系统节能工作的重点。

1强化布 袋清灰能力可以降低除尘器阻力

当布袋积灰越来越厚,越来越密时,就必须对布袋进行“清灰”。所谓“清灰”,就是采 用一些方法去掉附着在布袋上的粉尘层,这样做 法的目的是为了减少除尘器的阻力。

清灰的方式比较多,常见的有3种,大气反吹式、机械振 打式和脉冲喷吹式,从清灰的能力上来看,大气反 吹和机械振打都是弱清灰,脉冲喷吹是强清灰。如果我 们将清灰效果用布袋表面获得的重力加速度(g)来衡量,通过试验表明,脉冲喷吹可达60~200(g)而大气反吹只有3一5(g)。武钢三 个钢厂的布袋除尘器大多是大气反吹式的,一般都 是在高阻力状态下工作,如一炼钢厂7600m2反吹风 布袋除尘器不论是自然反吹风还是强制反吹风,清灰能力很小,结集在 布袋上的尘粒很难脱落,除尘器的阻力常在3000~4000Pa。二炼钢厂7600m2反吹风 布袋除尘器也是同样的情况,阻力更大,达4163Pa。据悉一炼钢厂将投入200万元将7600m2反吹风 布袋除尘器改造成长袋低压脉冲喷吹式的布袋除尘器,相信改 完之后必将在节能运行方面获得巨大效益。

2采用微 孔薄膜复合滤料的布袋可降低除尘器阻力

目前,一种新 型的布袋材料微孔薄膜复合滤料,在布袋 表面复上一层膨体聚四氟乙烯,微孔的孔径从0.2到3μm,孔率80%以上,使得这 种复膜滤料既有良好的透气性,又因其表面光滑,不粘附粉尘,而清灰 时粉尘又有良好的剥离性。因此也 可以降低除尘器的阻力。

这种滤 料在上海宝钢应用很多,如宝钢 炼钢厂的转炉二次布袋除尘器,原采用普通滤料,设备运行阻力为3100Pa以上。后改用 这种微孔薄膜复合滤料,设备运行阻力降至1630Pa。该厂另一除尘器—铁水予处理除尘器,原采用普通滤料,设备阻力为3640Pa。采用这 种复膜滤料之后,设备运行阻力降为1580Pa。

3降低除 尘器阻力后进行节能运行的调节步骤和举例

用以上 两种方法可以降低除尘器阻力,但是除 尘器的阻力降低后,如果不 进行必要的风机调节,是不能 达到节能运行的目的的。

根据我们的经验,风机的 调节按以下步骤进行:

(1)不管系 统内的风机是鼓风机还是引风机,都必须 按实际烟气温度和大气压力来修正风机样本给定的性能点和P-Q坐标图 上的风机性能曲线。

(2)在修正 后的性能曲线上找出原工作点和经改造后的工作点,并找出原工作点的Q坐标轴 垂线与改造后的工作点P坐标轴水平线,两线的 交点即为翻门进行风机调节时要找的节能工作点。

(3)找出过 此节能工作点的风机转速及其性能曲线,同时计 算出该点的轴功率。


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