高温烟气袋式除尘系统设计要点与应用.pdf

高温烟气袋式除尘系统设计要点与应用 田玮 中冶建筑研究总院有限公司， 北京 100088 摘要 铁水倒罐站除尘系统属于高温除尘系统， 包括了铁水倒罐和铁水脱磷站两大部分烟气的除尘， 其烟气温度近 200 ℃ 。文中介绍了烟气混合室、 火花捕集器、 脉冲除尘器在高温烟气应用中的设计要点和袋式除尘系统的工程应用 情况。工程投产后， 袋式除尘系统运行良好。 关键词 高温烟气; 袋式除尘; 工程应用; 设计 DESIGN ESSENTIALS AND APPLICATION OF BAG DUST- REMOVAL SYSTEM FOR HIGH TEMPERATURE FLUE GAS Tian Wei MCC Central Research Institute of Building and Construction Co． ， Ltd， Beijing 100088， China AbstractThe dust-removal system of hot metal reladling station is a high temperature dust-removal system， including dust- removal of hot metal reladling and hot metal dephosphorization， its flue gas temperature is close to 200 ℃ ． The design essentials of flue gas mixing chamber， spark catcher and pulse dust collector and the engineering application of bag dust-removal system were introduced． Since the project went into operation， it was running well． Keywordshigh temperature flue gas;bag dust-removal;engineering application;design 铁水倒罐站内设有 2 条碳钢和 2 条不锈钢生产 铁路线， 每 2 条铁路专线设置 l 个铁水倒罐供鱼雷罐 车倒铁水用。受铁站排烟共设有 2 个倒罐顶罩和 2 个倒罐坑罩， 混铁、 铁水倒罐和不锈钢冶炼的混冲脱 硅所产生的烟尘通过倒罐站顶罩和倒罐坑罩排走， 排 烟温度约 150 ℃ 。本工程的设计特点是在袋式除尘 器之前设计了火花捕集器、 烟气混合室和冷风阀， 这 是其他工程没有的， 设计收到满意的效果。 1除尘工艺 铁水脱磷站设置有 2 个喷吹作业点和 2 个扒渣 点， 喷吹和扒渣交叉进行。每个脱磷喷吹点设有 1 个 水冷密排管形式的固定烟罩， 每个扒渣点设有 1 个固 定烟罩， 捕集喷吹和扒渣时产生的烟气。铁水喷吹脱 磷时烟气出口温度为 245 ℃ ， 扒渣时的烟气出口温度 为 50 ℃ 。排出的烟气和来自铁水倒罐站的烟气混 合， 混合后的烟气温度低于 200 ℃ 进入长袋脉冲除尘 器除尘， 净化后的烟气经风机、 消声器送入烟囱排放， 烟尘排放浓度 ＜ 20 mg/m3。 除尘系统的主要设备由铁水倒罐抽气罩、 铁水脱 磷抽气罩、 火花捕集器、 烟气混合室、 风机、 消声器、 长 袋脉冲除尘器、 输灰设备、 调节阀、 事故阀、 卸灰阀、 贮 灰仓、 烟囱等组成。如图 1 所示。 2主要除尘设备设计 2. 1火花捕集器设计 铁水喷吹脱磷时的烟气中带有火花颗粒， 为防止 火花颗粒进入除尘器烧坏布袋， 本设计在烟气混合室 进口前设置火花捕集器， 对烟气中的火花颗粒进行捕 集。火花 捕 集 器 构 造 见 图 2。火花捕集器尺寸为 2 020 mm 5 800 mm， 可分离最小火花颗粒为42 μm。 火花捕机器设计要点 设备材质采用 16Mo 或 15Mo3， 设备进出口速度在 18 ～ 25 m/s， 捕集器叶片 转角 30 ～ 45。叶片角度要进行理论计算。 2. 2烟气混合室设计 烟气混合室由高低温烟气进口管道和出口管道、 内外筒体、 灰斗和卸灰装置以及事故混风阀等组成。设 计要点 设备材质为 Q235， 设备进出口速度16 ～22 m/s。 筒体内烟气速度 10 m/s， 事故混风阀为气动蝶阀， 阀的 漏风率小于 0. 05。 36 环境工程 2013 年 2 月第 31 卷第 1 期 图 1铁水倒罐站除尘系统 图 2火花捕集器构造 铁水倒罐站的除尘烟气与来自铁水脱磷站的除 尘烟气混合后， 进入烟气混合室， 烟气混合室尺寸 8 200 mm 15 000 mm， 混合后的烟气温度≤200 ℃。 为使除尘器滤袋免受过高温度的损坏， 在除尘器进口 前的烟气混合室上设置一个紧急空气稀释冷风阀， 它 可在紧急情况下引入空气使管道内过高的烟气温度 得到有效的冷却， 控制温度 ＜ 200 ℃ 。烟气混合室上 的冷风阀见图 3。 图 3烟气混合室上的冷风阀 2. 3脉冲除尘器设计 所用分室脉冲袋式除尘器主要由钢结构箱体及 框架、 灰斗、 底部支撑框架、 阀门 卸灰阀、 垂直提升 阀、 进口检修阀 、 风管 排风管、 进风管 、 脉冲喷吹 系统、 差压系统、 操作和检修平台等八个主要部件 组成。 除尘设备设计为长袋脉冲除尘器， 滤袋材料为诺 梅克斯覆膜。含尘气体首先由原始烟气管进入设备 下部的集尘斗， 随后至上部的过滤腔， 烟气由滤袋外 部进入滤袋里面， 过滤到允许的排放含尘浓度。而粉 尘则被积聚在过滤袋的外表面， 随着滤袋外表面粉尘 厚度的增加， 除尘器压差达到一定的设定值时， 采用 离线清灰方式 压差清灰或定时清灰 ， 用压缩空气 进行脉冲喷吹。除尘器和输灰系统由 PLC 控制。除 尘器外壳采用隔热保温措施。脉冲除尘器外形见图 4， 主要技术参数见表 1。除尘器主要特点如下 1由于把除尘器分成若干滤袋室， 所以维护检 修方便， 当某个室滤袋破损后， 把该室进、 排风口阀门 关闭， 即可很方便地更换滤袋或检修; 2除尘器整体漏风率低， 静态漏风率小于 2 ， 动态漏风率小于 5 ; 3该系列除尘器采用了超声速强力诱导喷嘴， 滤袋有良好的清灰效果; 4除尘器排气中粉尘质量浓度小于 30 mg/m3， 符合环保要求; 5除尘器设计中考虑了箱体热膨胀问题， 以防 烟气在箱体中结露。 46 环境工程 2013 年 2 月第 31 卷第 1 期 图 4脉冲除尘器和烟气混合室外形 表 1脉冲除尘器性能参数 项目性能 除尘器形式长袋、 脉冲、 负压 处理烟气 / m3h － 1 720 000 处理烟气温度 /℃ ≤200 烟气入口含尘浓度 / gm － 3 3 烟气出口含尘浓度 / gm － 3 ≤0. 03 除尘器运行阻力 /Pa ≤1 500 本体耐压 /Pa － 8 000 滤袋室数 /室12 每室滤袋数 /条280 滤袋规格  L /mm160 6 000 滤袋总数 /条3 360 滤袋有效总面积 /m29 600 滤袋材质诺梅克斯针刺毡覆膜 500 g/m2 全过滤风速 / mmin － 1 1. 25 离线清灰时过滤风速 / mmin － 1 1. 35 清灰方式及喷吹压力 /MPa脉冲清灰， 0. 15 ～ 0. 4 除尘器泄漏率 静态 / ≤2 外形尺寸 长 宽 高 /m33. 96 10. 6 18. 3 3主排烟风机选用 除尘系统所必需的抽吸压力由双支撑离心风机 提供。风机位于除尘器后， 将经过滤后的洁净气体通 过烟囱排入大气。除尘器进口前管道内的压力设定 值与液力偶合器转速调节有关， 2 台风机并联使用， 风机配有稀油站和高位油箱等安全措施。另外在风 机出口处设有手动阀， 作为风机维修时风机之间的隔 绝。为降低噪音， 在每台风机的出口管道上装有一个 消声器。同时风机机壳本身设有隔声措施。 风机风量720 000 m 3 /h; 风机风压5 000 Pa; 电机功率1 600 kW; 电机转速990 r/min。 4输灰系统设计 除尘器所收集到的粉尘经刮板输送机、 集合刮板 输送机、 斗式提升机送入贮灰仓贮存。为减少粉尘装 卸时对环境造成的污染， 采用吸引压送罐车， 定期对 储存在贮灰仓内的粉尘进行吸引装载、 压力卸载， 粉 尘集中统一处理。 1除尘器灰斗内粉尘通过空气炮防棚灰装置和 星型卸灰阀卸灰， 经 9 号、 10 号、 11 号、 12 号切出刮 板输送机送至 3 号集合刮板输送机。 2烟气混合室灰斗内粉尘通过电动振打装置和 星型卸灰阀卸灰， 经 13 号切出刮板输送机至 3 号集 合刮板输送机。 3火花捕集器灰斗内粉尘通过星型卸灰阀卸 灰， 经 14 号切出刮板输送机至 3 号集合刮板输送机; 3 号集合刮板输送机至 2 号集合刮板输送机; 并通过 2 号斗式提升机至 2 号贮灰仓。 贮灰仓顶上设简易布袋除尘装置 人工手动清 灰 ， 灰斗上设空气炮防棚灰装置， 配合星型卸灰阀 卸灰， 采用吸引压送罐车， 定期对储存在贮灰仓内的 粉尘进行吸引装载、 压力卸载， 粉尘集中统一处理。 另外贮灰仓还设有料位连续检测装置， 并对空仓和满 仓进行报警。 5除尘器运行效果 1该除尘系统投产后脉冲除尘器运行良好， 经 多次监测除尘器出口烟尘排放浓度低于 20 mg/m3， 除尘器运行阻力低于 1 500 Pa。滤袋使用寿命 3 年 以上。 2脉冲除尘器采用离线运行方式。离线阀是电 动定位回转切换阀， 这种阀的优点是投资小故障少， 缺 点是阀本体局部阻力大， 且无法调整。 参考文献 ［1］陈盈盈， 王海涛． 焦炉装煤车烟气净化节能技术改造［J］． 环境 工程， 2008， 26 5 38- 40． ［2］张殿印， 王纯． 脉冲袋式除尘器手册［M］． 北京 化学工业出版 社， 2010． 作者通信处田玮100088北京市海淀区西土城路 33 号 8 号楼 213 室中冶建筑研究总院有限公司环保分公司 E- mailtianwei1121001 126. com 2012 － 04 － 27 收稿 56 环境工程 2013 年 2 月第 31 卷第 1 期