安钢5号高炉除尘系统存在的问题进行了分析,提出了相应的改进措施,通过将中心喇叭管延长1.4m 和重力除尘器圆筒直径增加300mm的改造,使除尘效率提高了9%以上,消除了振动现象。
高炉煤气中粉尘构成为0～500μm ,重力除尘器的作用是除去大于60～90μm 的粉尘,使煤气中粉尘含量小于6g/m3 ,为下一步精除尘打基础。安钢炼铁厂重力除尘器,是为250m3 、800m3/min 风机配置的,现高炉已扩容到350m3,配备风机1000m3/min ,它已不能满足要求。测定煤气经重力除尘器后,有时含尘高达30～50g/m3,尤其是5#高炉,文氏管距重力除尘器较远(30m) ,重力除尘器煤气导出管到文氏管下降角度较小(26°36′18″) ,粉尘容易在气流转弯处聚积,堵塞管道。煤气中的粉尘与沉积的粉尘达到动态平衡,旧的平衡被不断打破,造成管道振动、整个煤气系统的强烈震动,自2001年3月后,当顶压超过50MPa ,系统产生激烈的震动,严重影响生
产安全,高炉被迫低风压操作,影响了产量。另外,除尘能力低,煤气到文氏管含尘量大,文氏管负荷加重,特别是喉口磨损严重,采用硬质合金镀膜技术的候口寿命只有一年半时间。为满足安全生产和炉顶小高压的需要,趁5号高炉大修之机决定对重力除尘器进行改造。考虑除尘器周围没有空间,除尘器的基础不动,大规模改造不现实。
1、基本参数计算
决定除尘效率的参数主要有煤气流速和煤气在除尘器内停留时间。
1.1、煤气量(vg) 的计算
按经验炉顶煤气量vg＝1.35～1.45 vf ,取系数为1.4 ,并考虑系统漏风率15% ,风量vf =16.666m3/s,计算得vg = 19.833m3/s。
1.3.2、气流在圆筒部分的流速
除尘器圆筒部分直径D = 5.994m ,中心喇叭管最大直径d1=2.462m ,煤气在直筒部分的最大流速(喇叭口所在截面) v0=4×vg/[3.14×(D-d1 ) ] = 0. 84m/svt = v0 (1 + 100tP273. 15) = 1. 147mPs ,远大于颗粒的沉降速度。圆筒部分速度为vt = 1mPs 时,能沉降的颗粒粒度由式(1) 中令v 沉= 1mPs 反算得d = 105. 8 ×10- 6m ,即在圆筒部分只能除去粒度大于100μm 的颗粒。因而可以断定,喇叭管出口以下空间是提高除尘效率的关键。
1.3.3、管道中颗粒沉积速度的估算
应用文献中的曾兹法估算当煤气含尘量6g/m3 、60～100 微米颗粒在管道中的沉积速度为19m/s。设气体为非压缩性流体,则气体在管道中的流速为19. 833 ×4P(3. 14P1. 322) ×1. 36 = 19. 7mPs ,考虑到管道倾斜向下,角度大于动安息角,因而,颗粒一般不会在管道中部沉积,在转弯处由于边界层脱离,气流速度降低,因而会有颗粒沉积,尤其是下部文氏管憋压时,会使该过程加重。
2、改造方案
在原框架内,除尘器直径最多可增加300mm ,其下锥体夹角仍保持55°,则下锥体随之增加;同时为将中心管延长1. 4m 以延长煤气在圆筒部分的停留时间;中心喇叭管出口面积不变。
原除尘器喇叭口截面以下部分的体积:
直筒部分V 直= 105.96m3
圆锥部分V 圆= 37.38m3
总体积为V = 143.34m3
改造后喇叭口截面以下体积为:
圆筒部分:V 直= 66.08m3
圆锥部分:V 圆= 37.94m3
总体积为:V = 104.02m3
取瓦斯灰堆比重1.5t/m3 ,可装灰104.01/1.5 =69.34t ,大于三天的集灰量,符合设计要求。同时将放灰制度由2～3 天放一次改为1 天放灰一次。
3、改造效果
改造后140 网目以下的颗粒增加了8.9%,可推测改造后除尘器效率同比提高了9%以上。投入生产2年零8个月来,高炉炉顶压力在53～65kPa ,除尘系统未发生振动和文氏管吼管损坏情况。鉴于其它4 座高炉的重力除尘器能力也不足,而场地也较小,因此在今后的高炉大修改造中,只需将其中心喇叭管,延长1.5m ,并将其张角缩小到7.2以内,就可以大幅提高除尘效率,并节约大量投资。 |
|
