摘要对高炉煤气全干式布袋除尘技术在韶钢2500m³高炉应用进行了总结，并对这项技术在大型高炉推广应用的相关问题进行了分析。认为，高炉煤气全干式布袋除尘技术在大型高炉推广中应重点解决系统可靠性、温度控制、设备质量等问题。

关键词 高炉 煤气 布袋除尘器

l概述

        高炉煤气全干式布袋除尘技术作为钢铁行业发展循环经济所重点推广的六大类(三干三利用)先进技术之一，正逐步被各企业所采用，尤其是与高炉煤气余压发电配套建设，将为企业节能降耗、资源节约及提升企业竞争力带来积极影响。2003年以来，莱钢、韶钢先后将其推广到1 880 m³、2500 m³高炉后，该技术在国内得到迅速推广。韶钢“2000m³以上高炉全干式煤气布袋除尘技术研究与应用”已列入2004国家重大科技成果推广示范项目，高炉煤气干法除尘技术也列入国家重大技术装备研制和重大产业技术开发专项。但该技术的一些设计思路及核心问题在大型高炉煤气除尘推广中却没有引起足够重视，各高炉煤气除尘系统投产后效果各异，这将为部分高炉的长期稳定、顺行带来隐患，尤其是在炉龄中后期将可能造成高炉频繁休风。为减少钢铁企业的损失，加快全干式煤气布袋除尘的推广，国家相关

部门及行业协会应加快对莱钢、韶钢等企业在煤气除尘设备及工艺流程应用上的总结，使其形成行业技术规范，指导企业煤气除尘的建设，避免盲目模仿，给该技术的推广及企业生产留下隐患。

2高炉煤气布袋除尘技术的进展

    布袋净化高炉煤气是一古老技术，世界不少国家都先后采用过，但是其真正的发展还是最近二十几年。1981年，日本在德国帮助下，成功地把该技术应用到小仓铁厂1 850m³高炉，从而使该技术得到飞跃发展并推广到4000 m³高炉。我国从1974年开始研制用于净化高炉煤气的布袋除尘器，但直到太钢1250m³高炉从日本考察、引进高炉煤气除尘系统后才获得较大发展。有关专家及设计院在太钢考察、引进基础上消化该技术，并移植到300 m³高炉。2000年以前，太钢、攀钢、首钢都在大中型高炉采用过干、湿两用系统；2000年后，以莱钢、韶钢为代表，取消湿式除尘，将全干式煤气布袋除尘技术推广应用到1000m³高炉；2003年，两企业又在总结经验及教训的基础上，将其推广到2000 m³级高炉并获得威功。国内部分企业已在或正准备建设大型高炉(大于2000 m³)煤气全干式布袋除尘，甚至准备推广到5000m³高炉。

3韶钢2500 m³高炉煤气除尘工艺及TRT效果

3．1  工艺流程

    韶钢2500 m³高炉煤气全干式除尘工艺技术开发设计时，国内乃至世界都尚没有在如此大的高炉采用这样的工艺。考虑到温度、压力及系统可靠性等因素的影响，韶钢采用的工艺流程如图l所示(其中放散管与除尘前管道相连为未来准备建设)。

    煤气经重力除尘器粗除尘后，其温度如在正常范围，则直接进入离线脉冲喷吹除尘器精除尘后再进入TRT发电；其温度如不在正常范围，则通过温控设备后再进入离线脉冲喷吹除尘器精除尘后进入TRT发电。如TRT故障，则除尘后通过调压阀再进总管。当压力检测装置检测出某个箱体的压差达到设定值，则关闭该箱体的两个阀门，启动脉冲反吹装置，对布袋进行清灰。当反吹完毕后，打开该箱体的两个阀门，箱体投入使用。在投产初期，废气未达到引煤气条件时将其燃烧放散。

        为避免布袋破损后，大量粉尘进入后面的煤气用户，在每个箱体的出口设自动检漏装置，当检测到布袋破漏时，自动发出声光报警，并关闭相应箱体的进出口阀门，停止该箱体使用。在故障排除后，箱体重新投入使用。

       脉冲清灰装置清掉的粉尘，沉降到灰斗，然后经气动卸灰球阀卸到中间灰仓，再关闭中间灰仓上部的气动卸灰球阀。当需外运瓦斯灰时，打开中间灰仓下的气动卸灰球阀，瓦斯灰通过螺旋输送机送到卸灰罐外运。为防止二次污染，在卸灰点设抑尘设施。

  在投产初期，未达到引煤气条件时的废气经燃烧后放散。

3．2与国内外煤气除尘工艺参数的对比

  各钢铁企业在煤气布袋除尘系统建设时，都会根据各自的高炉炉容、炉顶压力、炉顶设备类型、高炉煤气温度、煤气量、煤气含湿量等主要参数确定除尘系统的大小。大中型高炉采用布袋除尘器净化高炉煤气的主要参数见表1。

3．3 TRT运行效果

  2500m³级高炉建设中，韶钢同时建设一套与干式布袋相匹配的高炉干式煤气余压透平发电装置(简称TRT)，并于2005年10月并网发电。TRT透平主机为干式轴流两级反动式，两级全静叶自动可调，额定功率14000kW，最大功率18000kW；发电机选用无刷励磁发电机，额定功率18000kW；额定电压10．5 kW。TRT投产后，取得比原预计更好的效果。具体运行情况见表2。

    根据资料报道及检索，韶钢2500 m³高炉由于采用全干式布袋除尘净化高炉煤气，使其在TRT的入口煤气压力、温度比湿式除尘高得多，发电量大幅增加，比湿式除尘TRT为企业增加效益2000万元／年。与国内企业相比，韶钢TRT增加发电率比马钢高57．7％，比宝钢增加34．05％，见表3。

4大型高炉全干式煤气布袋除尘系统推广需注意的问题

    至2005年底，在莱钢及韶钢取得2000m³级高炉煤气布袋除尘的成功基础上，国内部分企业已接受全干式布袋除尘净化大中型高炉煤气的观点，并开始推广。但是在推广中过于冒进，有可能给高炉炉龄中后期的稳定顺行带来不利影响。在韶钢2500m³高炉采用此技术时，韶钢决策层慎之又慎。经过资料检索及实验，认为大型高炉推广应重点解决系统可靠性、温度控制、设备质量等问题。

4．1  系统的可靠性问题

    众多钢铁企业明知全干式除尘与高炉煤气余压发电(TRT)配套建设会给企业带来明显效益，却没有建设。究其原因，主要是传统干法布袋除尘系统可靠性不能满足大高炉的需要，即大高炉会因布袋除尘系统的故障而休风，影响顺行，并影响企业能源介质的平衡。

    (1)中小型高炉布袋除尘工艺系统的可靠性。除尘系统可靠性的高低是选择除尘方式的首要因表素。为对大型高炉煤气除尘系统可靠性进行分析，韶钢对1～5号布袋除尘在2001～2002年出现的问题进行了统计，见表4。

         根据统计，引起荒煤气侧设备故障的因素主要有支管弯头、阀门、补偿器等，其可靠性为99．4％。这种可靠性对于小高炉的生产来说是可以接受的。根据上述统计算出单个故障点的可靠性为y=99．985％(以每座布袋10个箱体，每个箱体4个故障点计，可知y⁴⁰=99．4％，两边取对数后求得y=99．985％)。

    (2)2500m3高炉煤气湿法除尘系统的可靠性分析。高炉煤气比肖夫环缝洗涤器除尘系统容易出问题的故障点为6个，主要是环缝、弯头和管道等。因此该系统可靠性为99．91％(0．99985⁶)，约3年影响高炉一次。对于大高炉来说，其可靠性应该可以接受的。

  (3)2500m³高炉全干法布袋除尘系统的可靠性分析。2500m³高炉需28个箱体和12个降温装置，共有故障点204个(主要考虑阀门、弯头和补偿器)，以每个故障点的可靠性为99．985％计，则系统的可靠性为0．99985²⁰⁴，即96．986％。则出故障的概率为3．014％，即每年出11次故障，也就是说布袋几乎平均每个月就会影响大高炉一次生产，这种运行模式是大高炉生产所不允许的。所以，将小高炉的布袋除尘工艺直接应用到大高炉是不合适的。

4．2温度控制

  煤气的温度对除尘系统的运行有重要影响。温度过高，会烧坏布袋，但从国内外类似高炉煤气除尘的情况看，高温易于控制；低温状态、含湿量小，对除尘系统影响不大；低温状态、含湿量大，对除尘系统影响大。

    目前，国内外高炉煤气除尘的温度控制主要有以下方法：

  (1)高温控制。①根据炉顶煤气温度分段，分别在炉顶和重力除尘器内打水控制温度，如首钢；②根据炉顶煤气温度分段，分别在炉顶和重力除尘器内打水，再加间接换热设备控制温度，如太钢、攀钢；③根据炉顶煤气温度分段，分别在炉顶打水、空冷或空冷加水冷间接换热设备控制温度，如韶钢。

  (2)低温控制。①利用煤气燃烧放出的热量加热煤气到露点以上，如国内最初的小高炉煤气除尘升温系统；②利用热风炉烟气等热源通过换热设备将煤气加热到露点以上，如莱钢；③通过选用覆膜滤布解决短暂的高湿结露问题；④调整炉况，保证煤气温度稳定。

    除此之外，为避免煤气高湿，要求高炉炉顶打水控制精确，炉顶、重力除尘器所用的蒸气阀、水阀选用耐压等级高一档次、密封性能好、质量好的阀门，从而降低煤气含湿量，确保煤气除尘系统的运行。除上述温度控制外，国内部分由炼铁厂管理的煤气除尘系统除炉顶打水外，没设温控系统，由炼铁提高操作准确性保证煤气温度。

4．3高炉炉顸压力对除尘系统的影响

    在对煤气除尘过滤面积的选择时除考虑温度的影响，还必须考虑高炉炉顶压力对煤气工况流量的影响。压力的波动会给除尘系统带来影响。具体表现在(如165℃时，炉顶压力为0．02、O．06、0．10、0．15、0．20和0．25 MPa时，V₁／V₀则为1．33、1．0、O．8、O．64、0．53及O．46)：

    (1)压力降低，煤气膨胀，造成滤速提高，如超过界限，则布袋无法承受。为此，设计过滤负荷应取高压时的低限，低压时的高限之间的区域，从而满足高压、低压运行。

    (2)减压瞬间，气流速度突然增加，对滤布造成冲刷，对大中型高炉煤气除尘全干式运行影响较大。如在设计中考虑此因素取负荷低一些，操作中再尽力避免压力的剧变。

4．4  设备、管道弯头等的磨损及质量必须引起重视

    对煤气除尘的设备问题应引起高度重视，即使在设计中再完善，设计可靠性再高，如设备质量不能保证，就使整个系统有如无源之水、无本之木，所以必须对设备生产单位的选择加以重视、对设备的生产、施工质量加强监督。尤其是对阀门、箱体、换热设备、输灰设备、仪表等更应如此。对各种人孔、防爆阀(卸压方式)等应引起重视。弯头的磨损对于含尘气体是不可避免的，为减少弯头的磨穿，通过技术措施，如喷耐磨材料或采用加内衬的办法，确保弯头在一代炉龄不被磨穿，减少对高炉的影响。

5  结语

    (1)采用全干式布袋除尘净化高炉煤气是高炉技术的重大进步。韶钢及莱钢的成功，对于贯彻钢铁产业政策，在大中型高炉推广全干式煤气除尘、更好的发挥TRT的效益将具有推动作用。国内已有企业在2000 m³级高炉对煤气湿式除尘进行全干式改造。

    (2)随着这项新技术在全国高炉上的推广应用，将为钢铁行业创造巨大的经济效益，对我国钢铁工业可持续发展和提高竞争力具有重要意义。国家相关部门及钢铁行业协会应加快该技术在全国大中型高炉的推广，使钢铁企业在资源节约型、环境友好型社会的建设中作出贡献。