高炉煤气布袋除尘采用外滤式氮气反吹的优越性

简介： 本文介绍了高炉煤气布袋除尘的发展趋势，比较了高炉煤气布袋除尘采用外滤氮气反吹与采用大布袋内滤式相比的优越性。指出高炉煤气布袋除尘应优先采用外滤氮气反吹。
关键字：高炉煤气布袋除尘 大布袋内滤式 外滤式 氮气反吹
1 概述
高炉煤气布袋除尘原多采用大布袋内滤式系统。反吹方式也有多种类型，各种反吹方式各有千秋，效果不一。综合现阶段使用的反吹方式有如下几种：1、采用煤气加压风机加压反吹；2、采用罗茨风机加压，蓄能反吹；3、调压反吹；4、放散反吹等。
随着对高炉煤气布袋除尘方式、滤袋制造加工技术及反吹方式的研究深入，越来越多的企业在进行布袋除尘系统设计时，采用外滤式布袋除尘系统。反吹方式也大多采用氮气反吹。采取这一模式与原有布袋除尘方式相比的确有其独特的优越性。
2 高炉煤气布袋除尘的两种方式比较
布袋除尘按其过滤方式可分内滤和外滤两种形式，按其进气方式可分为上进气和下进气两种方式。其相互组合可以组合成四种过滤方式。分别为：上进气内滤式；上进气外滤式；下进气内滤式；下进气外滤式。
由于采用上进气时，除尘灰的下落方向与净煤气的流向相同，灰尘易产生返流，由气流再次带入净煤气管中，造成净煤气含尘浓度增高，所以，煤气除尘时极少采用上进气。大多采用下部进气方式，即下进气内滤式；下进气外滤式。
下进气内滤式的箱体结构为，箱体上部为布袋吊挂，下部为花格板。上下配有检修人孔。滤袋的安装方式为：上端绑扎在上滤袋帽上，下部绑扎在花格板的下滤袋帽，上滤袋帽吊挂在上滤袋架上，滤袋靠上滤袋帽和滤袋吊架之间的弹簧张紧。
下进气外滤式的箱体结构为，箱体上部为花格板，下部为检修平台。上下配有检修人孔。滤袋的安装方式为：滤袋靠袋口上的弹簧支撑撑挂在上花格板的孔上，滤袋内设滤袋架支撑滤袋，滤袋靠重力下垂，过滤时靠气流压力压紧在滤袋架上，本文仅讨论下进气两种方式的合理性。　
下进气外滤式与内滤式的合理性比较：
①采用外滤时，滤袋靠滤袋纤维自身张力来保证滤袋之间空隙的大小，过滤效果与滤袋的吊挂的张紧情况及滤袋纤维本身的质量情况有关；内滤时，滤袋内部有滤袋架，对滤袋起支撑作用，将滤袋分割成滤袋骨架之间的小的范围，滤袋仅在骨架之间的小范围内受力，非周边弹性受力，滤袋间隙变化较小，过滤效果受滤袋纤维的弹性影响很小，滤袋容尘使滤袋受力较小，相应的滤袋的自身变形较小；
②采用外滤式系统时，一般选用小滤袋，与内滤式选用大布袋相比，小滤袋圆周方向长度较短，使得由于滤袋纤维弹性拉伸而产生的圆周方向滤袋变形较小，减小了滤袋的变形，促进了过滤效果的提高；
③由于对外滤式系统的多方研究，外滤式系统与内滤式系统相比，其滤袋吊挂方式有了很大的改进，滤袋的吊挂变的很方便，更换滤袋变的简单、易行，劳动强度大为减轻；
④采用内滤式除采用弹簧式吊挂外，还要在系统中间不断的调整滤袋的松紧程度。采用外滤式时，滤袋则过滤气流的压力紧压在滤袋架上，系统运行时，不再需要调整滤袋松紧；
⑤更换滤袋时，外滤式系统一般只在箱体上部净煤气空间中工作，工人基本不接触灰尘，工人的工作环境状况大为改善；
⑥内滤式系统滤袋靠弹簧张紧滤袋，作用力较大，反吹时需要较大的反吹力。而外滤式系统滤袋的垂直作用力只有滤袋自身的张力，滤袋靠过滤气流的作用力压贴在滤袋骨架上，反吹时只需少许力，就能使滤袋产生变形，从而使清灰变的较为容易；
⑦外滤系统在清灰时，由于滤袋较小的变形即可达到较好的清灰效果，所以反吹时对滤袋反吹力较小，滤袋上的灰膜能得到较好的保持，滤袋的过滤效率在反吹前后不会有非常大的变化，系统过滤效率基本稳定不变；
⑧采用内滤式布袋除尘系统，滤袋的检漏比较困难，一般都只能检测出某个箱体泄漏，而检不出具体是箱体内那一个布袋泄露，检查箱体内滤袋的破损情况只能靠进入箱体对滤袋逐一进行检查。而采用外滤式布袋除尘系统可采用在箱体上部无尘空间，检查反吹管上是否沾有灰尘来确定滤袋的破损情况；
⑨外滤式布袋除尘系统采用小直径滤袋，使得单个箱体内可以容纳更多的滤袋，同样情况下，比内滤式布袋除尘系统单位箱体的过滤面积有所提高；
⑩采用外滤式布袋除尘可以将过滤风速提高一倍以上，减少整个除尘系统的设计过滤面积，减少箱体的设计数量，减少系统的占地面积，可以减少系统的建设投资效1/3。
3 反吹方式比较
3.1 内滤式布袋除尘反吹方式及优缺点
在内滤式布袋除尘的设计和运行中上述几种反吹方式各有设计、运用，使用时各有千秋。
①采用煤气加压反吹时，需要选择一个比较大的煤气加压风机，对煤气进行加压，经加压后的煤气由管道经阀门送入箱体对布袋上的灰尘今能够进行反吹。反吹过程中间，净煤气管道、荒煤气管道、反吹管道上的阀门，需要交替切换。而且由于荒煤气含水较多，经加压后的煤气水份凝结，反吹造成凝结水沾在滤袋上，久之使得灰尘板结在滤袋上，影响滤袋的使用寿命和过滤效率。
②采用调压反吹系统能较好的解决系统的反吹问题，但反吹时受炉顶压力的影响较大，所以反吹效率要受高炉操作的左右。
③放散反吹时，虽然也能够解决滤袋的反吹问题，但造成煤气对环境的污染和能源的浪费。
④蓄能反吹，较好的解决了系统的反吹问题，它通过罗茨风机加压煤气，将加压后的煤气送入反吹系统中的蓄能罐，再由管路系统送入箱体进行反吹，单在内滤式布袋除尘系统中，反吹是针对一个箱体进行的，反吹效果受罗茨风机选型、蓄能罐容积大小、蓄能罐压力影响较大。
上述几种反吹方式主要是配合内滤式除尘系统设计的，尽管各有长处和不足，各厂在各除尘系统的设计中均有采用。
3.2 外滤式布袋除尘反吹方式及优缺点
在外滤式布袋除尘系统设计中，各厂考虑到有富裕氮气的实际情况，均采用氮气反吹。
氮气反吹即以工厂里的富裕氮气为反吹气源，在布袋除尘系统的前部设储气罐，在布袋箱体外部设分汽缸，分汽缸上对每一列滤袋装一反吹管，通过脉冲控制仪控制各反吹管上的电磁阀对箱体内的滤袋进行逐列反吹。
采用这一反吹系统有其独特的优势：
①综合性钢铁企业基本都有制氧厂，都有富裕的氮气，采用氮气反吹有利于更好的进行资源的综合利用，提高能源的利用效率；
②不需要再考虑反吹气源煤气加压机的建设，简化系统设计，节约系统的建设投资；
③氮气系统压力稳定，容易调节，可以根据需要调整压力的大小，有利于提高滤袋的使用寿命和系统的反吹效果；
④脉冲反吹控制技术已经很成熟，采用此技术易于实现全自动控制或微机控制，整个除尘系统不需要控制人员，只有巡检人员即可，减少岗位定员，进而减少系统的运行费用。
⑤反吹管上的电磁阀处于无尘环境中工作，其工作寿命大大延长，可以降低系统的运行成本。
⑥氮气反吹只需要少量的氮气，不会对煤气的质量、煤气的燃烧值有很大的影响。
由上可以看出，布袋除尘外滤式系统与氮气反吹相结合是一种最佳的组合，是一个完善的除尘方式，值得大力推广利用。