毕业设计论文：高炉煤气布袋除尘系统设计.doc

目录引言-21 袋式除尘器概述-31.1袋式除尘器的特点 -41.2 袋式除尘器的分类 -41.3 袋式除尘设备的工作原理 -62高炉煤气脉冲干法布袋除尘装置的工作原理-72.1 高炉煤气脉冲干法布袋除尘器的工作-72.2 高炉煤气脉冲干法布袋除尘器的组成及结构特点 -82.2.1 箱体组成-82.2.2脉冲反吹系统-112.2.3 氮气系统- 142.2.4卸输灰系统-142.2.5阀门-172.2.6膨胀节-172.2.7高炉煤气脉冲干法布袋除尘器的结构特点-183 工艺流程-183.1工艺流程简述 -184 气动传动系统工作原理及组成-194.1 气压传动系统的工作原理-194.2 气动传动系统的组成 -194.3 气动系统使用的注意事项 -204.4气动系统的日常维护 -205 高炉煤气布袋除尘系统设计-205.1 高炉脉冲干法布袋除尘装置的计算-205.1.1 影响袋式除尘器性能的指标-205.1.2 袋式除尘器处理气体量的确定-215.1.3 袋式除尘器的过滤风速选取-215.1.4 袋式除尘器过滤面积的确定-215.1.5 袋式除尘器的阻力损失计算-225.1.6 滤袋选择-225.2高炉性能指标-235.3高炉脉冲干法布袋除尘器设计数据 -24结论-25参考文献-26致谢-27 引 言高炉是钢铁企业的主要污染源之一。在其生产过程中产生大量的粉尘、废气和废水，对其周围的人体和生物造成损害，也污染了环境，同时产生的热辐射和噪声，还对人体构成了一定的危害。因此，钢铁联合企业，如何开展综合利用工作，变废为宝，变害为利，就十分重要。从高炉炉顶排除的煤气一般含二氧化碳1520%，一氧化碳2026%，其发热值大于32000kJ/m³。装入高炉的焦炭等燃料的热量，约有三分之一通过高炉煤气排出。因此，将高炉煤气作为钢铁厂能源的一个部分充分加以利用，在经济上十分重要。一般是将高炉煤气单独使用，作为热风炉、焦炉、加热炉、发电厂的燃料。但从炉顶排出的高炉粗煤气含有1040g/m³的粉尘，具体数值取决于炉料中的粉料率和炉顶压力，煤气流速、使用富氧等情况。必须通过一组除尘设备把高炉粗煤气的含尘量降到510mg/m³以下，才能送往用户使用。炉尘是随高速上升的煤气带离高炉的细颗粒炉料。一般含铁3050%，含碳1020%，经过煤气除尘器回收后，可用作烧结矿原料。高炉是钢铁联合企业能耗最大的用户，而炼铁产生的高炉煤气，以前人们只知道利用其化学性能，作为钢铁厂的主要热能来源之一，其物理能却没有利用。设置高炉煤气透平发电的目的就是大力利用高炉煤气物理能压力能和热能，进行能源回收。我国大型高炉曾经普遍采用的煤气除尘系统有：塔后文氏管系统和串联双级文氏我国大型高炉曾经普遍采用的煤气除尘系统有：塔后文氏管系统和串联双级文氏管系统。而高炉煤气干式除尘系统是近些年才发展起来的新工艺。 1袋式除尘器概述高炉生产过程中，每冶炼1t生铁大约能产生17002500 m³的煤气。高炉煤气中含有一氧化碳（20%30%）、氢气（1%3%）可燃气体，发热值一般为29003800kJ/m³,具有很好的使用价值。从炉顶排出的煤气（又称荒煤气），其温度为150300,含有粉尘约1040g/m³。高炉煤气虽然是一种良好的气体燃料，但其中含有大量的灰尘，不经处理，用户就不能直接使用，因为煤气中的灰尘不仅会堵塞管道和设备，还会引起耐火砖的渣化和导热性变坏，甚至污染环境。同时从炉顶排出的煤气还含有饱和水，易降低煤气的发热值，煤气温度较高，管道输送也不安全。因此，高炉煤气须经除尘降温脱水后才能使用。所以钢铁联营企业，如何展开综合利用工作、变废为宝、变害为利就十分重要。袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维布（又称过滤材料）将含尘气体中的固体粉尘过滤（捕集）而分离出来的一种高效率除尘设备。因过滤材料多做成袋形，所以又称为布袋除尘器。袋式除尘器广泛应用于各个工业部门，以捕集 非粘结性、非纤维性的工业粉尘。袋式除尘器具有较高的除尘效率 ，如滤布选择和结构设计得当，对于大于5µm的粉尘可除去99%以上，带式除尘器与电除尘器相比，没有复杂的附属设备及技术要求，造价也较低；与湿式除尘设备相比，粉尘的回收和利用较方便，不需要冬季防冻，对腐蚀性粉尘防腐要求较低。因此袋式除尘器在高效率的除尘设备中属于结构比较简单、运行费用比相对较低的设备。袋式除尘器的主要元件是过滤织物，滤布和其他织物一样，是用细纱织出的织物。但作为气体净化用的滤布，是采用特殊织法，有些毛织滤布和化纤滤布还进行起绒合缩绒处理，因此在绒布表面上被无数相交的绒毛层所覆盖，但脉冲袋式除尘器的滤袋采用没有经纬线的压制毛毡滤布。近年来为了防止黏性粉尘黏附在滤布上，经反复研究各种材料，发现在滤袋表面覆盖一层聚四氟乙烯涂料，可以有效的防治粉尘黏附在滤袋上，使用这种滤袋后，除尘效率得到极大的提高，设备使用可靠性得到增强。1.1袋式除尘器的特点1）除尘效率高，特别是对细微粉尘也有较高的除尘效率，一般可达99%。如果在设计和维护管理方面给予充分注意，除尘效率不难达到99.9%以上。 2）适应性强，可以捕集不同性质的粉尘。例如对于高比电阻粉尘，采用袋式除尘器比电除尘器优越。此外，入口含尘浓度在相当大的范围内变化时，对于除尘效率阻力的影响都不大。3）使用灵活，处理风量可由每小时数百立方米到数十万立方米。可以做成直接安装箱体内、及其附近的小型机组，也可以做成大型的除尘器室。4）结构简单，因地制宜采用直接套袋的袋式除尘器，也可采用效率更高的脉冲清灰式除尘器。5）工作稳定，便于回收干料，没有污泥处理、腐蚀等问题，维护简单。6） 应用范围受到滤料耐温、耐腐蚀性能的限制，特别是在耐高温性能方面，目前涤纶滤料适用于120130，而玻璃纤维滤料可耐250左右，若含尘气体温度更高时，或者采用造价高的特殊滤料，或者采取降温措施，但是这会使系统复杂化，造价也高。7）不适宜黏结性强的粉尘，特别是含尘气体温度低于露点时会产生结露，造成滤袋堵塞。8 ）处理风量大时，占地面积大，造价高。9） 滤料是布袋除尘器中的主要部件，起造价一般占设备费用的10%15%左右，滤料需定期更换，从而增加了设备的运行维护费用，劳动条件也差。1.2袋式除尘器的分类1）按照清灰方式 可分为机械清灰，反吹清灰、反吹-震动联合清灰、脉冲喷吹清灰、声波清灰等方式的袋式除尘器。2）按照含尘气体进入方式 可分为内滤式、外滤式及联合过滤式三种，目前市场上供应的袋式除尘器均为内滤式及外滤式。联合过滤式为近来研制的新产品，在过滤面积相同的情况下联合过滤式除尘器的体积是内（外） 滤式除尘器的55%65%。内滤式袋式除尘器系含尘气体由滤袋内向滤袋外流动，粉尘被分离沉积在滤袋的内侧表面。一般为机械振动、反吹、气环反吹等清灰方式的袋式除尘器采用。外滤式袋式除尘器系含尘气体由滤袋外向滤袋内流动，粉尘被分离在滤袋外。由于含尘气体由滤袋外侧向滤袋内侧流动，粉尘沉积在滤袋的粉尘表面，滤袋内必须设置骨架，以防滤袋被吹瘪。一般为脉冲喷吹、回转反吹等清灰方式的袋式除尘器采用。3）按照滤袋缝制的形状 可分为圆袋、扁袋及两层圆筒形等。一般采用圆袋 ，往往将许多袋子分成若干袋组，便于分组清。一般圆袋直径为120300mm，高度为23m，最大直径600mm，最大袋长可达12m，但滤袋过高，虽然可节约占地面积，但增加了滤袋顶部的张力容易使该处破损，且清灰效果较差。扁袋的特点是可在较小的空间布置较大的过滤面积，排列紧凑，一般扁袋的宽度与长度为1m×2m左右，滤袋的厚度与滤袋之间的间隙为2550mm，大多用于外滤式袋式除尘器。4）按含尘气体与非粉尘下落方向 可分为顺流式和逆流式。顺流式为含尘气体与被分离的粉尘下落方向一致；逆流式为含尘气体与被分离的粉尘下落方向相反。5)按照风机布置的位置 袋式除尘器可分为正压式和负压式，又称为压入式和吸入式，或敞开式和密闭式。风机布置在袋式除尘器面前，采用鼓入含尘气体的是正压式袋式除尘器， 其特点是经过过滤的清洁气体可以直接排到大气中，不必采用密闭结构，因而结构简单，但由于含尘气体经过风机，造成风机磨蚀严重，容易损坏，因此不是用于粉尘腐蚀性和附着性严重的情况。风机布置在袋式除尘器后面，采用吸入已被净化的气体是负压式袋式除尘器，其特点是风机使用寿命长，采用密封式结构便于采取保温措施，是用于处理高湿度的凝结性气体，但风机直接向大气中排气，常需考虑消音降噪措施，且除尘系统需密闭不能漏气，结构较复杂，造价也较高。6)按气体入口位置 可分为下部进风、上部进风和中央进风等形式。7)根据除尘器外形和分室的排列 可分为矩形、圆形、上下重叠、两排并列等形式。1.3袋式除尘设备的工作原理袋式除尘器的主要作用是含尘气体通过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的表面，干净空气则通过滤袋纤维间的缝隙排走。袋式除尘器是依靠编织的或毡织的滤布作为过滤材料来达到分离气体中的粉尘的目的。它的工作原理是粉尘通过布袋时筛分、惯性、黏附、扩散和静电等作用而被捕集。1)筛分作用含尘气体通过滤布时，滤布纤维间的空隙或吸附在滤布表面粉尘把大于空隙直径的粉尘分离下来，称为筛分作用。对于新滤布，由于纤维之间的空隙很大，这种效果不明显，除尘效率亦低。只有在使用一定时间后，在滤布表面建立了一定厚度的粉尘层，筛分作用才比较显著。清灰后，由于在滤布表面以及内部还残留一定量的粉尘，所以仍能保持较高的除尘效率。2）惯性作用含尘气体通过过滤纤维时，气流绕过纤维而大于1m的粉尘由于惯性作用仍保持直线运动撞击到纤维上而被捕集。粉尘颗粒直径越大，惯性作用也越大。过滤气流速度越高，惯性作用也越大，但气流速度太高，通过的滤布的气量也增大，气流会从滤布薄弱处穿破，造成除尘效率低，气流速度越高，穿破现象越严重。过滤气流速度越高，出口气体含尘粒度也越大，除尘效率越低。3）扩散作用 当粉尘颗粒在0.2m以下时，由于粉尘极为细小而产生如气体分子热运动的布朗运动，增加了粉尘与滤布表面的接触机会，是粉尘捕集。这种扩散作用与惯性作用相反，随着过滤气速的降低而增大，粉尘粒径的减小而增强。以玻璃纤维为例，纤维越细除尘效率越高。细纤维的压力损失要比粗纤维大，而且直径越细耐蚀性越差。(见表1)表1玻璃纤维直径与除尘效率的关系玻璃纤维直/m除尘效率/%玻璃纤维直/m除尘效率/%1258049590209011004）黏附作用粉尘中心到滤布边缘的距离时，则粉尘被滤布黏附而被捕集。滤布的空隙越小，这种黏附作用也越显著。5)静电作用粉尘颗粒间相互撞击会放出电子产生静电，如果滤布是绝缘体，会使滤布充电。当粉尘和滤布所带的电荷相反时，粉尘就吸附在布袋上，从而提高除尘效率，但粉尘清除较难。反之如果两者所带的电荷相同，则产生斥力，粉尘不能吸附到滤布上，使除尘效率下降。所以，静电作用能改善或提高滤布的除尘效率。为了保证除尘效率，必须根据粉尘的电荷性质来选择滤布。一般静电作用只有在粉尘粒径小于1m以下及过滤气速很低时才显示出来。在外加电场的情况下，可加强静电作用，提高除尘效率。2高炉煤气脉冲干法布袋除尘装置的工作原理及组成2.1高炉煤气脉冲干法布袋除尘器的工作原理高炉煤气经重力除尘后，由荒煤气主管分配到布袋除尘器各箱体中，并进入荒煤气室，颗粒较大的粉尘由于重力作用自然沉降高而各荒煤气进气管蝶阀，进行荒煤气放散，放散阀组亦可有效控制高炉炉顶荒煤气进入灰斗，颗粒较小的粉尘随煤气上升。经过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的外表面，煤气得到净化。原理 净化后的煤气进入净煤气室，由净煤气总管输入TRT系统推动透平作功后，进入冷却塔降温后输入低压煤气管网。当荒煤气温度过高或过多，过滤阻力不断增大。当阻力增大（或时间）到一定值时，电磁脉冲阀启动，进行脉冲喷吹清灰，喷吹气体采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。当灰斗中的灰尘累积到一定量（由料位计控制或时间控制）时，卸灰球阀、卸料阀自动启动，灰尘经卸料阀卸入输灰管道，由高压净煤气（故障时用氮气）将灰尘输送至灰仓，汽车运出厂区。低时，系统将自动打开荒煤气放散阀组，同时关闭压力。2.2高炉煤气脉冲干法布袋除尘器的组成及结构特点高炉煤气脉冲干法布袋除尘装置主要由除尘器箱体（净煤气室、荒煤气室、灰斗组成，荒煤气室、净煤气室之间用花板隔离）、脉冲反吹系统、卸输灰系统、阀门、膨胀节、电气、仪表及自动化控制系统等组成。2.2.1箱体组成布袋除尘器箱体由15个6032mm布袋除尘器箱体并联组成，为两排布置。布袋除尘箱体为园形筒状结构，直径为6032mm，高23500mm。上部采用标准椭圆形封头，下部采用锥形灰斗。箱体由荒煤气室（过滤室）、净煤气室、灰斗、人孔、煤气进出口、格子板、泄爆阀口、人工取样口、支座等组成。箱体由花板分为荒煤气室（过滤室）和净煤气室两个部分，煤气的过滤和净化在荒煤气室内进行，箱体的下部设一灰斗，用以暂时储存经喷吹清灰后的粉尘，灰斗上设蒸汽保温盘管，对灰斗进行加热保温，防止结露和粉尘结块，影响排灰的正常进行。箱体内径为6000mm，设计压力为0.30MPa，箱体壁厚为16mm，为防止箱体灰尘冲刷箱体，荒煤气进口处箱体及靠近荒煤气进口处锥体壁厚为18mm；封头采用椭圆型封头，壁厚18mm，封头上设有泄爆阀一个；为防止荒煤气冲刷箱体，在箱体进气口180度处，设有箱体护板；除尘器箱体进口上方设格子板，使向上气流分布均匀，并防止滤袋落入灰斗中。箱体下部采用锥形灰斗，板厚为16mm，靠近荒煤气进口处锥体壁厚采用18mm。锥形灰斗的锥角为50°，远小于高炉煤气灰尘的安息角，灰尘可顺利排出。为防止灰尘结露，保证卸灰顺畅，在灰斗上设双排蒸汽伴热管32×3.5mm。箱体上设检修人孔5个。箱体上设人工灰尘检测口。箱体应进行整体保温，保温一般采用超细玻璃棉毡作为保温材料，外用镀锌铁皮进行保护，保温层厚度为100mm。1)过滤组件过滤组件主要由滤袋、龙骨、花板组成。详见图1。（图1）过滤系统（1）花板花板是作为滤袋组件的支撑件，也将箱体分为过滤室和净气室，并可作为滤袋组件的检修平台。板厚为12mm，下部设有支撑件和加强筋，防止承重变形。每块花板上开孔468个，孔径138mm，开孔间距为230mm×220mm。滤袋及其骨架从花板孔中装入，并通过袋口的安装机构固定在花板上。花板由箱体内部的钢构件支架固定。注意：花板上下两侧设计压力差20KPa，故应及时喷吹清除滤袋表面灰尘，防止花板变形。另外在低温情况下，当煤气温度低于露点温度，引起滤袋表面结露，花板两侧压力差增大，亦可引起花板变形。因此在操作时应引起重视。（2）滤袋滤袋是除尘器的主要元件。它是由滤布(滤料)经特殊处理后，用独特的缝制技术缝制而成的圆形桶状物体。滤袋材质为P84复合滤料，具有耐高温、度高、耐磨损等特点。滤袋主要通过筛分作用、惯性作用、扩散作用、黏附作用、静电作用等来捕获粉尘的，除尘效率可达99.9%以上。每个箱体中安装滤袋数量为468条，滤袋规格（直径×长度）：130mm×7000mm，每箱滤袋过滤面积为1337.3m2。滤袋安装机构主要由高强度弹性涨圈等组成，弹性涨圈根据花板厚度和花板孔孔径定制，它与滤袋缝制在一起，可牢固地固定在花板上。提示：滤袋正常工作温度煤气露点以上，260以下。（3）龙骨龙骨是由3.84.5mm钢丝和钢丝支架组焊成的笼状结构，防止滤袋压扁，影响气流通过。龙骨由三节组成，拆卸方便。（4）文氏管龙骨顶部设有文氏管，防止喷吹气流偏离，起引流作用。并且保护虑袋口，防止被氮气冲刷破损。2)超压泄放装置在干法布袋除尘装置使用运行过程中，有可能出现超压状况。为保障除尘装置运行安全，在每个除尘器箱体上设有一套超压泄放装置，包括泄爆阀和泄爆阀接管。泄爆阀公称直径为DN500，泄爆压力0.3MPa。泄爆阀材质为不锈钢，泄爆阀爆破膜片必须为有生产许可证厂商生产。泄爆阀膜片必须严格按照泄爆阀膜片使用说明书进行安装、使用、维护和更换。警示：泄爆阀周围为危险区域。3)放散装置在除尘器箱体出口支管上设置一套煤气放散装置，包括气动放散球阀和接管。放散阀公称直径为DN300，设计压力0.6MPa。2.2.2脉冲反吹系统1)脉冲反吹系统工艺流程反吹介质为氮气，脉冲用氮气压力为0.30.4Mpa，每小时用量约为1000m3。脉冲阀的进气端与喷吹气包连接，出气端通过阀门（常开）与喷吹管连接。在脉冲清灰时，脉冲阀膜片开启时间约为0.1S，在这一瞬间内喷出的高压氮气，形成高速气流，从周围引入数倍于喷射气量的净煤气冲进滤袋，致使滤袋急剧膨胀，引起一次冲击振动，同时，在瞬间产生由里及外的逆向气流，由于冲击和逆向气流的作用，附着在滤袋外层的粉尘被抖落，而嵌于滤布孔隙中的粉尘也被吹掉，滤袋可重新使用。脉冲（喷吹）时间为约0.10.2S，脉冲（喷吹）间隔510S，脉冲（喷吹）循环周期一般为2.54小时(视荒煤气含尘量而定)。 图2单箱体脉冲反吹系统平面布置图2)脉冲反吹系统结构图3脉冲反吹系统结构图每个箱体设两套脉冲反吹系统，每套脉冲反吹系统主要包括氮气包、脉冲阀、喷吹管、球阀、喷嘴等。每个喷吹包上，安装有21个脉冲阀，每个脉冲阀配一根喷吹管，喷嘴焊接在喷吹管上，垂直向下正对滤袋口中心。靠近箱体两侧各2排布袋由一个脉冲阀带一根喷吹管，其余每排布袋由两个脉冲阀带两个喷吹管。每个脉冲阀最多带14个布袋，最少带8个布袋，每个滤袋上方设有一个超音速引射喷嘴。（1）喷吹气包喷吹气包设计为园形筒状结构，气包直径为426mm。一般在脉冲喷吹后气包内压降不超过原来储存压力的20%。气包的进气管口径为DN100，以满足补气速度的要求。每个气包底部安装排污阀，周期性地把容器内渣滓杂质向外排出。喷吹包上装有安全阀，以确保设备安全运行。并装有就地压力表，以对喷吹气包的压力进行适时监控。（2 ）脉冲阀脉冲阀的一端接喷吹氮气包，另一端接喷吹管。脉冲阀由控制阀（排气阀）控制，当无信号输入时，控制阀的活动挡板处于封闭排气孔的位置，此时，气流通过节流孔进入脉冲阀的背压室，脉冲阀膜片两侧气压均为气源气压，且在背压室一侧与气体接触面积大，脉冲阀膜片被紧紧的压在喷吹口上，脉冲阀处于封闭状态。当有信号输入时，排气阀活动挡板即抬起，使背压室与大气接通而迅速泄压，使膜片两侧的压力发生变化，靠近脉冲阀一端的压力仍为气源压力，而控制阀一端的压力为大气压，于是膜片被压向一侧，喷吹口被打开，氮气进入脉冲阀进行喷吹清灰。当信号消失后，活动挡板恢复至原来封闭排气孔的位置，背压室的压力又回升至气源压力，膜片重新封闭住喷吹口，喷吹即行停止。上述动作每进行一次，大约需要0.10.2S。电磁脉冲阀的供气量受以下各因素的影响：a)气包压力b)滤料的阻力c)喷吹管长度和口径、d)、脉冲宽度（电磁阀启动时间）e)喷吹管上孔的数量和孔径f)受喷吹滤袋的尺寸和长度g)设备的过滤风速h)需要多大的袋底清灰压力i)清灰方式（在线、离线清灰）j)烟尘的特性（粘度/粒径）k)操作环境（温度/湿度/露点）l)氮气供应系统流量（3）喷吹管切断阀门用于切断喷吹气包与喷吹管之间的连接，每个喷吹管设一道切断阀门，在正常工作时，阀门处于常开状态，当系统需要更换滤袋或喷吹气包及其附件需要检修时，应关闭检修阀门。阀门采用密封性较好、通气量大的球阀，阀门公称直径为80mm，公称压力为1.6MPa。提示：在正常工作时，阀门处于常开状态。当要进入除尘器箱体或检修喷吹气包及其附件时，应关闭检修阀门。（4）喷吹管喷吹管起连接喷吹气包和喷嘴的作用。每排滤袋的数量确定喷吹管的长度。喷吹管的直径为89mm，喷吹管由支架固定在花板上，喷吹管与箱体内外壁应满焊，避免喷吹时管道振动造成焊口开裂，煤气泄漏。（5）喷嘴喷嘴安装在喷吹管上，每个布袋上方有一个喷嘴，喷吹管上喷嘴的数量由工艺条件决定。喷嘴为超音速引射喷嘴。为了保证脉冲气流量进入第一个滤袋和最后一个滤袋的差别在±10%以内，同一个喷吹管上的喷嘴的孔径会不同，一般远离气包的喷吹孔比靠近气包的喷吹孔径小0.51.0mm，喷吹孔径是确定脉冲喷吹系统的清灰压力和气流量的最主要参数。2.2.3氮气系统除脉冲反吹需要氮气气源外，气动阀门驱动、气力输灰也需要大量氮气。在除尘器装置中引入中压氮气（压力：2.2MPa）和低压氮气（压力：0.4MPa）两种氮气源，在中压氮气和低压氮气的入口管道上均设有一个10m3的氮气罐，设计压力分别为均为2.5MPa。在低压氮气罐后设有一套压力调节系统，调节、稳定氮气的压力，将氮气压力调节至0.30.4Mpa，以满足脉冲反吹系统的使用要求。在中压氮气罐后设有三套压力调节系统，调节、稳定氮气的压力。一套压力调节系统将氮气压力调节至0.20.3Mpa，以满足气力输灰的使用要求；一套压力调节系统将氮气压力调节至约0.50.7Mpa，以满足气动阀门的使用要求；另一套压力调节系统将氮气压力调节至约0.50.6Mpa，以满足清堵系统的使用要求。为测定氮气消耗量，在四套氮气调节系统前分别安装一个流量计。2.2.4卸输灰系统1)输灰系统简介卸输灰系统采用气力输送，由气动卸灰球阀、气动钟形泄料阀、输灰管、大灰仓等组成。2)卸、输灰系统的工艺流程如下：除尘器灰斗 DN300气动卸灰球阀 气动钟形卸料阀 DN100气动卸灰球阀 DN150输灰管道大灰仓DN300气动卸灰球阀电动星形卸灰阀加湿机运灰汽车。气力输送介质采用氮气或高压净煤气。设在输灰管道前端的两个气动球阀用来控制选用氮气还是高压净煤气作为输灰介质。氮气由10m3氮气储罐供给。氮气使用压力为0.2-0.5Mpa,消耗量约2000m3/h（输灰期间）。高压净煤气由一根DN150的煤气管道从净煤气总管里面接入，并设有气动球阀和手动盲板阀。检修时必须关闭气动球阀和手动盲板阀，防止煤气从输灰管道外泄，造成周围人员中毒。输灰介质将灰尘送至大灰仓，并经过滤后，残余煤气通过出气口回收到低压管网或通过放散管放空。3)卸输灰系统的操作：输灰时首先打开DN150的氮气球阀（或煤气球阀）向输灰管道中输入输灰介质，然后依次打开DN100气动球阀、气动钟形卸料阀、DN300气动球阀、仓壁振动器或氮气炮，当下锥体下部料位计发出信号时，说明灰斗中的灰尘已卸完，依次关闭仓壁振动器、DN300气动球阀、钟形卸料阀、DN100气动球阀，本箱体的卸输灰已完成。按同样的操作顺序对每个箱体进行卸灰。4)卸输灰系统控制卸输灰系统的开启和关闭采用定时和料位仪控制两种方法。采用定时控制时，当控制系统计时累计到一定值时（用户根据使用经验确定），便启动卸输灰系统，对每个箱体依次卸灰。料位仪控制：除尘器灰斗上设有两个热电偶，用来检测灰位。，通常情况下，上位热电偶裸露在煤气中，下位热电偶埋在灰尘中，而煤气的温度比灰斗中的灰尘的温度高，因此上位热电偶检测的温度比下位热电偶检测的高。当灰斗中的灰尘逐渐盖过上位热电偶时，上位热电偶检测的温度逐渐降低并接近下位热电偶检测的温度。说明灰斗中的灰位到了上位热电偶处，此时开启卸输灰系统，依次对该箱体进行卸输灰。当下位热电偶检测的温度逐渐上升并接近上位热电偶检测的温度时。说明灰斗中的灰位已下降至下位热电偶处，应关闭该箱体的卸灰阀门。通过热电偶检测灰位，依次对各个箱体进行卸灰和输灰。5)输灰装置输灰管道为20号无缝钢管内壁衬陶瓷，增加管道的耐磨性能。输灰管道通径DN150mm。输送气体压力0.02-0.06Mpa（根据实际情况决定），输送速度15-25m/s。输送能力约为35t/h。DN150氮气调压阀组和DN150煤气调压阀组后均设一个DN150的气动球阀，用来控制采用高压净煤气还是氮气作为气动输灰介质，正常情况采用高压煤气输灰。（1）仓壁振动器、氮气炮为保证卸灰通畅，在布袋除尘器箱体和大灰仓的下锥体两侧均设有仓壁振动器和氮气炮。（2）灰位检测在布袋除尘器箱体下锥体的上部和下部均装有热电偶，用于检测灰位，大灰仓的灰位检测采用射频导纳，共设置3个。（3）卸输灰阀门15个箱体下部均依次设有DN300气动卸灰球阀、气动钟型泄灰阀、DN100气动卸灰球阀。大灰仓下部设有DN300气动卸灰球阀、电动叶轮给料机、加湿机（4）助推装置 在每个除尘器输灰异径管上 设有助推装置（如图4所示）， （图4）助推装置示意图当卸灰不通畅时，打开助推装置上的手动球阀，利用高压氮气，使灰尘从除尘器锥体中顺利卸出。（5）大灰仓大灰仓为园形筒状结构，直径为4020mm，高19500mm。上部采用正椭圆形封头，下部采用锥形灰斗。设计压力为60KPa，壁厚为10mm。大灰仓内设布袋除尘装置，共设14排滤袋，滤袋数量为180条，滤袋规格（直径×长度）：160mm×3000mm，滤袋间距为230mm×200mm。每箱滤袋面积为271m2。滤袋采用P84复合滤料。喷吹管口与布袋中心正对垂直。布袋口设有文氏管保护布袋，防止氮气冲刷破损。龙骨在受压时不发生变形。大灰仓上设有超压泄放装置，由泄爆阀和接管组成。大灰仓上部设有放散装置和DN300的管道连接到减压后的净煤气管道上，大灰仓内净化后的净煤气或氮气进入主管网或放空。大灰仓上设有3个检修人孔。大灰仓灰斗和直端底部设蒸汽保温盘管，对灰斗和直端底部进行加热保温，防止结露和粉尘结块，影响排灰的正常进行。大灰仓设有外保温，保温材料采用隔热性能良好的超细玻璃棉毡，外包镀锌铁皮。箱体下部灰斗还设有蒸汽盘管，防止结露。2.2.5阀门1)除尘器进出支管切断阀门除尘器进、出口支管上均装有煤气切断阀，煤气切断阀由DN1000三偏心金属硬密封耐磨煤气蝶阀和DN1000全封闭电动插板阀组成。用来切断除尘器两端煤气，使除尘器从管道中切出，以便进行除尘器的维护、检修、更换滤袋等。2)荒煤气放散阀组当荒煤气温度大于260和低于100时，将打开荒煤气放散阀，同时关闭所有箱体进口蝶阀，进行荒煤气放散。荒煤气放散阀组由一个DN1800蝶阀、和2个DN800蝶阀组成，使其对高炉的顶压具有一定的控制能力。2.2.6膨胀节布袋除尘器箱体进出口均设有大拉杆补偿器，共30个，波纹管材质： SUS316L，最高耐温300，补偿量100mm。布袋除尘器和大灰仓的排灰口设有大拉杆补偿器，共16个，最高耐温200，补偿量40mm。2.2.7高炉煤气脉冲干法布袋除尘器的结构特点1)高炉煤气干法布袋除尘装置是由15个除尘器箱体并联组合而成并由过滤、清灰、粉尘输送、自动控制组成的一个系统。2)滤袋采用耐高温、高负荷、高强度的特种滤袋，使用寿命长。3)采用外滤过滤形式，滤袋从箱体上部更换。4)采用脉冲喷吹清灰技术，清灰能力强，除尘效率高，能耗少，钢耗小，占地面积小，运行稳定可靠。5)采用气体输送技术，输灰效果好，成本低，且不产生二次污染。3工艺流程3.1工艺流程简述高炉煤气干法布袋除尘装置是利用滤料来捕获煤气中的粉尘的。滤料捕获粒子的能力决定除尘器的效率。因此，整个除尘器的工艺过程可简述为通过清灰，控制除尘器的阻力，使滤料具有最大捕捉粒子的能力，同时除尘器具有一定的通流能力，即不断地对除尘器进行周期性的清灰，控制除尘器的阻力，防止阻力过大，影响工艺进行。通过滤袋过滤，净化煤气；通过脉冲反吹清灰，清除滤袋上的灰尘，控制滤袋过滤阻力；通过卸输灰系统，将清除下来的灰尘运到除尘装置外。如此周而复始，使除尘器正常工作下去。在布袋除尘器出口煤气管道上装有煤气含尘量分析仪，可在线连续检测煤气含尘量，以及时发现破损布袋的箱体。荒煤气的灰尘含量为10g/m3，经布袋除尘后，煤气的含尘量8mg/m3，可以满足用户对煤气含尘量的要求。布袋进口煤气温度要求在120260之间，短时间（5分钟内）320。布袋除尘净化系统工艺操作如下：滤袋过滤方式采用外滤式，滤袋内衬有笼形骨架，以防被气流压扁，滤袋口上方相应设置喷吹管。在过滤状态时，荒煤气进口气动蝶阀及净煤气出口气动蝶阀均打开，随煤气气流的流过，布袋外壁上积灰逐渐增多，布置在各箱体布袋上方的喷吹管实施周期性的动态脉冲氮气反吹，将沉积在滤袋外表面的灰膜吹落，使其落入下部灰斗中。在某一箱体进行反吹时，也可以将这一箱体出口蝶阀关闭，进行离线清灰。反吹方式采用脉冲氮气反吹，可在线反吹，也可离线反吹，可连续周期性进行反吹，也可实现定时或定压差的间歇反吹操作制度，清除布袋外壁的积灰。如果氮气系统出现事故，也可采用放散荒煤气反吹，清除布袋外壁的积灰。清灰后根据灰位情况及时启动气动卸输灰系统。卸输灰系统采用气动输灰，输灰介质采用氮气或净高炉煤气。工艺流程如下：除尘器下灰斗 DN300气动卸灰球阀 气动钟形泄料阀 DN100气动卸灰球阀 输灰管道 大灰仓 加湿机运灰车。气动卸输灰在布袋反吹后进行。大灰仓中的灰定时由专用运灰车辆运出。4 气动传动系统工作原理及组成4.1 气压传动系统的工作原理利用氮气的压力能，然后在控制元件的控制和辅助元件的配合下，通过执行元件把氮气的压力能转变为机械能，从而完成直线或回转运动并对外做功。4.2 气动传动系统的组成1)气压发生装置 (中、低压氮气)。2)控制元件（控制氮气的压力、流量和流动方向）。如压力阀、流量阀、方向阀和逻辑阀等。 3)执行元件（将氮气的压力能转变为机械能的能量转换装置。如气缸和马达）。4) 辅助元件（用于辅助保证气动系统正常工作的一些装置）。如过滤器、干燥器、空气过滤器、消音器和油雾器等。4.3气动系统使用的注意事项1)在使用前要放掉系统中的冷凝水。2)定期给油雾器注油。3)使用前检查各调节手柄是否在正确位置，机控阀、行程开关、挡块的位置是否正确、牢固。4)随时注意氮气的清洁度，对气体过滤器的滤芯要定期清洗。5)设备长期不用时，应将各手柄方松，防止弹簧永久变形，而影响元件的调节功能。4.4气动系统的日常维护气动系统日常维护的主要内容是冷凝水的管理和系统润滑的管理，要经常排出系统中各排水阀的冷凝水经常注意排水器、干燥器的工作是否正常。5高炉煤气布袋除尘系统设计炼铁厂中型高炉煤气采用布袋除尘工艺进行工程设计。从整个系统运行情况看，布袋除尘在除尘效率、节水、节电、治理环境污染等方面表现出了湿式除尘无可比拟的优越性。设计中一些新的、成功之处得到了充分的证实。5.1高炉脉冲干法布袋除尘装置的计算 计算前应了解烟气的基本工艺参数，如含尘气体的流量、性质、浓度及粉尘的分散度、润滑性、黏度等。掌握了这些参数后，通过计算过率风速、高面积、炉料及设备阻力再选择合适的设备类别型号。5.1.1影响袋式除尘器性能的指标 考虑袋式除尘器的性能主要涉及过滤速度、除尘效率、过滤阻力和清灰方式等方面。过滤速度是影响袋式除尘器性能的主要因素之一，可用下式计算： =A*Q/60 式中，为过滤速度，m/min;Q为过滤除尘器处理气量，m3/h;A为过滤尘器滤料的过滤面积，m2。一般认为，气体通过过滤的真实速度为：VP=V/式中VP为过滤面通过过滤层的真实速度，m/min；为粉尘层的平均空隙率；一般为。 在实际运行中；滤速度是滤料种类、粉尘粒径的大小、物理化学性质和其他清灰方式等确定的。过滤速度大，会使滤料两侧的压差增大，把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率降低而达不到规定的排放值，滤料的单根纤维，尤其使玻璃纤维滤料加速损坏。过滤速度小则会增大除尘器的体积，增加投资。5.1.2袋式除尘器处理气体量的确定确定袋式除尘器处理气体量时，首先要求出工矿条件下的气体量，即实际测量得到的气体量，并且还要考虑除尘器本身的漏风量。这些数据应根据已有工厂的实际运行经验或检测资料来确定，；公式如下：Q（）×（）式中,Q为通过除尘器的含尘气体量，h；Qs为生产过程中的气体量，；为除尘器气体的温度;p为环境大气压