2800m3高炉炉型计算.doc

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1、第一章 炉型计算及参数选择1.1 定容积选定高炉座数为1座，高炉利用系数为v=2.0t/(m3 d),高炉容积Vu=2800m3 1.2 确定年工作日和日产量年工作日为36595%=347天,日产量P=Vuv=5600t1.3 炉缸尺寸（1）炉缸直径选定冶金强度I=0.95t（m3d）；燃烧强度i燃=1.05t/(m2h)则： d= 0.23=11.58 取11.6m校核Vu/A=26.51.一般大型高炉在2228之间，计算合理。（2）炉缸高度h=1.65m 取1.7mh=2.94m 取3.0m风口数目：n=2(d+2)=2(10.9+2)=27.2 取27。风口结构尺寸：a=0.5h= h+

2、a=3.5m1.4 死铁层厚度h=1.5m1.5 炉腰直径、炉腰角、炉腹高度 选取D/d=1.13D=1.13d=1.1311.6=13.11m 取13m选取炉腹角=8030h=4.19m 取4.2m 校核： tan=6.0 =80321.6 炉喉直径、炉喉高度选取 d/D=0.7d=0.7D=9.1m 取9.1m 选取 h=2.5m1.7 炉身角、炉身高度、炉腰高度 选取=8330h=11.66m 取12.0m校核：tan=6.15 =83321选取Hu/D=2.3Hu=2.312=29.9m 取30mh= Hu-( h+ h+ h+ h)=7.8m1.8 有效容积校核V= hd=369.6

3、4mV=h(D+Dd+d)=499.34 mV=h D=1034.79 mV=h(D+Dd+d)=1162.15 mV=h d=162.51 mV= V+V+V+V+V=3228.43 m误差U=100%=0.84%1%所以，设计合理。表3.1高炉内型参数序号项目数值1有效容积Vu /m33228.432炉缸直径d/mm116003炉腰直径D/mm130004炉喉直径d1/mm91005死铁层深度h0/mm15006炉缸高度h1/mm35007炉腹高度h2/mm42008炉腰高度h3/mm78009炉身高度h4/mm1200010炉喉高度h5/mm250011有效高度Hu/mm3000012炉

4、腹角 803013炉身角 833014Hu/D2.315铁口数/个216风口数/个26第二章 重力除尘器设计2.1 高炉日铁产量，高炉煤气发生量与高炉煤气含尘量 边计算得知，高炉煤气含氮量越55.27，煤气正常温度约200C250C左右，炉顶正常压力为0.2MPa(包钢)，高炉利用系数2.0t/m3.d,煤气含尘量为55.93kg/t-p.吨铁煤气量Vg=1813.899m3.则高炉日铁产量：M=Vuv=25002.0=5000t 高炉煤气发生量：Q=(MVg)/24=(50001813.899)/24=377895.625 m/h高炉煤气含尘量：C=（55.931000）/Vg=（55.93

5、1000）/1813.899=30.83选取高炉喉口直径8.4m，则炉喉截面积S1=3.14（8.4/2）2=55.39m2。2.2 煤气管道设计2.2.1 导出管设计计算为了减少炉尘吹损，煤气导出管的煤气流速不宜太大，常为34 m/s。煤气导出口处的总截面积不应小于炉喉截面积的40%。煤气导出管中心水平倾角一般为5053，以使灰尘不致沉积堵塞而返回炉内。设计的煤气导出管为四根，取煤气在煤气导出管内的流速导=3.5m/s，已知除尘器每小时过滤煤气总流量Q=377895.625 m/h。则煤气导出管总截面积S导=Q/导3600=29.99 m2，取30 m2。则一根煤气导出管截面积S=30/4=

6、7.5 m2根据圆形面积公式可知煤气导出管直径D导=3090 mm。S导/S=30/55.39 100%=54.16%，满足设计要求。煤气导出管中心水平倾角为53参考2500m3高炉重力除尘器的设计。2.2.2 上升管设计计算煤气上升管内的流速为68m/s，上升管总截面积为炉喉面积的25%35%，上升管的高度应保证煤气下降管有足够大的坡度。设计的煤气上升管为两根，取煤气上升管内的煤气流速上=7m/s。则煤气上升管总截面积S上=377895.625/73600=14.995m2，取15 m2。则有S上/S1=15/55.39=27.07%，符合设计要求。即有一根煤气上升管的截面积S=15/2=7

7、.5 m2。因此可知煤气上升管的直径D上为： 则D上升管=3091mm上升管高度取h2=8900mm下降管上管口中心线到上升管管顶距离取h3= 2400mm2.2.3 下降管设计计算 为了防止煤气灰尘在煤气下降管道内沉积堵塞管道，煤气下降管内的煤气流速应大于煤气上升管内的煤气流速。煤气下降管内的流速为69m/s，煤气下降管的中心线倾角应大于45，以使灰尘能流入重力除尘器。设计的煤气下降管为两根，取煤气下降管总截面积为煤气上升管总截面积的80%，煤气下降管的中心线倾角取45。煤气下降管总截面积S下=S上80%=1580%=12 m2。则下降管中的煤气流速下=Q/S下3600=8.75m/s，满足

8、设计要求。则一根煤气下降管的直径D下为2则D下降管=2764 mm2.3 高炉炉顶管道设计参数表4.1 煤气流速表煤气管道煤气流速（标态）m/s设计取值m/s炉顶煤气导出管34V1=3.5炉顶煤气上升管68V2=7炉顶煤气下降管69V3=8.75表4.2 炉顶管道参数表内径D（mm）根数夹角煤气导出管30904煤气上升管30912煤气下降管2764 2煤气放散管644.44422.4 重力除尘器的设计2.4.1 重力除尘器的设计要求 除尘器直径必须保证煤气在标准状况下的流速不超过0.61.0m/s。 除尘器直筒部分的高度，要求能保证煤气停留时间不小于1215s。 除尘器下部圆锥面与水平面的夹角

9、应做成。 除尘器内喇叭口以下的积灰体积应能具有足够的富余量（一般应满足三天的积灰量）。 除尘器下降管直径按煤气流速10m/s左右设计，一般为711m/s。 除尘器阻力一般为150390Pa2.4.2 重力除尘器部分设计参数选择 所设计的重力除尘器要求除尘效率为80%。 重力除尘器直筒直径必须保证煤气流速为0.8 m/s。 煤气能在沉降室停留时间为15s。2.4.3 重力除尘器设备尺寸计算(1) 每秒煤气量q：q/3600= 377895.625/3600=104.971m3/s(2) 选择重力除尘器煤气入口管道直径为，且煤气入口流速v0=10m/s，则由此可得：=3657 mm(3)由煤气在沉

10、降室的停留时间为45s，煤气流速v1=0.5m/s，则重力除尘器直筒段的截面积： S重=Q/v1=209.942 m2根据圆形面积公式可知重力除尘器内径：=16757 mm(4) 除尘器直筒部分高度取H直筒=12000 mm(5) 直筒部分体积V直=qt=104.97115=1574.565 m3(6) 经参考1080m高炉重力除尘器，知重力除尘器内径D重=11280mm,煤气出口管直径D出=2520mm，中心管直径D中=3500 mm。因此，设计的重力除尘器的煤气出管口D出=2520/1128016757=3743.59mm，也就是说半净煤气管道的直径为3743.59mm。中心管直径D中=3

11、500/1128016757=5199.4mm，取5200 mm。中心管长度L中=13500 mm上锥体高度H上锥=16757-52000.5tan50=6886.55 mm下锥体高度H下锥=16757-9000.5tan50=9448.82 mm除尘器的容积V=Qt=377895.625360045=4723.69 m式中：V除尘器容积，m；Q处理气体量，m/s；t气体在除尘器内停留时间，s，一般取3060s，本次取45 s。除尘器的长度L=V/S=4723.69/209.942=22.5m式中：L除尘器长度，m； V除尘器容积，m； S除尘器截面积，m。(7)除尘器出口煤气流速V2，且煤气

12、密度为，则V2=9.8m/s2.4.4 积灰量及灰斗设计由前面工艺设计得知，吨铁产生的炉尘量55.93kg，高炉日产量5000t，则高炉每天产生炉尘量为55.935000=279.65 t，设计重力除尘器除尘效率为80%，则重力除尘器除去的灰量为279.6580%=223.72 t。炉尘的堆密度约为1.5t/m，则炉尘体积 V体积=223.72/1.5=148.8m。根据要求，设计灰斗满足容纳三天的积灰量，故灰斗容积应大于3148.8=446.4m。最小灰斗高度满足4(D/2)2h/3=3202 mm取排灰口直径径D排=900 mm2.4.5 压力损失由重力除尘器压力损失计算公式得：P=77.

13、76Pa2.4.6 出口含尘浓度2.4.7 重力除尘器参数列表2.3 重力除尘器参数表除尘器直径D16757 mm直径部分高度h512000 mm除尘器入口管径d3657 mm除尘器出口管径g3743.59 mm灰斗下口口径f900 mm灰斗倾角50灰斗容积V灰斗446.4 m3储灰能力3 天出口含尘浓度C8.3 g/m3除尘器压力损失P77.76 Pa除尘器除尘效率80%灰斗高度h49448.82 mm除尘器上截锥体高度h66886.55 mm第三章 布袋除尘器设计3.1 滤袋及滤袋箱体的设计3.1.1 漏风率漏风率的含义是：漏入或漏出布袋除尘器本体的风量与入口风量的比率。除尘器产生漏风的根

14、本原因在除尘运行的情况下，设备内外气体有压差；另一原因是除尘器本体及其配件不严密给漏风创造了条件。漏风率是反映除尘器性能好坏的重要指标，漏风率小不仅有助于保证系统风量，节约能源，而且有助于设备稳定运行，减少事故。袋式除尘器处于负压工作状态工作时的大量泄漏，会导致压力损失过大，不仅增加风机负荷、浪费大量能源，而且还会影响清灰效果，致使滤袋堵塞，降低除尘效率。在本设计中，要求对除尘器箱体采取各方面措施，如采用焊缝渗漏检验，起台阶法兰，严密性好的阀门和检修门，本体密封性检验等，以保证除尘器的漏风率控制在2%以下的国际水平。3.1.2 过滤风速 过滤风速是衡量布袋除尘器先进性的重要技术指标之一，它与粉

15、尘性质，含尘气体的初始浓度，滤料种类，以及除尘器的清灰方式有密切关系。在进行除尘器设计时，首先必须选择合适的过滤风速，然后才能在此基础上进行其他部分的设计。 一般来说，含尘浓度较高，灰尘粒度较小，净化困难时过滤风速就应取小些，反之，则应取大些。实际中，应根据具体情况来选择合适的过滤风速，过滤速度过大会加重过滤负荷，增加过滤阻力，从而导致滤袋使用寿命缩短，除尘效率降低；而过滤速度过小，将会增加除尘器过滤面积，导致除尘器过于庞大。 过滤风速的选择，对保证除尘效率，确定除尘器规格及占地面积，乃至系统的总投资，具有关键性作用。正确选择过滤风速的关键，首先在于弄清粉尘及含尘气体的性质，其次要正确理解和认

16、识过滤风速和除尘效率的，过滤阻力，清灰性能三者之间的关系。3.1.3 滤料的选择本设计要求滤袋应具有良好的耐高温、耐腐蚀及耐磨能力，通过对各种滤料的对比，选用了氟美斯复合针刺毡纤维（FMS-9806）滤袋。氟美斯复合针刺毡纤维（FMS-9806）滤袋式一种复合新型材料，用微细玻璃纤维与耐高温化学纤维P84复合，利用特殊工艺制得的新型奶高温型集尘袋用过滤毡，并采用了PTFE（聚四氟乙烯）微孔覆膜的处理工艺。这种滤料具有耐高温耐磨的特性，并能降低运行阻力，提高过滤风速。对于采用PTFE微孔覆膜滤料，因其基布表面所覆的薄膜代替了粉尘初层且孔隙率较高，所以过滤时，粉尘捕集在薄膜表面而不进入基布内部，其

17、过滤效率和阻力决定了薄膜的特性，过滤效率高；又由于膜的憎水性，可使清灰变得容易，覆膜滤料清灰是借助粉尘的自重和清灰功能使粉尘很容易从滤袋表面脱落，即粉尘剥离率高，系统运行阻力较低且较稳定，所以使用覆膜滤料可使袋式除尘器过滤机理由深层过滤进展到真正的表面过滤。氟美斯复合针刺毡纤维（FMS-9806）性能见表5.1项目性能参数厚度，mm单位质量，g/m推荐过滤风速，m/min 耐温，透气性，dm3/（m2s）特点应用1.88001.21.58028090耐高温型，P84，玻纤黑炭、钢铁行业表5.1 FMS-9806产品性能 滤料的差别决定了过滤风速(或过滤负荷)的选取。玻璃纤维滤布一般用于低滤速布

18、袋除尘，高炉煤气净化也是如此。设计选用低滤风速的原因有两个，一是有关资料介绍当过滤速度超过1m/min时有灰尘穿透现象，也就是说除尘效率下降;二是低滤速可延长滤布寿命。对灰尘穿透问题曾做过观察，发现很多高炉布袋除尘滤速超过1m/min时未见效率下降，煤气质量依然很好。这是因为，一是高炉用滤布结构较厚，纹路紧密，纤维不易滑移，因此不易穿透;二是高炉灰有其特性，它很容易在滤布表面形成一层致密的灰层，加强了过滤效果。同一种滤布用于其它烟气净化，效率很可能不同，净化气体含尘量不是510mg/m3而是80-100mg/m3，甚至更高，对一般粉尘浓度只要小于150mg/m3即可符合排放标准。这一事实说明，

19、高炉煤气灰适于过滤，甚至高滤速时也没有透滤问题。主要原因还是低滤速可以减少反吹次数，延长滤布寿命。玻璃纤维布性脆，不能反复折叠和搓揉，否则很容易破碎，因此要求反吹次数越少越好。这种滤布的长处是抗拉强度高，若想拉断决非易事，风事大时也涨不破。故根据这个特性设计了低滤速、高阻损、长周期的反吹制度。现场规定，阻力损失为40006000Pa时反吹，反吹间隔为1.52h，每天反吹次数约12一18次，这样寿命自然比频繁反吹要高。经过多年的研究，滤布的“整体寿命”已超过一年，达到预期的指标。也就是说，一年之内滤布不坏，使用一定时间就可全部同时更换。我国玻璃纤维滤布性能己达到国外同类型产品水平，这是建材研究和

20、生产部门多年努力的结果。合成纤维滤布由于强度高，韧性好，允许频繁反吹，所以可以提高滤速。大高炉BDC过滤风速在工况条件下已达 1.5m/min，几乎是小高炉的两倍，反吹周期为1030/min.不过按滤速分类仍属于中低风速反吹风型的大滤袋。此类滤布也适用于高滤速布袋除尘器。过滤风速还与煤气压力有关。这里所指的是标准状态下滤速与煤气压力的关系，当工况滤速一定时，煤气压力越大，换算为标准状态下的滤速愈大，因此这也是提高滤速的途径之一。一般的说，滤布材质和反吹方式决定工况滤速的选取，当工况滤速一定时，压力又决定了标准状态下的滤速(假定温度一定)。比如目前中小高炉工况滤速为 0.80.9m/min，折合

21、成标准状态下滤速约0.5m/min左右，大高炉工况滤速约 1.5m/min，折合成标态滤速为 2.32.4m/min。工况滤速相差约一倍,而标况滤速则差45倍，主要原因是压力不同所致。由此可见，压力越高，煤气体积越小，滤布面积相对越小，因此就越经济，煤气压力高低取决于炼铁工艺设计，除尘设备无法改变，能够做到的是选择滤料和反吹方式以提高滤速。只要工况滤速提高，标况滤速也随之提高，而且压力越大，标况滤速也越高。由此可见，布袋除尘应高压操作而不是降压操作，减压阀组(或旁通阀)只能设在布袋除尘器之后净煤气总管上。国外BDC配TRT就是这样设置的。箱体设有外保温，保温材料采用隔热性能良好的超细玻璃棉毡，

22、外包镀锌铁皮。箱体下部灰斗还设有蒸汽盘管，防止结露。3.1.4 除尘效率除尘效率一方面与布袋除尘器箱体内部工艺结构和滤袋材质有关，另一方面也与清灰方式有关。对于相同的进气截面积，荒煤气在外滤式布袋箱体中垂直运动速度仅为内滤式的1/3由于上升速度小，使一部分粉尘颗粒沉降下来，这样，外滤式布袋除尘器的箱体本身也就相当于一个重力除尘器，降低了布袋表面的含尘量，也就提高了布袋的过滤负荷，提高了滤袋的除尘效率。外滤式布袋反吹是脉冲反吹清灰，由于反吹时间短，压力大，气流速度快，布袋得到充分抖动，反吹网眼内粉尘，使布袋迅速恢复了透气性，提高了过滤负荷，因此除尘率高。一般来讲，布袋除尘属于高效除尘，在滤料不破

23、损情况下，其效率均可达99.5%以上。本设计采用氟美斯复合针刺毡滤料，其除尘效率很高，可以达到99.9%以上，本设计选择为99.9%。163.1.5 滤袋尺寸为防止滤袋在外侧气流压力下被压瘪，内滤袋内侧装有金属骨架，在设计中，如果滤袋直径过大，则会使滤袋抽吸过快，猛击滤袋笼骨，这样会加速滤袋的磨损，使滤袋过早的发生漏洞。一般滤袋的直径以能紧塞入笼骨架为好；如果滤袋较长，相同的过滤面积所需的布袋箱体个数减少，从而使设备投资减少，并且较长的滤袋容易自行收缩，利于滤袋的清灰，但如果滤袋过长，滤袋低端将容易出现磨损的孔洞。综合以上设计特点，本设计选择滤袋尺寸大小为：（dL）=（50010000）mm3

24、.1.6 过滤面积过滤面积可以根据处理煤气量与煤气过滤风速来求得，即： (5-1)式中A除尘器总的布带面积，m2；qv除尘器过滤煤气总流量，m3/h 布袋允许的过滤负荷，高炉煤气除尘，过滤负荷一般为3035m3/(m2h)。本次设计煤气量大，取过滤负荷35m3/(m2h)。A=10797.02m23.1.7 滤袋及箱体个数滤袋数量可由除尘器总过滤面积与单个滤袋的过滤面积求得N=A/dL=687.71（条）选择每个箱体布置滤袋条数为1010=100条，则需箱体个数n为：n=N/100=687.71/100=6.87（个），取7个。由于布袋属于易损件，寿命一般为1.5年到2年，所以当某一布袋箱体内

25、滤袋破损出现故障需要检修时，为了保证一个箱体的检修不至于过大地影响其它箱体正常工作，需要在布袋箱体进出口管上增设切断阀；并且在设备投资允许的条件下，应留两个布袋除尘器作备用，一个清灰，另一个检修。现选择箱体个数n=9个，然后验算布袋总条数N为：N=100n=1009=900 (条)这样，除尘器就有足够的能力保证在箱体检修时仍然能正常工作。3.1.8 除尘器平面布置（1）除尘器的边长计算袋式除尘器有几个矩形箱体构成，当每个布袋箱体的布袋较多时，应分成几组布置，个组之间流出400mm的通道以便检修，边缘的空间为300mm。采用正方形布置。本设计的除尘器箱体为正方形，每个箱体分为4组，每组的布袋个数

26、为25个，横纵各为5个，则箱体边长L为： （5-2）式中：n每组每列滤袋个数 （条） a滤袋间的中心距 a=d+ mm N沿各方向滤袋的组数 （组）S每相邻两组滤袋最边上滤袋的中心距 S=d+400 mm m靠箱边滤袋中心至箱体内壁距离 m=d/2+300 mm根据以上公式，具体布置参数为： n=5条 N=2组 a=d+=300+120=420 mm S=d+400=300+400=700 mm m=d/2+300=300/2+300=450 mm则除尘室每个箱体边长 L=（5-1）42002+（2-1）700+2450=4960 mm（2）除尘器的总高度H=L1+H1+H2+H3 (5-3)

27、式中L1滤袋层高度 mmH1气体分配层高度 mmH2灰斗高度 mmH3灰斗排尘孔距地坪高度 mm参考包钢5号高炉箱体高度18000mm，取本设计的箱体高度为H=19000mm。（3）箱体布置由于本设计共有14个箱体，箱体单排布置采用单排一列式（实际中应更多的考虑现场的实际情况，若现场有一方形地带，则尽可能布置为并列式。）为了适应今后高炉扩容和提高冶炼强度的需要，还应留有今后增加箱体的空间。173.1.9 总除尘效率3.2 除尘器的选择设计为确保高炉的正常运行和煤气净化系统的高效运转，充分体现净化装置的优越性、本着可靠、先进适用的原则，以及达到同级高炉国内一流水平的要求，对于一些关键性的但是目前

28、国内制造水平还达不到要求的设备，按重要性程度从国外引进，其余设备国内配套。在干法布袋式除尘、湿法塔文系统除尘和高炉煤气环缝洗涤系统三种除尘方式中选择适合2500时高炉的高炉煤气净化方案。而在前文中以确定选择干法布袋除尘，示意图如下图5.1高炉煤气除尘系统流程图高炉煤气经重力除尘器及旋风除尘器粗除尘后，进入布袋除尘器进行精除尘，净化后的煤气经煤气主管、调压阀组(或TRT)高节稳压后，送往厂区净煤气总管。3.2.1 进气口位置进气口位置分为上进气与下进气，下进气除尘器结构简单，只有下部一块板；粗粒可直接沉降于灰斗中，只有3m以下的细尘接触滤袋，滤袋磨损小。下进气是使用最多的进气方式。3.2.2 过

29、滤方式分类过滤方式分为内滤式和外滤式，内滤式系含尘气体由滤袋内向滤袋外流动，粉尘被分离在滤袋内；外滤式系含尘气体由滤袋外向滤袋内流动，粉尘被分离在滤袋外，由于外滤式含尘气体由滤袋外向滤袋内流动，因此滤袋内必须设置骨架，以防止布袋被吹瘪。由于外滤式气流上升截面大，气流速度小，可以使一部分粉尘颗粒沉降下来，这样，外滤式布袋除尘器的箱体本身也局相当于一个重力除尘器，降低了布袋便面荒煤气的含尘量，也就提高了布袋的过滤负荷与除尘效率。在经过不断研究学习之后，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与布袋排遣数相等的喷吹管。在过滤状态时，荒煤气进口气动蝶阀及净煤气出口

30、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，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，布置在各箱体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。在隔一箱体进行反吹时，也可以将这一箱体出口阀关闭。清灰后应及时启动气动卸输灰系统，输灰气体可采用净高炉煤气，也可采用氮气，将灰输入大灰仓，然后用密闭罐车通过吸引装置将灰运走。3.2.3 动力装置分类动力装置分为正压式和负压式两大类，动力装置布置在袋式除尘器前端采用鼓入含尘气体的事正压袋式除尘器；而动力装置布置在布袋除尘器后面采用吸出易被净化的气体的事负压式布袋除尘

31、器。3.2.4 滤袋的形状滤袋形状可分为圆袋与扁袋，圆袋型滤袋应用广泛，受力均匀，链接简单，成批量的换袋容易。扁袋与圆袋相比，在相同体积内可多布置20到40过滤面积的布袋，因此，在滤料中粉尘负荷相同的条件下，扁袋占地面积较小。3.2.5 袋式除尘器的选择结合以上分析及各方面考虑，本设计中除尘器选择正压外滤式脉冲清灰除尘器，具体采用低压，外滤式，脉冲喷吹，下进气，圆形滤袋式。布袋除尘器平面布置图如下所示3.3 反吹清灰设计3.3.1 清灰方式的选择脉冲喷吹清灰方式的主要特点在于它是短期性的喷吹过程以及它年产生施加于滤袋内侧的相对较高的剩余压力。脉冲喷吹的持续时间极短，一般只有0.020.3s，低

32、压脉冲喷吹的喷吹压力一般为0.10.3MPa；而高压脉冲喷吹的喷吹压力一般为0.50.7MPa。所以脉冲喷吹清灰可以在极短的时间内喷入大量的清灰气体。脉冲反吹清灰属于高能清灰，由于反吹时间极短，压力大，以及气流的高速运动，使布袋充分的抖动，将网眼内粉尘迅速、有效地清落，从而恢复了布袋的透气性，因此，清灰效果好。183.3.2 压力损失在本设计中，选择除尘器平均阻力为1200Pa左右。布袋除尘器的压力损失与除尘器的结构设计、滤料性质、粉尘浓度、过滤速度、粉尘层特征、清灰方式、煤气温度与湿度等诸多因素有关。一般布袋除尘器的压力损失P是由其结构阻力Pc，清洁滤布阻力Po以及清灰后滤布表面堆积粉尘层的

33、阻力Pd三部分组成。结构阻力与气流量和气体密度有关，滤袋层阻力与含尘气体性质、滤材性质、清灰方式及强度有关。如果滤袋除尘器在超越最佳阻力条件下运行，将导致动力设备电能耗费超量，而且会加重滤材磨损，降低气体的净化效率；若是在负压下运行，还由于密封性不足而形成环境空气大量吸入。P=PcPoPdP袋式除尘器设备阻力，Pa；Pc除尘器结构阻力，Pa；Po清洁滤料的阻力，Pa；Pd滤料上附着粉尘的阻力，Pa。在本设计中要求阻力损失在36KPa。清灰压差是干法滤袋除尘阻力的标志。干法滤袋除尘器阻力主要取决于瓦斯会在滤袋表面的厚度。高炉煤气干法布袋除尘器在系统工作一段时间后，由于滤袋内侧的瓦斯灰膜增厚，除尘

34、器阻力增加，到荒煤气入口压力与净煤气出口压力之差达到一定压力值时，就应对除尘器进行清灰操作。本设计选择定压反吹即开始进行除尘器清灰操作的最大压力差为5000Pa，即当除尘器的箱体内外压力差超过5000Pa时，便对除尘器进行清灰，但是也应注意：如果压力差始终达不到5000Pa，那么也要每两小时反吹一次。193.3.3 喷吹气体及参数的选择1) 喷吹气体脉冲喷吹常用的气体有空气和高压氮气，但由于除尘器内煤气温度较高（约为200）而且钢铁厂中均有制氧设备这样在得到氧气的同时也分离出了大量的氮气，所以脉冲喷吹气体最好不采用空气喷吹而应采用喷吹高压氮气，以防随空气喷入的氧在高温下与煤气反应而发生爆炸。因

35、此本设计所使用的喷吹气体为：高压。2) 喷吹压力喷吹压力既不能过高，也不能过低，过高易吹烂布袋，过低则吹不掉灰尘。低压脉冲喷吹的喷吹压力一般为0.10.3MPa；而高压脉冲喷吹的喷吹压力一般为0.50.7MPa。喷吹气流自上而下作快速运动，其冲击强度也迅速衰减，所以滤袋的长度受到一定的限制。由于本设计选择的滤袋较长（10m），所以为保证喷吹气体与有足够的喷吹动量，并节省喷吹气体，设计采用高压喷吹方式。因此本设计高压喷吹的压力选择为：0.65Mpa。3) 清灰周期本设计要设计的除尘器已知过滤风速为35m/h，入口含尘浓度为8.3g/ m3，故可选择喷吹清灰周期T=120s，由于设计采用了定压差电

36、控仪，使喷吹周期变为可调的，所以，实际的喷吹周期会在120s附近波动4) 喷吹时间由于本设计采用高压氮气脉冲清灰方式，滤袋长度为10m，故选择喷吹持续时间为0.3s较为合适。实际操作中可以在0.10.3s调整。5) 脉冲阀一般来说，在大型外滤式脉冲布袋除尘器中，除尘器在进行脉冲反吹操作时，采取分排脉冲反吹，由一个脉冲阀控制1012个滤袋。结合本设计的实际情况，选择每10个滤袋共用一个脉冲阀，则脉冲阀总数量K=N/10=1000/10=100（个）。6) 压缩氮气消耗量压缩氮气的消耗量与上述参数的选择有关，其计算公式为： (5-4)式中每台袋式除尘器每分钟压缩氮气消耗量m3 K脉冲阀总数量 （个

37、） T脉冲周期 min 附加系数 =1.2 q每个脉冲阀每次压缩氮气消耗量m3/阀次各种参数选择为： K=100 T=2 min q=0.02 m3 =1.2则压缩氮气的总消耗量为： Q=1.21000.02/2=1.2 m3/min3.4 除尘器的优化3.4.1 影响除尘效率因素5.4.1.1滤袋材质内滤式布袋材质大多为无碱纤维滤布，这种纤维布的一般厚度为0.550.05mm，织纹为二重纹，最大透气率约为350m3/m2s。其主要是靠布袋灰粘在布袋上形成灰膜后才能达到最佳除尘效果。在布袋尚未形成足够厚的灰膜前，其除尘效率最差。本设计外滤式滤袋采用氟美斯复合纤维针刺毡滤料。复合纤维针刺毡的外表

38、面经过起绒，其表面凸凹不平，单个纤维向外突出，形成了疏松多孔的表面，每根单纤维都是一个过滤单元，这样的表面积较平面面积大得多。针刺的单纤维呈三维空间自由分布，具有多孔性，孔隙率高达80%，透气性好，最大透气率约为800d m3/m2s，因为复合纤维针刺毡滤料具有很好的透气性和很高的过滤负荷，所以其除尘效率很高。5.4.1.2清灰方式内滤式布袋主要为反吹清灰。它的缺点是反吹压力小，动能不够，布袋网眼致密层粉尘不易吹落。另外，反吹气流易从灰膜层较薄的地方通过滤袋，而布袋的其他部分网眼内粉尘未能有效地脱落。这样反吹不均匀，只恢复了布袋某一部分的透气性，特别是在荒煤气温度低于100时，布袋帽口易堵塞，

39、造成清灰效果很不好，影响过滤负荷，降低了除尘效率。本设计采用的外滤式布袋除尘器为高压氮气脉冲反吹清灰。由于反吹时间短，压力大，气流速度快，是布袋得到充分的抖动，反吹掉网眼内的粉尘，是布袋迅速恢复透气性，提高了过滤负荷，从而具有很高的除尘效率。5.4.2反吹方式 在线反吹方式为滤袋工作时进行反吹；离线反吹是关闭箱体进出口蝶阀，滤袋停止工作时进行反吹。本设计高炉煤气布袋除尘器除尘方式选择了离线反吹方式。 在线反吹方式不降低布袋的过滤负荷，但由于滤袋在对煤气进行过滤工作时，需要更大的氮气反吹压力，另外，还存在灰尘再附现象，即灰尘脱落后来不及掉至灰斗又重新吸附到布袋上，反吹后除尘器进出口压力值由5KP

40、a下降到2.5KPa左右，个个箱体分别进行，通常每天只需反吹23次。离线反吹方式节约了氮气消耗，同时减少了反吹次数，并相应降低了氮气的反吹压力，避免反吹频繁及反吹压力过高而对滤袋造成破损，并可有效避免灰尘再附。5.4.3延长布袋寿命的措施（1）认真执行反吹操作制度当布袋箱体内煤气压差达到5KPa时，就必须按规程对箱体进行反吹操作，若在2小时内箱体中的煤气压力始终达不到5KPa，那么也应进行反吹清灰操作。（2）控制进入箱体的煤气温度 滤袋对煤气的温度要求较高，煤气温度低于80时，吸附在滤袋上的灰尘易结露，是滤袋表面板结，透气性差；当煤气温度一旦接近滤袋的允许工作温度（280）时，就应该迅速采取有

41、效措施，启动煤气温度控制系统，使煤气温度控制在滤袋的允许温度以下，以保证滤袋及整个除尘系统的安全运行。（3）严格执行吊挂制度因吊挂结构不合理或安装不当也会影响布袋寿命造成一定质量的布袋破损。为了延长布袋使用寿命必须严格执行布袋的吊挂制度。 （4）注意开箱时机由于布袋灰含有易燃烧的低熔点物质，当箱体温度高开箱时空气混入箱体，易造成箱体内部着火而烧坏布袋，所以开箱时必须要注意。（5）严格检漏及更换布袋当查出某个箱体内有漏灰时，必须及时进行更换。203.5 优化布袋除尘技术措施3.5.1 改进滤袋安装结构 南钢一号高炉布袋除尘使用初期，出现过布袋脱落何布袋骨架变形使滤袋破裂的现象，造成煤气含尘量超标

42、。经调查分析后，查知固定滤袋的卡箍长期受热膨胀，卡不紧，使滤袋脱落，布袋骨架变形则是当初设计选用的材料强度偏小且箍环间距大（如图5.1A）。因此，逐步把紧箍布袋物件由卡箍式改为弹簧胀圈式，对骨架进行改造与加固，箍间环距由200mm改为100mm（如图5.1B），箍环由原来的9个增加到17个，加大了骨架的强度，改进后很好地解决了问题。图5.1 南钢一号高炉布袋骨架结构3.5.2 荒煤气均匀分布技术改进 南钢一号高炉投产一段时间后，发现进气口处的滤袋破损较多，原因是气流分布不均，气流速度高处令布袋过滤速度过高而造成滤袋破损。为此，在荒煤气进气口处安装了导管（如图5.2）以均匀煤气流。导管下部有三条

43、槽孔，进入导流管的荒煤气从下部三条槽孔排出进入筒体，一股气流分解成了三股，实现了高炉煤气的均匀分布，降低了荒煤气流对布袋的冲刷，布袋过滤负荷均匀。图5.2 高炉煤气布袋除尘导流管示意图3.5.3 增设煤气降温装置 由于氟美斯复合针刺毡滤袋的工作温度280，高炉正常时煤气温度一般在200以下，满足布袋除尘器的工作条件，布袋除尘系统可以正常运行。但是，当高炉炉况不顺行出现异常情况时，煤气温度可达400600，这样就超出了滤袋的工作温度，会烧坏滤袋，因此应在布袋除尘器前设置煤气降温装置。 韶钢750立方米及高炉的煤气降温装置采用了煤气换热器。煤气换热器的主要参数如下： 处理煤气量：165900m3/

44、h 煤气含尘量：6g/m312g/m3 入口煤气温度：300600 出口煤气温度： 250 换热面积：1430m3冷却水量：100m3/h240m3/h降温系统由4个换热器组成，每个换热器设DN150mm，长10mm的无缝钢管76根。使用频率：12月一次，一般30分钟每次。21,22第四章 除尘系统附属设备4.1 阀门与粗煤气管道高炉煤气除尘系统的阀门主要有遮断阀、煤气放散阀、高压调节阀组及叶形插板阀等。粗煤气管道是指高炉至重力除尘器之间的煤气管道。4.1.1 煤气遮断阀煤气遮断阀设置在重力除尘器顶部，高炉与重力除尘器之间的荒煤气管道上，为常通阀，只有在高炉休风时落下关闭，将高炉与煤气除尘系统隔开。遮断阀关闭时必须密封严密