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   安鋼5號高爐除塵系統存在的問題進行了分析,提出了相應的改進措施,通過將中心喇叭管延長1.4m 和重力除塵器圓筒直徑增加300mm的改造,使除塵效率提高了9%以上,消除了振動現象。
   高爐煤氣中粉塵構成為0~500μm ,重力除塵器的作用是除去大于60~90μm 的粉塵,使煤氣中粉塵含量小于6g/m3 ,為下一步精除塵打基礎。安鋼煉鐵廠重力除塵器,是為250m3 、800m3/min 風機配置的,現高爐已擴容到350m3,配備風機1000m3/min ,它已不能滿足要求。測定煤氣經重力除塵器后,有時含塵高達30~50g/m3,尤其是5#高爐,文氏管距重力除塵器較遠(30m) ,重力除塵器煤氣導出管到文氏管下降角度較小(26°36′18″) ,粉塵容易在氣流轉彎處聚積,堵塞管道。煤氣中的粉塵與沉積的粉塵達到動態平衡,舊的平衡被不斷打破,造成管道振動、整個煤氣系統的強烈震動,自2001年3月后,當頂壓超過50MPa ,系統產生激烈的震動,嚴重影響生
產安全,高爐被迫低風壓操作,影響了產量。另外,除塵能力低,煤氣到文氏管含塵量大,文氏管負荷加重,特別是喉口磨損嚴重,采用硬質合金鍍膜技術的候口壽命只有一年半時間。為滿足安全生產和爐頂小高壓的需要,趁5號高爐大修之機決定對重力除塵器進行改造。考慮除塵器周圍沒有空間,除塵器的基礎不動,大規模改造不現實。
1、基本參數計算
   決定除塵效率的參數主要有煤氣流速和煤氣在除塵器內停留時間。
1.1、煤氣量(vg) 的計算
   按經驗爐頂煤氣量vg=1.35~1.45 vf ,取系數為1.4 ,并考慮系統漏風率15% ,風量vf =16.666m3/s,計算得vg = 19.833m3/s。
1.3.2、氣流在圓筒部分的流速
   除塵器圓筒部分直徑D = 5.994m ,中心喇叭管最大直徑d1=2.462m ,煤氣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 ,遠大于顆粒的沉降速度。圓筒部分速度為vt = 1mPs 時,能沉降的顆粒粒度由式(1) 中令v 沉= 1mPs 反算得d = 105. 8 ×10- 6m ,即在圓筒部分只能除去粒度大于100μm 的顆粒。因而可以斷定,喇叭管出口以下空間是提高除塵效率的關鍵。
1.3.3、管道中顆粒沉積速度的估算
   應用文獻中的曾茲法估算當煤氣含塵量6g/m3 、60~100 微米顆粒在管道中的沉積速度為19m/s。設氣體為非壓縮性流體,則氣體在管道中的流速為19. 833 ×4P(3. 14P1. 322) ×1. 36 = 19. 7mPs ,考慮到管道傾斜向下,角度大于動安息角,因而,顆粒一般不會在管道中部沉積,在轉彎處由于邊界層脫離,氣流速度降低,因而會有顆粒沉積,尤其是下部文氏管憋壓時,會使該過程加重。
2、改造方案
   在原框架內,除塵器直徑最多可增加300mm ,其下錐體夾角仍保持55°,則下錐體隨之增加;同時為將中心管延長1. 4m 以延長煤氣在圓筒部分的停留時間;中心喇叭管出口面積不變。
   原除塵器喇叭口截面以下部分的體積:
   直筒部分V 直= 105.96m3
   圓錐部分V 圓= 37.38m3
   總體積為V = 143.34m3
   改造后喇叭口截面以下體積為:
   圓筒部分:V 直= 66.08m3
   圓錐部分:V 圓= 37.94m3
   總體積為:V = 104.02m3
   取瓦斯灰堆比重1.5t/m3 ,可裝灰104.01/1.5 =69.34t ,大于三天的集灰量,符合設計要求。同時將放灰制度由2~3 天放一次改為1 天放灰一次。
3、改造效果
   改造后140 網目以下的顆粒增加了8.9%,可推測改造后除塵器效率同比提高了9%以上。投入生產2年零8個月來,高爐爐頂壓力在53~65kPa ,除塵系統未發生振動和文氏管吼管損壞情況。鑒于其它4 座高爐的重力除塵器能力也不足,而場地也較小,因此在今后的高爐大修改造中,只需將其中心喇叭管,延長1.5m ,并將其張角縮小到7.2以內,就可以大幅提高除塵效率,并節約大量投資。
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