秦 勇
（攀枝花攀鋼釩公司能源動力分公司，四川攀枝花 617000）
【摘 要】針對高爐煤氣干式除塵實際運行過程中濾袋頻繁破損問題，對除塵濾袋破損原因進行分析，并提出解決問題的改進措施，有效降底了除塵濾袋運行破損率，延長了除塵濾袋運行周期，取得了良好效果。
【關(guān)鍵詞】高爐煤氣；除塵濾袋；TRT
1 攀鋼高爐煤氣干式除塵現(xiàn)狀
攀鋼釩公司現(xiàn)有5座高爐，容積分別為 1200m33座，1350m31座，2000m31座，年產(chǎn)生鐵約600萬t。5座高爐均采用高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)，布袋除塵效率高達 99%以上，除塵后煤氣物理顯熱較高，配合 TRT機組可顯著提高余熱發(fā)電量。高爐煤氣布袋除塵發(fā)電工藝：高爐荒煤氣由重力除塵器（DC）進行粗除塵后，通過兩組列管式散熱器進行降溫控制（出口煤氣溫度小于 200 ℃）；然后由布袋除塵筒體（BDC）進行進一步精除塵，精除塵后凈煤氣（含塵量小于 3 mg/m3）進入 TRT 透平機發(fā)電，或經(jīng)凈煤氣減壓閥組減壓后進入后部高爐煤氣主管。
2 濾袋除塵原理
高爐煤氣干式除塵的核心是布袋濾料，其除塵原理是通過濾袋纖維截留、慣性碰撞和擴散效應(yīng)，還有重力自然沉降及靜電引力的作用實現(xiàn)除塵。攀鋼釩布袋除塵系統(tǒng)采用高強度、耐腐蝕、耐高溫復(fù)合濾料，在機織濾布表面覆以微孔薄膜制成的覆膜濾布可實現(xiàn)表面過濾。其濾袋表面過濾機理為：基于粉塵層形成有利于過濾的理論，在普通濾料表面覆上一層有微孔的薄膜，薄膜孔徑很小，靠微孔篩分作用，能把絕大部分塵粒阻留在膜的表面，完成氣固分離的過程，使粉塵只停留于表面且容易脫落，提高濾料的剝離性。
為適應(yīng)高爐爐頂煤氣溫度特點，1 # 高爐、新 3 #高爐頂溫略偏低，干式除塵系統(tǒng)采用美塔斯覆膜機織布濾袋，持續(xù)最高耐熱溫度 200 ℃；2 #、3#、4# 高爐頂溫偏高且波動較大，干式除塵系統(tǒng)采用耐高溫玻纖覆膜機織布濾袋，持續(xù)最高耐熱溫度 260 ℃。
3 濾袋運行技術(shù)參數(shù)
濾袋類型：高溫機織布覆膜濾袋；
濾袋規(guī)格：BDC- 308(m)- 12000- 250- 3- 0.4；
使用介質(zhì)：高爐煤氣；
入口荒煤氣粉塵含量：8～16 g/m 3 ；
出口凈煤氣含塵量：≤3 mg/m 3 ；
濾袋運行差壓：≤3 kPa；
濾袋過濾風(fēng)速：0.8～1.0 m/min；
過濾效率：0.1 μm～0.3 μm 時過濾效率≥
99.99％，≥0.45 μm時過濾效率≥100％；
濾袋工作壓力：0.25 MPa；
濾袋工作溫度：≤220 ℃〔瞬間（≤30 min）溫度≤250 ℃〕。
4 存在的主要問題
4.1 布袋運行磨損穿孔問題
在高爐煤氣干式除塵系統(tǒng)運行維護中發(fā)現(xiàn)，干式除塵濾袋頻繁發(fā)生磨損穿孔現(xiàn)象，其濾袋穿孔部位多出現(xiàn)在第一節(jié)防癟環(huán)下部位置，布袋破口為 T字形或一字形，，破口大小約 1～15 mm。經(jīng)分析因高爐冶煉過程中因爐況波動，出現(xiàn)煤氣含水量高或煤氣溫度異常偏低時，極易引起除塵系統(tǒng)濾袋內(nèi)表面瓦斯灰結(jié)垢，形成體積較大的垢塊掛在布袋內(nèi)壁上，引起入口煤氣氣流方向發(fā)生改變，引起布袋局部沖刷磨損；并且，在長時間布袋過濾和加壓反吹的過程中，垢塊會直接摩擦濾袋，導(dǎo)致濾袋局部強度減弱，濾袋發(fā)生穿孔破損現(xiàn)象，導(dǎo)致出口高爐煤氣含塵量超標(biāo)。
4.2 布袋運行出現(xiàn)脫落問題
高爐煤氣干式除塵筒體布袋由濾袋、袋帽、壓簧、短環(huán)鏈、曲別鉤以及卡箍組成，其中從投運后布袋及其配件的檢查情況來看，曲別鉤的磨損嚴(yán)重，壓簧與布袋的垂直中心線在縱向上不一致影響布袋的正常運行。現(xiàn)高爐反吹風(fēng)清灰模式為關(guān)閉過濾閥→打開反吹閥 40 s→關(guān)閉反吹閥延時 10 s→再次打開反吹閥，合計每個筒體反吹 3 次，在過濾—反吹過程中，濾袋因升壓的高爐煤氣氣流變化而形成濾袋的脹癟變化，濾袋的應(yīng)力變化通過壓簧的彈性變化來吸收，經(jīng)過布袋廠家對濾袋以及配件的檢測分析得出反吹壓力偏高，反吹時吊掛裝置振動較大，壓簧與曲別鉤進行摩擦造成曲別鉤磨損斷裂，引起濾袋掉落出現(xiàn)破損。
其次，因煉鐵廠高爐頂壓調(diào)節(jié)及頂壓信號時有異常出現(xiàn)，運行過程中出現(xiàn)頂壓檢測值突然大幅下降或檢測不到頂壓輸入信號，TRT 機組靜葉頂壓跟蹤調(diào)節(jié)失真，易引起干式除塵系統(tǒng)超壓保護裝置動作，干式除塵濾袋承受較大沖擊（濾袋差壓≥40kPa），導(dǎo)致濾袋下口松動脫落，濾袋撕裂、曲別勾彎曲磨損、鏈條斷裂等問題，嚴(yán)重影響干式除塵系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
5 改進實施
2017 年，針對高爐煤氣除塵濾袋頻繁出現(xiàn)穿孔、脫落破損問題，引起高爐煤氣含塵量超標(biāo)，項目組主要實施了以下改進措施:
5.1 優(yōu)化除塵濾袋反吹工藝
（1）利用高爐休風(fēng)機會，對 BDC 反吹清灰程序進行優(yōu)化，反吹程序中增設(shè)“靜置時間”，和“間隔時間”，靜置時間范圍 10～100 s；間隔時間范圍 30～100 s，以適當(dāng)減少筒體自動清灰時間，延長濾袋使用壽命。
（2）反吹清灰是采取風(fēng)機升壓后離線清灰方式，利用閥門進行調(diào)節(jié)，逐室地產(chǎn)生反向氣流，因反向氣流和逆壓的作用，使濾袋變形收縮、振動而實現(xiàn)清灰。在確保 BDC 差壓正常情況下，通過在線調(diào)整反吹風(fēng)機入口蝶閥開度，使除塵系統(tǒng)布袋反吹清灰壓力由設(shè)計值 10 kPa 逐步降至 8 kPa，以降低濾袋反吹沖擊。
（3）與布袋生產(chǎn)廠家進行溝通，優(yōu)化布袋易損部位縫制工藝質(zhì)量，降低布袋反吹破損率。并結(jié)合每周2 次 BDC 筒體煤氣粉塵人工取樣檢測，有效監(jiān)控布袋改進后的除塵系統(tǒng)運行質(zhì)量。
5.2 改進濾袋吊掛裝置
（1） 在高爐煤氣除塵系統(tǒng)布袋吊掛裝置的壓簧與曲別鉤間安裝新的防扭轉(zhuǎn)限位卡，強制固定曲別鉤，避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)摩擦。
（2）將布袋吊裝鏈條鉤環(huán)卡掛在掛鉤上，并將掛鉤與吊掛支架的角鋼焊成一體，避免布袋運行擺動時引起鏈條鉤環(huán)磨損斷裂。
（3）定期對筒體布袋進行檢查預(yù)緊，調(diào)整布袋壓簧拉力至設(shè)計值 35 kg，防止吊掛裝置拉力不夠而出現(xiàn)布袋松弛，影響清灰效果。
5.3 優(yōu)化 TRT 靜葉調(diào)節(jié)程序
針對高爐頂壓調(diào)節(jié)異常，除塵系統(tǒng)出現(xiàn)超壓放散，引起 BDC 差壓異常偏高問題，項目組對 TRT 靜葉程序進行了優(yōu)化。
增設(shè)透平入口壓力和 BDC 出口總管壓力（兩點）與 TRT 靜葉聯(lián)鎖調(diào)節(jié)程序：當(dāng)透平入口壓力和BDC 出口總管壓力兩點同時高于設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警，且靜葉調(diào)節(jié)退出自動模式，轉(zhuǎn)為手動模式，同時靜葉開度自動調(diào)整到給定值。5 臺 TRT機組具體設(shè)定值如表 1。
6 實施效果
6.1 煤氣除塵系統(tǒng)運行效果
項目實施后，高爐煤氣干式除塵系統(tǒng)運行穩(wěn)定、環(huán)保，BDC 平均差壓降低了 0.9 kPa，濾袋年破損率降低 3.62%，高爐煤氣含塵量受控，透平機葉片無明顯磨損，系統(tǒng)故障率較低。
6.2 經(jīng)濟效益計算
6.2.1 濾袋成本效益
濾袋單價:0.5 萬元 / 條
濾袋破損更換降低費用＝（改進前濾袋破損量－改進后濾袋破損量）×濾袋單價＝39 萬元
6.2.2 TRT發(fā)電增效
2016 噸鐵 TRT 發(fā)電量 38.68 kW·h/t，2017 年1~11 月 6 噸鐵 TRT發(fā)電量 39.62 kW·h/t。
本項目貢獻系數(shù) 0.3，年鐵產(chǎn)量 595 萬 t，電價0.342 元 /kW·h（不含稅）計算：
TRT 發(fā)電效益：（39.62- 38.68）×595×0.3×0.342＝57.4 萬元
因此，本項目年增加經(jīng)濟效益 96.4 萬元。
7 結(jié)語
通過降低高爐干式除塵濾袋破損率率，不僅提升了高爐煤氣干式除塵系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和保產(chǎn)能力，降低了系統(tǒng)運行維護勞動強度，并且確保了高爐冶煉順行，減少了高爐荒煤氣放散，為改善生產(chǎn)環(huán)境做出了積極貢獻。