2010第四届焦化年会论文集 (99)

2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 389 淮钢焦化厂 导烟 除尘 系统 技术 改造 肖乃飞 张 锦 徐 鸣 冯正拓 （江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司焦化厂 ， 223002） 【摘 要】 对淮钢焦化厂 4350D 捣固焦炉配套 二合一地面站 除尘系统自投产运行以来出现 的 除尘灰堵仓、布袋压差阻力过大、 除尘器本体 着 火烧仓 、 炉顶 烟气 干管、导烟车 过烧 等 问题 进行分析， 从理论和实践两方面分析 提 出处理 焦炉 烟尘时 应 采用先充分燃烧后冷却的 二合一除尘系统设 计理 念 ，并按此理念对焦炉导烟除尘系统进行技术改造 。 【 关键词 】 焦炉 除尘 改造 淮钢年产 80 万吨捣固焦炉配套的 导烟 除尘系统 ，采用二合一地面站捕集装煤和推焦烟尘，因设计问题，系统运行不稳 定 、 制约焦炉生产 。通过多次 技术改造 ，取得明显效果 。淮钢除尘系统改造历程表明 :炉顶导烟车捕集装煤烟尘时，必须采用 充分燃烧 及 混风冷却的设计理 念 。 造前 系统简介 及存在问题 原 淮钢焦化厂除尘系统采用 装煤、出焦 “ 二合一 ” 地面站 干 式除尘 ， 系统 配置有 220000 m3/h 除尘风机 一台， 3400 脉冲布袋除尘器一台， 除尘器前负压总管上配有重力除尘器、防爆阀、压力平衡、控温电动蝶阀和机焦侧切换阀 ； 出焦时 通过设置在推焦车和拦焦车上的 烟尘捕集罩分别捕集出焦时扬起的机、焦侧 烟 尘， 经过机侧和焦侧皮带式除尘干管输 送经重力除尘器 至 除尘器 本体 ； 装煤 时产生的荒煤气通过炉顶导烟车和 装 煤车集尘罩分别捕集后通过炉顶干管和机侧干管 输送 至 除尘器本体 。 改造前系统 运行 不稳定 、除尘效果差， 先后出现如下问题： 顶导烟车 烟气 连接器、炉顶干管及翻板阀被明火和高温烟气过烧变形严重。 尘器本体出现 过 滤袋着火 烧仓现象 。 袋压差阻力 易 超标（达到 3000、有效风量减少， 导烟 除尘 效果 差 ，布袋使用寿命短，灰仓 下料口 频繁堵塞 。 统存在 问题 分析 煤烟 尘 形成原因 煤饼从机侧 装入炭化室 过程中 ，开始装煤时空气和入炉的细煤粒不完全燃烧生成炭黑形成黑烟。 继而装炉煤 与 高温炉墙接触升温产生大量水蒸 汽 和 荒 煤气 ， 同时扬起的 有 细煤粉以及硫化氢 (有害物质。这些烟尘通过 机侧敞开的炉门口、 上升管孔和 炉顶除尘 孔向外 逸散，每炉装煤作业通常为 3 4 分钟，烟气量 约 为每 1 炭化室墙面 烟车连接器、炉顶干管及翻板阀变形 原因 改造前 的 导烟车 卧式燃烧室 内 烟气燃烧 不充分火焰 较 长 ， 因 原有除尘系统在导烟车连接器处总风量 达50000 m3/h 左右 ， 连接器通风 管 截面不足 0.8 成烟气 风速过快， 常 有明火进入烟 气 管 道 ； 另因 无兑风冷却装置烟气降温效果差 ， 连接器处 烟气 温度 常 达到 400以上， 造成 导烟车连接器、炉顶干管及翻板阀 钢板 部件因 温度 高 导 致变形。 尘器本体经常出现烧仓现象 原因 布袋除尘器的机理是“障碍物”捕集方式，即“以尘阻尘”的理论，过滤介质的材质是人造纤维、棉、玻璃纤维织物等组成，滤袋上的粘覆焦粉尘粒径较细（ 5 m 12 m），含有少量的焦油，经反吹后粉尘落在灰斗中，脱落的焦粉温度约在 60 100左右，大量堆积 易 产生自 燃现象。 另外 炉顶 烟气温度高 、烟气燃烧不充分烟气中夹杂火星 ，大颗粒火星没有得到有效阻隔， 易 被 吸 进 布袋除尘器内，而除尘器焦粉除尘灰 等又易燃烧，这是烧损滤袋的主要原因。 袋压差阻力超标、使用寿命短，灰仓下料口频繁堵塞 原因 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 390 布袋阻力大， 烟气中焦油堵塞布袋气孔。 主要原因是 炉顶导烟车燃烧室、烟道管设计不合理，烟气的焦油得不到充分燃烧，尤其 是 检修结束恢复生产初期导烟车燃烧室处于冷态烟气基本不烧 ， 烟尘中焦油全部粘在布袋外表面及粉尘中 ； 当除尘器进口温度 65，除尘烟气中的水分在除尘器中提前析出，出现严重的结露现象 。 当焦油挂片和水分较大时除尘灰粘性增大、流动性能降低所引起灰仓下料口堵塞。 淮钢焦化厂 针对 地面站除尘系统 存在的系列问题 ， 先后对导烟车、炉顶干管、重力除尘器进行了技术改造。 烟车技术改造 内容 ： 加三个单体燃烧 室（见图 1） ，燃烧室下部开有混风口，混风量可自由调节，单体燃烧 室 留有一定锥度，便于气体燃烧膨胀 。 此处 主要 采用煤气点火燃烧法，消除 导烟车 爆炸隐患。 图 1 单体燃烧室 针对 捣固 焦 炉 侧装煤时 炉顶除尘 孔的烟气量大、流速快等特点，在燃烧器内设 置半球形火焰分布器，有效降低了可燃物的流速，外壁装有可调节的配风孔，使装煤时冒出的 荒煤气 与定量的空气混合均匀充分燃烧，改变了烟气燃烧时跑直流、风包火、流速快等不能完全燃烧的现象，使烟气中的焦油气等粘性物质最大限度的燃烧掉，然后再配以适量 空气和 冷却水 (必要时 可根据实际情况调整用水量 )。 使烟气 的温度符合 进入布袋除尘 器要求 。 在实际操作中，从 除尘孔散逸出来时烟气燃烧 也存在着不稳定性，故烟气到燃烧室内燃烧时就需要靠调试、 靠观察火焰的颜色来判断是否充分燃烧。一般充分燃烧火焰是颜色应该是明亮耀眼的，辐射比较强，火焰的长度大约在 1 2 1 5 米以内；不完全燃烧时，火焰的颜色是暗红色无明亮的光泽，以上，火焰的尾部常带有黑色的烟气。 原卧室燃烧改为立式燃烧室，加大燃烧室容积，便于 从 三个 单体燃烧室未充分燃烧的气 体 进一步混合并 完全燃烧。 加不锈钢混风室一套，混风室上装有混风调节阀 2只，可根据工艺需要调节混风量 ，保证烟气温度符合布袋要求 。 接器对位时同时开启 2只翻板阀，降低系统阻力和风速。 烟车燃烧室及高温管 道 内衬改用莫莱克钢 丝纤维中包浇注料，有效延长了导烟车部件的使用寿命。 消原自动揭盖机构，降低单体燃烧室下口标高，减少了除尘孔烟尘外溢量。 改造后导烟车布置见图 2。 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 391 导烟流程图 说明：改造后， 装煤时 荒煤气通过炉顶除尘孔进入导烟车单体燃烧室，通过单体燃烧室留有的 6 个混风孔调节荒煤气与空气混合比例，使装煤烟气 充分燃烧，进入导烟车立式燃烧室，进一部 完全 燃烧， 燃烧后烟气通过不锈钢混风室 兑 风冷却后降温， 烟气既得到充分燃烧，又通过混风室混风保证到达炉顶干管 的 烟气 温度不高于 300， 从而有效阻止了燃烧室、干管及翻板阀的过烧变形现象。 顶干管改造内容 拆除原炉顶除尘干管和配套翻板阀，新上干管截面积 为 约 为原有干管截面积 3 倍），有效降低 了受热膨胀 变形 及混风后的气流 阻力 ， 新炉顶烟气干管 有效 通风量可达 200000m3/h。 统原重力除尘器改进为冷却灭火器 新 增加 立式 冷却灭火器， 在改变除尘烟气走向 的 同时， 大颗粒火星进入冷却灭火器后， 大幅增 加烟气通道截面积对 大颗粒火星 进行沉降，同时利用火星阻隔板对大颗粒火星进行阻挡，极大降低了火星进入除尘器本体的机率。 除机侧装煤和推焦集尘罩及配套烟道管 改造后，依靠炉顶吸力可消除机侧装煤烟尘，满足环保需要，对机侧 烟气管道 设施进行了拆除，仅留有混风阀调节 烟尘总管冷风的 混风量。 造后工艺流程： 煤烟尘捕集流程： 装煤烟尘 炉顶导烟车 炉顶翻板阀 炉顶干管 负压总管 机侧切换阀 冷却式灭火器 除尘器本体 风机 烟囱 焦烟尘 捕 集流 程： 推焦烟尘 焦侧拦焦车集尘罩 焦侧干管 负压总管 焦侧切换阀 冷却式灭火器 除尘器本体 风机 烟囱 尘器卸、输灰系统 收集粉尘 刮板机 斗轮提升机 储灰仓 车辆送煤场 造后 运行参数 见下表： 项 目 指 标 项 目 指 标 风机风量， m3/h 220000 配套电机， 60（带变频） 装煤风量 m3/h 120000 出焦风量 m3/h 185000 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 392 控制系统 算机自动控制 脉冲袋式除尘器 3400 阻火器 过滤面积， 400 烟气入口浓度， g/0 干管吸力 除尘器进口温度 80统阻力 60 烟气出口浓度， mg/ 50 造后效果 改造后炉顶翻板阀 开、关灵活、严密 漏风量：在负压为 1700态下，每个阀门的漏风量 90m3/h 烟气温度： 200门密封件耐温 300 经过实测，焦炉装煤、出焦工序产生的有组织废气污染物经过该系统处理后，达到大气污染物综合排放标准（ 6297 1996）二级标准，其中装煤过程排放颗粒物质量浓度 71.3 mg/焦过程排放颗粒物质量浓度 61.2 mg/低于最高允许排放质量浓度 120 mg/标准限值。经过核算，该处理系统颗粒物捕集率达 94%，袋式除尘器效率 满足各项环保要求。 焦炉烟尘中散发量最大，危害最严重的是装煤过程中外逸的大量 荒煤气 和煤尘，约占总污染物排放量的 60%，其中 放量为 t 煤， 放量为 0 t 煤分别