钢厂烧结机排出烟气除尘装置——布袋除尘器

2022-09-11

1 概述

在现阶段, 我国大型钢厂的烧结机在烧结过程中会排出大量烟气, 其中会含有氮气, 二氧化硫, 二恶英, 粉尘等物质。以280平方米的烧结机为例, 其排到大气的物质中, 含粉尘浓度150mg/Nm3, 按此计算, 将会给环境造成很大的污染, 目前, 我国对节能减排制定了详细的要求及标准, 对环境保护法规在不断的完善, 对环境保护提出了更高的要求, 按我国现行标准要求, 排入大气的粉尘浓度必须低于50mg/Nm3, 而加布袋除尘装置是实现这一要求的重要环节。其工艺简图如图1所示。

1.1 除尘器工作原理

布袋除尘器采用多孔滤布制成的滤袋将尘粒从烟气流中分离出来。工作时, 烟气从外向内流过滤袋, 尘粒被挡在滤袋外面。

布袋除尘这一术语包含了收尘 (把尘粒从气流里分离出来) 以及定期清灰 (把已收集的尘粒从滤布上清除下来) 这样2个过程。收尘的基本条件为: (1) 尘粒必须与纤维表面 (或与挡在纤维上的尘粒) 相碰撞。 (2) 尘粒必须被挡在纤维表面 (或与挡在纤维上的尘粒在一起) 。

对布袋除尘器的除尘机理有一种常见的误解是:过滤器就象精微的筛子, 只有比筛孔小的尘粒才能通过。然而, 纤维的孔径要比尘粒的平均粒径大一个数量级, 布袋除尘器的除尘首先是靠尘粒对滤布纤维表面的碰撞和附着而发生的。

尘粒沉积在滤袋纤维上的基本机理有以下五种。 (1) 拦截:当一颗尘粒顺着烟气流移动到距一根纤维的表面只有尘粒一个半径范围之内时, 就发生拦截。 (2) 惯性碰撞:当一颗尘粒因其惯性而无法在一根纤维的附近足够快地与突然变化的流线随之变向时, 尘粒脱离流线与纤维相碰撞。 (3) 扩散:尘粒由于布朗运动使其与纤维碰撞。 (4) 重力:较大的尘粒由于重力离开烟气流而沉降。 (5) 静电吸引:尘粒/或纤维上的电荷在纤维和尘粒之间产生出相吸的静电力。

布袋除尘器的基本工作过程是:烟气因引风机的作用被吸入和通过除尘器, 并在负压的作用下均匀而缓慢地穿过滤袋。烟气在穿过滤袋时, 固体尘粒被捕集在滤袋的外侧, 过滤后的洁净气体经净气室汇集到排风烟道后外排。使用脉冲压缩空气将已捕集在滤袋上的灰尘从滤袋上剥落并使之落入底部的灰斗内, 再通过输送设备把灰尘从灰斗内输送出。

1.2 设备规格

设备名称:10800m2脉冲布袋除尘器;型式:低压长袋脉冲清灰, 下进风, 外滤式, 离线清灰, 离线检修, 双排布置;用途:铁水预处理系统排烟除尘;处理烟气量:～800000m2/h;烟气温度:100℃～120℃;过滤面积:10800m;过滤风速:1.1m/min～1.3m/min;清灰压缩空气压力:0.2MPa-0.4MPa;压力损失:800Pa～1500Pa;进口含尘浓度:2.5g/Nm～6g/Nm;出口排放浓度:<50mg/Nm;泄漏率:<3%;设备耐压等级:-7000Pa。

1.3 布袋除尘器基本原理及结构图, 见图2

铁水预处理系统的烟气由左右共16个滤室进行处理。

每个滤室设1个净气室, 1只出口风门, 出口风门为气动提升式。每个净气室上方都设有检修门, 检修时可方便地打开检修门进入净气室检查滤袋及喷吹管。

每个滤室设置1只气包, 气包上的脉冲阀与喷吹管相连, 一根喷吹管对一排14条滤袋进行清灰。滤袋长7米, 1个滤室内有196条滤袋。滤袋上部装有专门的弹性圈, 无需使用工具, 就可以将滤袋牢固地固定在花板孔上。滤袋内装有由钢丝制作的笼骨, 笼骨形式为单节。每个滤室设1只进口风门, 进口风门为手动翻板式。每个滤室设1个灰斗, 灰斗是角锥形的, 设有检修门。烟道位于布袋除尘器中间, 烟道上部为净气烟道, 下部为尘气烟道, 净气烟道与尘气烟道用隔板分隔。

2 电气、仪表控制系统

2.1 监控水平及主要设备控制要求

基础自动化系统的设备选型以先进、适用、经济为原则, 采用国内、外先进可靠的控制系统, 适应现代化生产。 (1) 系统配置:1台工程师站, 1台操作员站。工控机采用研华工控机 (未注明配件均按市场主流规格配置) 。 (2) 控制系统:PLC选用西门子产品。 (负载率<60%, I/O点预留～15%) 。 (3) 上位机软件采用WINCC V6.0可视化软件。这个控制系统能有效地监控整个生产过程, 确保设备长期稳定可靠运行, 操作维护方便。采用中央控制室为主, 结合机旁盘仪表和就地仪表控制, 整个仪控系统确保可靠, 先进。预留了系统通讯接口。主站与上位机采用以太网通讯, 通讯模块为CP343-1。

主站与从站之间通过西门子接口模块 (IM153-1) 通讯。上位机设有主画面, 风机画面, 报警综合等, 在主画面上可直观显示除尘器喷吹状态, 压差。各灰仓料位;卸料器;振打器;刮板机, 加湿机的运行状态和故障情况。风机画面显示风机的电机绕组温度, 电机轴承温度, 风机轴承温度, 风机轴承振动幅度, 风机的操作权限等。同时对风机的运行状态进行监控, 当相关参量超出规定的界限 (在PLC中设置) , 则上位机发出报警信号, 提醒操作人员引起注意。综合报警画面上可显示相关报警信息, 通过操作工具条上的相关工具按钮, 进行报警确认和报警历史浏览。