重力除塵器無壓差放灰技術與應用

劉 進 周家梅 朱 濤 石 靜

作者通聯：山鋼股份濟南分公司煉鐵廠 濟南市 250101

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1.概述

高爐在正常生產的過程中，形成的荒煤氣中含有大量的灰塵，這些固體灰必須進行有效收集、排放。高爐灰的一級收集裝置是高爐重力除塵器，它具有結構簡單，除塵效率較好，阻力損失小等特點，重力除塵器被廣泛應用在高爐煤氣的除塵系統中，除塵效率可以達到80%以上。

重力除塵器噸鐵產生約16kg的固體灰。根據煉鐵生產工藝的需要，需定期排放重力除塵器內固體灰，固體灰的排放通過重力除塵器下方的附屬設備來完成。目前濟鋼是電動球閥、慢動卷揚清灰閥和加濕卸灰機等組成放灰裝置，重力除塵器內部壓力仍保持和高爐頂壓同步，由于壓差的存在，排放的高爐灰不斷沖刷放灰設備，導致設備局部出現磨損，從每一次休風對設備進行檢查發現，都有不同程度的溝槽狀磨損，嚴重時出現小洞狀磨損。

為了滿足高爐高頂壓、大風量的工況條件及重力除塵器高效、經濟、使用壽命長的需要，開發了一種無壓差、間放式放灰技術及放灰模式。

2.重力除塵器無壓差放灰技術

（1）無壓差排灰：從重力除塵器灰倉開始，由上而下布置（圖1）：重力除塵器本體、重力除塵器上排灰閥、中間灰倉、重力除塵器下排灰閥、封閉灰倉；中間灰倉頂部與重力除塵器灰倉頂部由均壓管道與均壓閥相連，中間灰倉頂部與封閉灰倉頂部由放散管道與放散閥相連。其工作原理類似于倒置高爐爐頂上料（無壓進入有壓爐內）模式，當開始放灰時，先打開均壓閥，當重力除塵器內壓力與中間灰倉的壓力相等后，打開上排灰閥后關均壓閥，當中間灰倉灰滿后，關閉上排灰閥，然后打開放散閥，當中間灰倉的壓力與大氣壓力相等后，打開下排灰閥并關放散閥，這樣便實現了一次無壓差排灰過程，如此循環最終放盡重力除塵器內的灰。

圖1 重力除塵器無壓差放灰系統

（2）控制二次揚塵：灰在排放過程中，由于落差及自然風等原因，會有揚塵產生，針對此類揚塵，設計了一種防塵伸縮罩，放灰過程中確保落灰在一個封閉的空間。防塵伸縮罩安裝在下排灰閥下部，罩內部頂端安裝有霧化噴頭。放灰時，伸縮罩伸展開至地面，放灰過程中，伸縮罩隨著灰堆高度向上移動，確保放灰過程中灰始終處在封閉的空間，伸縮罩內部的頂端霧化噴頭在放灰過程中工作，對灰塵進行霧化加濕，達到控制揚塵的目的。放灰結束后，伸縮罩回縮，只占較小空間。

3.應用及效果

先后考查4座高爐，分析認為3200高爐重力除塵器最具工業試驗實施條件，該重力除塵器氣力輸送的部分設施可以使用，充當上排灰閥及中間灰倉等；氣力輸送系統具備改造條件，罐體下方接口可安裝下排灰閥。改造的投資少且不破壞原有氣力輸送的結構及功能，為此決定在3200高爐重力除塵器進行無壓差放灰技術改造的工業試驗。

2012年3月利用3200高爐3天中修期間實施以下改造措施：（1）增加放散閥及放散管道；（2）下罐底部平臺下移，具有安裝液動球閥的空間，在原平臺部位安裝液壓站及控制系統；（3）下罐底部開口安裝液動球閥，排灰口下部安裝防塵伸縮罩，可根據堆灰高度進行提升，在下排灰閥下部及伸縮罩內安裝噴水裝置。

上述工業試驗結果表明，無壓差放灰技術的應用，既保持了傳統重力除塵器放灰的優良特性，又有效地解決了其放灰易揚塵、因工作壓力大與灰塵產生較大摩擦力導致放灰管道和放灰閥磨損快、使用時間短的缺陷；取消重力除塵器卸灰機，實現了無動力放灰，節電效果顯著；同時還改善了大氣及工作環境，保證職工身心健康。

2012年7月將重力除塵器無壓差放灰技術應用到1＃1750m3高爐KALUGIN熱風爐，也取得了較好的使用效果，熱風爐的煤氣除塵系統運行穩定，安全可靠，經濟高效。