1 前 言莱芜钢铁集团股份有限公司热电厂(简称莱钢热电厂)2座750m3高炉煤气清洗系统 分别于1993、1995年投入运行,均采用双文氏管湿法除尘和二文填料式脱水方式。随着运 行时间的推进,该系统在工艺和结构性能等方面逐渐暴露出一些缺陷,特别是二文脱水器内的塑料 花环填料易老化、破损、漏损,致使脱水效率低,影响高炉煤气的加热品质和燃烧温度,对热线工 序的加热效率和节能降耗带来较大影响。为此,莱钢热电厂围绕降低高炉煤气含水量问题进行了一 系列改进。2 现状分析高炉煤气清洗工艺见图1。高炉煤气中的水含量由两部分组成,一是饱和 水,与煤气温度有关,煤气温度越高,饱和水含量越大;另一部分是机械水,湿法除尘中的脱水器 只能脱除这部分水滴<1>。按照冶金工业窑炉使用煤气要求,大中型高压高炉净煤气中机械水分 应尽量脱除,而根据近几年的统计,莱钢热电厂高炉煤气机械水含量平均在56g/m3,与指标 要求差距很大。煤气含水量高,导致煤气质量下降,燃烧热值达不到生产工艺要求,使炼钢、轧材 等热线工序成本增加,影响煤气的综合利用。图1 高炉煤气清洗工艺流程对现场进行调查分析, 认为影响高炉煤气含水量高的因素主要有:(1)二文填料脱水器填料材质选型不当。所用塑料花 环耐高温性差,易膨胀脆裂,使用寿命不到1年。塑料花环破裂、膨胀后易损坏隔板网,造成填料 泄漏、损失,仅2000年在高炉休风检修中就7次加固,3次填充填料,影响脱水效果,增加生 产成本。(2)脱水装置结构设计不合理。现装置仅通过塑料花环进行一次脱水,含水量高,脱水 效率实际小于65%,是含水量高的重要影响因素。42Shandong Metallurg yVol.25,NO.3(3)系统无填料冲洗设施。新填料仅运行1年即因积灰严重使脱水效 率减半。若能在运行中定期对填料进行清洗,则能较好地消除该隐患。3 改造内容3.1 更换 填料选用铝合金花环作为新型材质填料。铝合金花环在脱水性能、使用寿命等方面都比塑料花环优 越(性能对比见表1)。利用高炉休风检修的机会将原塑料花环全部取出,填充铝合金花环,由于 该填料相对质量轻、体积小,同时将原隔板网更换为漏径小的菱形网。表1 铝合金花环与塑料花 环性能比较性能塑料花环铝合金花环脱水效率/%<7570～95使用寿命/年13刚性易损坏 强度大,不易损坏变形率易膨胀脆裂不变形破损率40%不破损耐温<80℃<200℃通量一般 大重量/kg.m-3180156投资一般略高3.2 脱水器内部结构改造将原两层填料脱水 层合并为一层,原底层填料位置不变,上层填料下落2m,底层上部隔板网上移0.5m作为合并 后上层隔板网。同时利用原上部填料底部固定隔板,增设一层不锈钢丝网装置,实现煤气经填料一 次脱水后进行丝网二次脱水。不锈钢丝网和铝合金花环都是新型高效脱水材料,两者复合应用在本 次改造中取得了突出效果,其技术性能参数见表2,改造前后脱水器结构见图2。表2 合金花环与不锈钢丝网技术性能参数项目铝合金花环不锈钢丝网外径/mm75 0.27空隙率/%97.197.6密度/kg.m-3180192材料厚度/mm1.010 5比表及净重83m2/m3156kg/m3图2 改造前后脱水器结构对比1煤气入口 2煤 气出口 3塑料花环填料4水封 5不锈钢丝网填料 6铝合金花环填料3.3 安装填料喷淋设 施在脱水丝网的上方增设环形喷淋水管(DN159mm),共有5个矩形三线螺旋喷嘴,喷嘴距 丝网高度为2.1m,5套喷淋装置均匀分布,确保喷淋水覆盖全部丝网。喷淋水从二文给水总管 接出,由电动阀门自动控制,要求每4h喷淋一次,每次喷淋15min。4 改造效果及效益评 价 改造后,煤气质量监测结果证明:高炉煤气中的机械水含量由原来的56g/m3降至平均 4.3g/m3。经济效益按照下式计算:效益=(提高后的高炉煤气热值—改造前热值)×20 01年4座高炉煤气转供量×高炉煤气价格(1)煤气热值差值计算过程如下(实际工程中常用低 热值进行计算):取2001年1～8月的干燃气平均低热值HLdr为3431kJ/m3,则 由公式:HLw=HLdr0.8330.833+dg(2)式中 HLdr——干煤气的低热 值; HLw——湿煤气的低热值; dg——煤气的含湿量<2>。改造前煤气热值H wL/d1为3214.87kJ/m3;改造后煤气热值HwL/d2为3413.37kJ/ m3。即优化后煤气可提高热值198.5kJ/m3。2001年转供高炉煤气22.4亿m3 ,1GJ高炉净煤气价格按定价8元计,则年经济效益为355.7万元。此外,优化后的系统运 行稳定,没有填料积灰、损坏现象,减轻了工人的劳动强度,年降低维修成本52万元;煤气含水 量降低,相应地提高了煤气热值,对现有热线用户减少煤气用量,充分开展节能降耗意义很大。同时也利于开发新用户,综合调配、利用煤气资源,降低生产成本。降低机械水含量 提高高炉煤气热值@张化宾$莱芜钢铁集团股份有限公司热电厂!山东莱芜271104
@吕德玉$莱芜钢铁集团股份有限公司热电厂!山东莱芜271104
@秦军强$莱芜钢铁集团股份有限公司热电厂!山东莱芜271104
@宋开志$莱芜钢铁集团股份有限公司热电厂!山东莱芜271104
@陈华$莱芜钢铁集团股份有限公司热电厂!山东莱芜271104高炉煤气;;机械水含量;;铝 合金花环;;脱水装置;;热值针对高炉煤气机械水含量高、影响燃烧热值等问题,采取了以铝合 金花环替代塑料花环、改造脱水器内部结构和安装喷淋设施等措施,使煤气中机械水含量由56g /m3降至4.3g/m3,年经济效益349万元。〔1〕 刘扬程,薛裕根.冶金企业煤气的生产与利用
.北京:冶金工业出版社,1987.
〔2〕 姜正侯,徐吉浣.燃气燃烧与应用.燃气的热值.北京:中国建筑工业出版社,19 94.造脱水器内部结构和安装喷淋设施等措施,使煤气中机械水含量由56g/m3降至4.3 g/m3,年经济效益349万元。〔1〕 刘扬程,薛裕根.冶金企业煤气的生产与利用.北京:冶金工业出版社,1987.
〔2〕 姜正侯,徐吉浣.燃气燃烧与应用.燃气的热值.北京:中国建筑工业出版社,1994.
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