CN101717836B - 用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其包括大灰仓、多组布袋除尘器及阀组，其中：各布袋除尘器清灰接口经脉冲阀与脉冲清灰氮气管道连通，各布袋除尘器卸灰端经由卸灰阀分别与对应各路输灰氮气管道连通；脉冲清灰氮气管道的一端经第二阀组与大灰仓连通，另一端经第一阀组、第一氮气罐与氮气源连通；第一路输灰氮气管道和所增设的多路输灰氮气管道，一端与大灰仓连通，另一端经输灰阀、第三阀组、第二氮气罐与氮气源连通；所述的阀组均为脉冲氮气稳压阀组。本发明可提高作业效率和设备使用寿命，实现清灰气源压力的多级分组控制和高炉安全生产，适用于新建或现有除尘系统的改造。
Description
技术领域
本发明涉及除尘技术领域，尤其涉及一种用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置。
背景技术
来自高炉炉顶的荒煤气经重力式旋风除尘器后，由半净煤气主管分配到布袋除尘系统。在除尘器荒煤气室，颗粒较大的粉尘由于重力作用自然沉降而进入灰斗；颗粒较小的粉尘随煤气上升，经过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的外表面，煤气实现精除尘。随煤气过滤过程的不断进行，布袋外壁上的积灰逐渐增多，过滤阻力不断增大。当阻力增大(或时间)到一定值时，PLC控制系统自动控制滤袋口上方所设置的喷吹管实施周期性或定时、定差压的间歇脉冲氮气反吹，将覆积在滤袋的灰膜吹落至下部的灰斗中。当灰斗中的灰尘累积到一定量时，卸灰球阀、卸灰阀自动启动，灰尘均匀地卸入输灰管道，由净煤气或氮气将灰尘输送至大灰仓，灰仓集灰至一定灰位，启动卸灰阀对排灰经加湿后由输灰车运出厂区。
目前，高炉煤气长袋低压脉冲除尘系统(简称BDC系统)的控制一般包含以下内容：
(1)滤袋的脉冲清灰和清堵控制；
(2)BDC系统的卸输灰控制；
(3)BDC系统的氮气供应系统控制。
由于随除尘器设备成套商提供的PLC仅能简单针对筒体实现单一的定时或定差压喷吹，且对筒体和灰仓的氮气压力供应及喷吹过程未能实现分级控制，实际操作中极易导致喷吹强度不足和一般脉冲清灰粉尘再附的缺点。随着高炉容积向大中型化方向发展，BDC系统的卸输灰虽然均采用密闭输灰系统，但因存在系统配置密闭管道和仓泵两种输灰形式控制上的差别，同一灰气比(氮气：灰)模式下的两种输灰方式采用相同压力制度的氮气输灰时，易出现气阻、卸输灰不畅的实际问题。高炉炉况异常工况条件下，随除尘器设备成套商提供的PLC对确保高炉安全生产和自身安全的保护性联锁控制不够。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，以便能够在确保高炉安全生产的前提下，有效改善作业效率和延长设备使用寿命。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：包括大灰仓、多组布袋除尘器及阀组。其中：各布袋除尘器清灰接口经脉冲阀与脉冲清灰氮气管道连通，各布袋除尘器卸灰端经由卸灰阀分别与对应各路输灰氮气管道连通；脉冲清灰氮气管道的一端经第二阀组与大灰仓连通，另一端经第一阀组、第一氮气罐与氮气源连通；第一路输灰氮气管道和所增设的多路输灰氮气管道，一端与大灰仓连通，另一端经输灰阀、第三阀组、第二氮气罐与氮气源连通；所述的 阀组均为脉冲氮气稳压阀组。
本发明与现有技术相比，具有以下的主要优点：
其一.能够实现清灰气源压力的多级分组控制：
由于考虑了除尘器筒体和大灰仓内滤袋的积灰负荷和作业工况的压力不同，兼顾喷吹频率的差异，以及对除尘器筒体和大灰仓的脉冲清灰采用两种压力制度的氮气气源而非传统的一种压力的氮气供应系统，因此能够实现清灰气源压力的多级分组控制，从而能够满足高炉尘气高温、高压、细粘的特点和外供洁净煤气质量要求，
其二.能够在确保高炉安全生产的前提下，有效改善作业效率和延长设备使用寿命。
其三.利于推广使用：
随着大中型高炉煤气净化采用长袋低压脉冲除尘技术的日臻成熟和推广运用，与之配套的多级分组控制因有效改善作业效率，提高设备使用寿命可得以广泛推广使用。
总之，本发明能够确保高炉安全生产为有效改善作业效率，提高设备使用寿命，实现清灰气源压力的多级分组控制，适用于冶金企业新建高炉煤气布袋除尘大灰仓卸灰系统或现有除尘设施卸灰系统的改造。
附图说明
图1为本发明针对管道输灰形式实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
本发明提供的用于管道输灰形式的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其结构如图1所示：其包括大灰仓、多组布袋除尘器及阀组。其中：各布袋除尘器清灰接口经脉冲阀与脉冲清灰氮气管道连通，各布袋除尘器卸灰端经由卸灰阀分别与对应各路输灰氮气管道连通；脉冲清灰氮气管道的一端经第二阀组与大灰仓连通，另一端经第一阀组、第一氮气罐与氮气源连通；第一路输灰氮气管道和所增设的多路输灰氮气管道，一端与大灰仓连通，另一端经输灰阀、第三阀组、第二氮气罐与氮气源连通；所述的阀组均为脉冲氮气稳压阀组。
所增设的多路输灰氮气管道的数量依实际需要而定，本实施例为三路，它们分别是第2路、第3路和第4路输灰氮气管道。加上所述的第一路输灰氮气管道，共计四路输灰氮气管道。
所述的布袋除尘器的数量依实际需要而定，本实施例为四组布袋除尘器，每组布袋除尘器的数量为3个。其中，第一组布袋除尘器为第一至第三布袋除尘器；第二组布袋除尘器为第四至第六布袋除尘器；第三组布袋除尘器为第七至第九布袋除尘器；第四组布袋除尘器为第十至第十二布袋除尘器。
在系统配置密闭管道输灰系统时，对氮气稳压阀组中的第三阀组的阀后压力控制是变化的；因管道直接连接带压筒体的卸灰口，为使卸灰顺畅不至形成气阻，在筒体卸灰过程中第三阀组的阀后的压力设定很低，为0.005MPaG，然后根据大灰仓的灰斗料位信号的信息，在卸灰完成进入管道向大灰仓输灰操作时，PLC自动或人工定时将第三阀组后的压力调整至0.～0.15MPaG，以确保气力输送的稳定，实际操作时灰气比的分配显示为稀相输灰工艺。
在氮气供应方面，本发明将脉冲氮气气源由传统的一路定压气源供应改为除尘器、大灰仓各设脉冲氮气稳压阀组的形式。输灰气源的调阀阀组后氮气压力值视配置不同确定，真正实现分级控制的目的。
在布袋除尘器筒体的布置方面，无论是单列式还是双排并联式，本发明通过增加输灰管道的数量减少单一输灰管道所带筒体数量，对所有的布袋除尘器筒体实现分组管理。
本发明提供的上述的装置适用于管道输灰形式的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制，在控制过程中，其步骤包括：
第一步，布袋除尘器的筒体和大灰仓脉冲喷吹氮气压力分级控制：
布袋除尘器的筒体处于高压工作状态(0.25MPaG)时，设定第一阀组后喷吹的压力为0.35～0.4MPaG，以确保在高压作业制度下除尘器布袋清灰彻底；
大灰仓处于接近常压的工作环境(≤15kPaG)时，设定第二阀组后喷吹的压力为≤0.1MPaG，以确保大灰仓的布袋在清灰作业时不因喷吹氮气压力过高而被吹坏；
清灰操作时以定时或定差压控制参数为依据，采用分筒体停气脉冲喷吹清灰，其方法是：先切断该筒体的净气出口风道，使其布袋除尘器处于无气流通过的状态；然后开启脉冲阀用氮气进行脉冲喷吹清灰，至氮气切断阀关闭的时间足以保证在喷吹后从布袋除尘器的滤袋上剥离的粉尘沉降至灰斗，以避免粉尘在脱离滤袋表面后又随气流附集到相邻滤袋表面的现象发生，达到彻底清灰的目的。
第二步，设置输灰氮气压力：
系统配置密闭管道输灰系统时，对氮气稳压阀组中的第三阀组的阀后压力控制是变化的；因管道直接连接带压筒体的卸灰口，为使卸灰顺畅不至形成气阻，在筒体卸灰过程中第三阀组的阀后的压力设定很低，为0.005MPaG，然后根据大灰仓的灰斗料位信号的信息，在卸灰完成进入管道向大灰仓输灰操作时，PLC自动或人工定时将第三阀组后的压力调整至0.1～0.15MPaG，以确保气力输送的稳定，实际操作时灰气比的分配显示为稀相输灰工艺。
所述稀相输灰工艺为：一种气力输灰的形式，即密闭管道内的粉粒状高炉灰尘与进入的压力氮气混合，形成气固两相流，借助氮气的压力实现混合物的流动，经输灰管输送至灰仓。该过程中混合物悬浮在低压的管道中却在高速的气流中运动，用于输灰的氮气和灰尘的固气比为≤15kg灰/kg气，流速10～30m/s。
第三步，对布袋除尘器的筒体的控制实现分组管理：
在管道输灰和布袋除尘器的筒体输灰管路的配置上，视筒体数量的多少由传统的单列布置一根总管或并联布置双输灰管道增至四路输灰管道，通过对四路输灰管道的各自独立控制实现对除尘器筒体的分组控制管理。由于单一输灰管路上所带筒体数量的减少，一旦出现输灰管道的磨损、阻塞等故障时不至造成管件因更换时离线的除尘器筒体数量过多而影响高炉的正常生产。
经过上述步骤完成对高炉煤气布袋除尘系统的多级分组控制。
本发明所使用的除尘设备为现有技术设备，例如可采用RFMMCC5200(6000)系列长袋低压脉冲除尘设备。该除尘设备主要由除尘器箱体(净煤气室、荒煤气室、灰斗组成，包括箱体放散 和泄爆)、过滤系统、脉冲喷吹系统、卸输灰系统、氮气供应储罐设备、仪表、电气、干灰储运(含大灰仓、加湿机等)设施等组成。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，其试验数据见表1。当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
附表
表1 炉调试运行参数比较
| 序 号 | 项目 | 涟钢2#3200m3高炉 | 包钢2600m3高炉 | 宁波2#2500m3 高炉 |
| 1 | 清灰氮气 输配 | 压力分级，阀组1为 0.35MPa。阀组2为 0.008～0.01MPa，灰 仓、除尘器筒体清灰 彻底，滤袋无损坏。 | 无压力分级，仅设一路 压力调节，大灰仓滤袋 破损率高 | |
| 2 | 输灰形式 | 密闭管道 | 密闭管道 | 密闭管道 |
| 3 | 输灰管路 | 4 | 2 | 4 |
| 4 | 输灰氮气 供应 | 分级，卸灰、输灰两 种压力，卸输灰顺畅。 | 无分级，出现气阻，分 级后有效解决问题。 | 无分级，出现 气阻。 |
| 5 | 输灰管路 检修与高 炉生产组 织 | 管路故障维修不影响 高炉生产。 | 管路故障维修需跟高炉 休风、操作同步，紧急 维护只能现场浇铸临时 混凝土保护套管。 | 管路故障维修 不影响高炉生 产。 |
Claims (6)
1.一种用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其特征是包括大灰仓、多组布袋除尘器及阀组，其中：各组布袋除尘器清灰接口经脉冲阀与脉冲清灰氮气管道连通，各组布袋除尘器卸灰端经由卸灰阀分别与对应各路输灰氮气管道连通；脉冲清灰氮气管道的一端经第二阀组与大灰仓连通，另一端经第一阀组、第一氮气罐与氮气源连通；第一路输灰氮气管道和所增设的多路输灰氮气管道，一端与大灰仓连通，另一端经输灰阀、第三阀组、第二氮气罐与氮气源连通；所述的阀组均为脉冲氮气稳压阀组。
2.根据权利要求1所述的用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其特征是输灰氮气管道的数量为四路。
3.根据权利要求1所述的用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其特征是有四组布袋除尘器，每组布袋除尘器的数量为三个。
4.根据权利要求1所述的用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其特征是布袋除尘器的筒体处于高压工作状态即0.25MPaG时，设定第一阀组后喷吹的压力为0.35～0.4MPaG，以确保在高压作业制度下除尘器布袋清灰彻底。
5.根据权利要求1所述的用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其特征是大灰仓处于接近常压的工作环境即≤15kPaG时，设定第二阀组后喷吹的压力为≤0.1MPaG，以确保大灰仓的布袋在清灰作业时不因喷吹氮气压力过高而被吹坏。
6.根据权利要求1所述的用于管道输灰的高炉煤气布袋除尘系统的分组控制装置，其特征是系统配置密闭管道输灰系统时，对氮气稳压阀组中的第三阀组的阀后压力控制是变化的；因管道直接连接带压筒体的卸灰口，为使卸灰顺畅不至形成气阻，在筒体卸灰过程中第三阀组的阀后的压力设定很低，为0.005MPaG，然后根据大灰仓的灰斗料位信号的信息，在卸灰完成进入管道向大灰仓输灰操作时，PLC自动或人工定时将第三阀组后的压力调整至0.1～0.15MPaG，以确保气力输送的稳定，实际操作时灰气比的分配显示为稀相输灰工艺。
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