CN87103310A

CN87103310A - 高炉煤气干法除尘-布袋除尘器反吹控制方法

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Publication number: CN87103310A
Application number: CN 87103310
Authority: CN
Inventors: 邓立人; 武云兰; 贾淑梅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1988-11-16

Abstract

布袋除尘器反吹操作是干法除尘的关键技术之一。

本发明的技术特征是：开发一套可编程序控制器PC反吹控制系统来对四种反吹方式进行控制；该系统有三种操作方式；有广泛、灵活的选择性及布袋变形——压扁、撑圆等状态的模拟、直观显示。在高炉上实施成功。初步实施结果证明操作方便、运行可靠保证了高炉的连续正常生产，取得了保护环境免受污染的社会效益和巨大的经济效益。本发明适用于在各种不同类型的高炉上实施。

Description

高炉煤气干法除尘-布袋除尘器反吹控制方法，属于高炉操作领域。

高炉煤气干法除尘与湿法除尘相比较，具有明显的优越性，其关键的技术之一是反吹操作。

干法除尘的煤气路由是：从高炉炉顶出来的脏煤气经过重力除尘器、旋风除尘器初步除尘后，再进入布袋除尘器（由若干个除尘器箱体组成，每个箱体内挂有若干条布袋）内、进行过滤，使脏煤气变成净煤气，送用户使用。

湿法除尘的煤气路由是：从高炉炉顶出来的脏煤气经过重力除尘器，进入洗涤塔（在洗涤塔内，煤气自下而上，水自上而下，煤气与水相遇加以洗涤）及文氏管之后，使脏煤气变成净煤气，送用户使用。

湿法除尘是当前国内外所广泛使用的，但它有下述缺点：

它是在洗涤塔内用喷水的办法来分离高炉出来的脏煤气中的灰尘微粒，在完成其除尘过程中，使高炉煤气的压力、温度均大为降低，造成能源的损失。

由于高炉煤气中的显热在强制冷却过程中传给了洗涤水，因而也就不能有效地用来发电。例如，对高炉炉顶余压回收发电装置-TRT（TOP GAS PRESSURE RECOVERY TURBINE）而言，若用湿法除尘后的净煤气，则其发电量比干法除尘-BDC（BLAST FURANCE GAS DRY CLEANER）后的净煤气的发电量要低32%;

湿法除尘要耗用大量的清水，而且对经过煤气洗涤之后的污水（欲称瓦斯水）的处理，又需花费投资和能源。污水若不加处理，直接排放到江河中去，则对环境污染所造成的公害是极大的。

干法除尘-布袋除尘器（或称BDC）彻底避免了上述湿法除尘所固有的缺点，而且还有下述的优点：

高炉煤气显热提高12%;

操作运行费降低8%;

由于TRT透平出口煤气不含水雾，因而不存在水雾蒸发而消耗热量（汗热）的问题，其结果是从TRT透平出来的净煤气用来供给用户，例如供热风炉或锅炉燃烧，其燃烧温度得以提高。通常热效率提高1%。

煤气压力损失只有湿法除尘的15～20%，因此，有更多的压力用来发电和供用户使用;

节约供应水的设施及其所占面积;

节约水处理设施及其所占面积;

可回收煤气灰-布袋除尘器过滤出的煤气粉尘，用它可制作水泥、砖、甚至从中可提炼出某些稀有金属。

由布袋除尘器内的布袋过滤脏煤气使之变为净煤气，布袋工作（过滤）一定时间后，布袋内壁上积灰，需将其灰振动脱落，则用布袋变形-压扁、撑园来实现，这便是控制反吹的任务，也是本发明所要解决的关键性技术问题，即本发明的目的。

与本发明在技术实质上比较接近的是：日本住友金属株式会社小仓制铁所的一项专利（专利号是特开昭59-059234）。该专利的实施方法是：用二台煤气加压风机（其中一台工作，一台备用）对布袋除尘器进行反吹（日方专利称之为反洗-BacK Washing），风机连续不停地工作，依次逐个反吹每一个除尘器箱体，用风机将净煤气加压，通过反吹阀进入被反吹的除尘器箱体，再经过该除尘器箱体上的脏煤气阀，从而使布袋处于压扁状态，这时，反吹脏煤气进入其它的工作（过滤）的除尘器箱体再作过滤。布袋经一定时间的压扁后，又使布袋处于撑园状态，即脏煤气阀、净煤气阀同时开启，即过滤状态。如此反复循环动作几次，使布袋上的积灰脱落到除尘器箱体的灰斗内。

小仓制铁所的这项专利规定的反吹方式只有一种-加压风机反吹，风机是运转不停的，从而对每个除尘器箱体逐个依次地进行反吹。因此，在动力消耗及加压风机使用寿命方面均不甚有利。

本发明的技术特征如下：

本发明开发一套可编程序控制器PC（PROGRAMMABLE CONTROLLER）反吹控制系统，用该系统来对以下四种反吹方式进行的操作。（见附图1、2及附表）

（1）净煤气用加压风机加压后进行反吹;

（2）净煤气倒流经过调压进行反吹;在调压反吹时，图1中的P2-4阀用作净煤气总管压力（即送用户煤气压力）调节阀，P1-4阀用作煤气并网（净煤气总管）压力调节阀。

（3）对空放散净煤气的方式进行反吹;

（4）对空放散脏煤气的方式进行反吹;

以上（1）、（2）为闭路反吹，对环境无污染，对煤气无损失。在（1）、（2）反吹方式运行正常的情况下（3）、（4）作为备用的反吹方式。

上述四种反吹方式可任选其一。

此外，在完成上述各种反吹方式时，可按自动反吹、半自动反吹及远方手动以控制各个阀门的动作。并设有相应的反吹、过滤状态的模拟信号，使除尘器箱体内的布袋处于压扁或撑园状态（分别用模拟形状为

、表示）及各个阀门的开、闭状态得以直观显示。另外，对除尘器的引煤气、清灰、检修、高炉休风的操作均予满足。

上述反吹控制系统的基本构思是：按上述的四种反吹方式和三种操作方式：自动反吹、半自动反吹及远方控制各个阀门进行操作，是按附图1、图2及附表-阀门动作状态表的规定来实现的。

现对附图1：布袋除尘器流程控制图说明如下：

（1）本图中各阀（除P1-4和P2-4为电动调节阀、M1～M7为手动阀外）均为带有电磁线圈（DCV）的气动阀，当电磁线圈得电时，阀开，失电时，阀闭。其开、闭动作由PC的输出指令来实现。

（2）调节阀P1-4为净煤气倒流调压反吹时、布袋压扁时，调节从接受箱体（接受并过滤布袋压扁时的反吹脏煤气）出来的净煤气并网（并入净煤气总管）的压力;

（3）调节阀P2-4为调节至用户的净煤气总管压力;

（4）本图仅示1＃箱体上各阀的全貌，其它箱体上的各阀与此完全相同。

（5）本图中3＃-6＃箱体未予示出，其中各个箱体上管道及阀门的连接情况与1＃的相同。

（6）P表示压力。如P1-1为压力取出装置;P1-2为压力变送器;P1-1C为压力指示调节器;P1-R为压力调节操作器;P1-3为压力调节用的电动执行器;P1-4为压力调节阀，余类推。

△P表示压差。△P1-1、△P1-2为压力取出装置，△P1-3为压差变送器;△P1-1A为压差指示报警仪。

（7）M1～M7为手动开闭阀，在除尘器箱体检修时，人工开启之。

附图2：布袋除尘器反吹控制程序图其说明在结合“可编程序控制（PC）系统说明”中详述。

附表：阀门动作状态表说明如下：

（1）本表中的“0”表示阀闭;“1”表示阀开;

（2）本表是以7＃箱体用作接受箱体为例列出的;

（3）本表中的“（1）”表示在反吹结束后阀应该关闭;

上述这些构思和技术方案，实施成功解决了下述问题：

（1）各个除尘器箱体内布袋的压扁、撑园的状态控制及压扁、撑园的次数控制;

（2）对各个除尘器箱体的依次逐个反吹控制;（如果其中任一个除尘器箱体处于检修中，则应在程序反吹时自动跳越，也就是不反吹该箱体）;

（3）提供了除尘器箱体内的布袋处于压扁、撑园及各个阀门开、闭的状态直观显示。

现将“可编程序控制器（PC）反吹控制系统”说明如下（见图1、2）。

该系统的基本构思是用PC内的振荡程序作为对布袋压扁、撑园的控制，它也是一个子程序，可调用于每一个除尘器箱体内布袋的变形控制;用时序控制程序对每个除尘器箱体逐个进行反吹控制。

当布袋除尘器作完投产前的准备工作（如引煤气等）后，启动PC程序。该程序即完成其初始化工作，使除尘器处于工作（过滤）状态，即脏煤气进入，经过滤后，净煤气送出，（A、B阀均开）。工作一段时间后，脏、净煤气总管压差升高（表示布袋内积灰到达一定程度，布袋过滤的阻力增大，于是此压差升高），达到某规定上限值时，仪表△P1-1A则输出信号（自动方式）或人工只按动一下按钮（半自动方式）使反吹程序运行。反吹是通过控制除尘器箱体上的阀门开与闭状态，改变煤气在箱体内的流向，使布袋反复多次（可设定0-99次可调）处于压扁撑园状态，（每次压扁、撑园的时间为0-99秒可调）由于布袋的变形，从而使布袋内壁上的积灰（粉尘）脱到除尘器箱体的灰斗内，振荡程序即完成此功能;反吹是从NO1箱体（也可从任意一个箱体）开始，依次逐个地反吹各个箱体，直到最后的一个箱体（例如NO7箱体）结束，时序程序即完成这个功能;（NO7箱体作为接受箱体时，在NO1～NO6箱体反吹完毕后，NO7箱体也自行反吹一遍）。（见图2）在各个箱体都反吹完毕后，即各除尘器箱体依次全部恢复工作状态（即A、B阀均开）。等待下一次指定的高压差信号的到来。现以净煤气倒流调压反吹时为例（见附表）说明如下：反吹箱体（NO1～NO6）的B、C阀开，接受箱体（NO7）的C、D阀开、公用阀G开，从而使来自净煤气总管的净煤气，通过反吹箱体的B阀进入反吹箱体，压扁布袋，反吹脏煤气由C阀出来，经过接受箱体的阀C7，由接受箱体再过滤反吹脏煤气使之变为净煤气，然后由阀D7出来，经过调压后，经公用阀G并入净煤气总管。其它三种反吹方式，可按附表进行类推。本发明中还规定当一个除尘器箱体在进行反吹时，其他各除尘器箱体仍在过滤，并且任一个除尘器箱体反吹完毕，随即就投入过滤，从而保证高炉连续产生的脏煤气有足够过滤能力和用户所需的净煤气连续地得到充足的供应。如果偶而脏、净煤气的压差降低的程度尚不够理想时，可用手动按动一个按钮（半自动操作也是按此按钮），以取代高压差的信号，又启动反吹程序做第二遍反吹。

本发明除了采用PC作反吹控制外，还备有辅助的手动操作系统以增加生产上操作的灵活性及安全可靠性。

本发明中规定有如下的选择功能：

（1）反吹方式选择：加压反吹;调压反吹;对空放散净煤气反吹;对空放散脏煤气反吹。

（2）反吹操作选择：自动反吹（根据脏、净煤气总管压差信号自动启动反吹程序）;半自动反吹（人工按动一下启动按钮后即启动反吹程序）;单个箱体手动反吹。

（3）接受箱体选择：当采用调压反吹或放散净煤气反吹方式时，可选择除尘器中的任一个箱体作为接受箱体（附表：阀门动作状态表即选的NO7箱体为接受箱体而示出的）;

本发明与日本住友金属小仓制铁所的专利相比较，具有如下的优点：

（1）本发明提出的加压风机反吹方式，与日本专利不同之点在于：在本发明中，加压风机不是连续运行的，而是间隙运行的，只有当脏净煤气总管内压差升到规定值时，才适时地起动运行，在除尘器各个箱体反吹完毕后，便停止运行。这对节约电能消耗及延长风机寿命，均较有利;

（2）本发明所述的其它三种反吹（包括净煤气倒流经调压进行反吹对空放散净煤气进行反吹，对空放散脏煤气进行反吹）及其控制方案则是小仓制铁所的专利所没有的。以上四种反吹控制方案所需的程序（用阶梯图方法编制的程序），分别存入PC的程序包内，可由用户按生产操作的需要，加以调出使用。这不但方便了生产操作，而且提高了高炉连续生产的安全保证，特别是净煤气倒流经调压进行反吹的控制，对高压炉顶的大型高炉，尤为适用。从而大幅度降低了电能消耗及减少了设备出故障的可能性。

（3）本发明的构思及技术方案，不仅适用于小型和中型高炉上，也适用于大型高炉上实施，并且建设投资省、操作方便、运行可靠，具有广泛的选择的灵活性，从而保证了生产的安全。本发明开发的PC控制反吹的方案，其实施结果证明它的基本构思和技术方案均准确无误，从而保证了高炉连续正常生产。

本发明在300立方米的高炉上实施，不仅取得了良好的保护环境免受污染的社会效益，同时取得了巨大的经济效益。

（1）一座300立方米高炉煤气湿法除尘设施及其水供应、水处理设施，总投资为330万元，而干法除尘的设施、包括旋风除尘器、布袋除尘器、煤气换热器、机械输灰系统、反吹控制系统及相应的阀门、仪表、PC设备共约180万元，从而节约了150万元;

（2）节约大量的耗电量。湿法除尘耗电量为180万度/年，干法除尘耗电量为1.9万度/年，按每度电值0.05元计算，每年节约电费约9万元。

（3）节约大量耗水量。湿法除尘耗水量为394万吨/年，干法除尘无需耗水，折合为约12万元/年;

（4）节约运行的费用。湿法除尘为17万元/年，干法除尘只有7万元/年。

（5）煤气质量显著提高：净煤气的含尘量，干法除尘为10Mg/Nm³左右，湿法除尘为46Mg/Nm³左右;在同等的焦比和煤气利用的条件下，干法除尘的煤气有效发热值比湿法除尘的有效发热值高209340焦尔/Nm³，相当于每年节约2738吨标准煤;

（6）一座300立方米高炉干法除尘设施占地面积比湿法除尘设施的占地面积少5000平方米左右;

（7）对湿法除尘所带来的污水对环境污染的公害得以消除取得了保护环境免受污染的社会效益。

本发明适用于在各种不同类型的高炉上实施。

Claims

1、一种用于高炉煤气干法除尘-布袋除尘器反吹控制方法，其特征在于：用一套PC反吹控制系统对以下四种反吹方式进行操作，即(1)净煤气用加压风机加压后进行反吹；(2)净煤气倒流经过调压后进行反吹；(3)对空放散净煤气的方式进行反吹；(4)对空放散脏煤气的方式进行反吹。

2、按权利要求1所述的反吹控制方法，其特征在于：当布袋除尘器作完投产前的准备工作后，启动PC程序，该程序即完成初始化工作，使除尘器处于工作状态，即脏煤气进入，经过滤后，净煤气送出，工作一段时间后，脏、净煤气总管压差升高，达到某规定上限值时，仪表△P1-1则输出信号或人工按动一下按钮使反吹程序运行，反吹是通过控制除尘器箱体上的阀门开与闭状态，改变煤气在箱体内的流向，使布袋反复多次处于压扁撑圆状态，每次压扁、撑圆的时间为0～99秒可调，由于布袋的变形，从而使布袋内壁上的积灰脱到除尘器箱体的灰斗内;反吹是从N01箱体或任意一个箱体开始，依次逐个地反吹各个箱体，直到最后的一个箱体结束;在各个箱体都反吹完毕后，各除尘器箱体依次全部恢复工作状态，等待下一次指定的高压差信号的到来。

3、如权利要求2所述的反吹控制方法，其特征在于：在进行净煤气倒流调压反吹时，反吹箱体的B、C阀开，接受箱体的C、D阀开、公用阀G开，从而使来自净煤气总管的净煤气，通过反吹箱体的B阀进入反吹箱体，压扁布袋，反吹脏煤气由C阀出来，经过接受箱体的阀C₇，由接受箱体再过滤反吹脏煤气使之变为净煤气，然后由阀D₇出来，经过调压后，经公用阀G并入净煤气总管。

4、如权利要求2所述的反吹控制方法，其特征在于所说的净煤气用加压风机加压后进行反吹，对空放散净煤气的方式进行反吹和对空放散脏煤气的方式进行反吹的三种反吹控制方法的阀门动作状态如附表所述。

5、如权利要求2、3、4所述的反吹控制方法，其特征在于当一个除尘器箱体在进行反吹时，其它各除尘器箱体仍在过滤，并且任一个除尘器箱体反吹完毕，随即就投入过滤，如果偶尔脏、净煤气的压差降低的程度不够理想时，可用手按动一下按钮，以取代高压差的信号，又启动反吹程序做第二遍反吹。