高炉煤气设计规范.docx

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高炉煤气设计规范

高炉煤气干法布袋除尘器设计规范

1总则

1.0.1为在高炉煤气干法布袋除尘设计中贯彻执行国家法律法规和有关技术经济政策,做到设计先进、经济合理、安全适用,特制定本规范。

1.0.2本规范适用于低压脉冲布袋除尘和反吹风大布袋除尘两种高炉煤气布袋除尘。

1.0.3本标准适用于高炉煤气干法布袋除尘的新建、扩建和改造设计。

1.0.4高炉煤气干法布袋除尘设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语

2.0.1气体的标准状态standardizedstatusofgas

温度为0℃,大气压力为101.325kPa时的气体状态。

2.0.2工况气体流量flowrateoftheactualtreatedgas

在实际工作温度、湿度、压力下进入除尘器的气体流量。

2.0.3工况系数workingconditioncoefficient

工况体积与标况体积的比值称为工况系数。

2.0.4过滤负荷;气布比surfaceload;airtoclothratio

单位时间内单位有效过滤面积上通过的含尘气体量,单位是m3/m2h。

2.0.5过滤风速filtrationvelocity

含尘气体流过滤布有效面积的表观速度,单位是m/min。

2.0.6荒煤气untreatedgases

未经净化的煤气,又称粗煤气。

2.0.7净煤气treatedgases;cleangases

经过净化后、含尘量达到国家标准的清洁煤气。

2.0.8干法除尘drydustcollector

不用水的烟气、煤气净化除尘工艺,和其相对应的是湿法除尘。

干法除尘工艺有布袋除尘,电除尘,重力除尘,旋风除尘,颗粒层除尘等工艺。

流程只有干法而无湿法除尘备用,称为干法除尘。

2.0.9干法布袋除尘drybagfilter

布袋除尘过滤净化烟气、煤气的除尘工艺。

2.0.10脉冲布袋除尘器pulsejettypebagfilter

采用气体喷射方法清除滤袋积灰的一种布袋除尘器。

2.0.11反吹风布袋除尘reverseblowtypebagfilter

采用反吹风机逆向反吹方式清除滤袋表面积灰的布袋除尘器。

2.0.12隔断装置curtainappliance

凡在系统无异常状况下,处于关闭、封止状态,其承受介质压力在设计允许范围内,具有煤气不泄漏到被隔断区域功能的装置。

2.0.13炉顶余压透平topresidualpressureturbine

利用高炉炉顶煤气余压发电的设备。

3工艺流程与设备

3.1一般规定

3.1.1开展高炉煤气干法除尘设计应有充分的设计依据和完整的设计基础资料。

3.1.2干法除尘设施应布置在高炉附近、粗煤气系统之后,和余压发电设施紧密联结。

3.1.3压力与流量

布袋除尘器系统的设计压力为炉顶放散阀设计开启压力（炉顶最高工作压力）,设计流量按最大煤气发生量考虑。

与炉容大致对应关系见表3—1。

表3—1炉容、炉顶压力与煤气流量对应关系

高炉容积m3<10001000~3000>3000

炉顶压力MPa0.05~0.150.15~0.250.2~0.30

煤气发生量m3/h<200000200000~600000>500000

3.1.4温度

布袋除尘的入口煤气温度应高于露点50℃左右,低于滤料规定的长期使用温度。

3.1.5净煤气含尘量

干法除尘净煤气含尘量应小于5mg/m3。

3.1.6过滤风速

滤速（工况）按0.3~0.8m/min选取。

合成纤维滤料（以芳纶Nomex为代表）可选择较高值;玻璃纤维复合滤料（以氟美斯为代表）宜选择较低值,均已包含了余量。

3.1.7除尘器压差

布袋除尘器设计压差应不大于3kPa。

3.1.8布袋除尘类型

煤气布袋除尘分脉冲式布袋除尘和反吹风式大布袋除尘。

3.1.9反吹装置

1脉冲布袋:

由脉冲阀、分气包、喷吹管等组成。

尺寸与精度应符合行业规定。

2反吹风大布袋:

由反吹风机和反吹管路以及过滤蝶阀、反吹蝶阀组成。

3.1.10脉冲喷吹参数与喷吹介质

1脉冲喷吹气体压力应高于煤气压力0.15~0.25MPa。

2喷吹介质为氮气、净煤气、净烟气等气体,严禁使用压缩空气。

3.1.11反吹风机参数与设置

1反吹风机介质为高炉净煤气,升压10~15kPa,风量按单箱体过滤煤气量的0.8~1.6倍选取。

2应设两台风机,一用一备。

3.1.12反吹制度

1除尘器有定压差反吹或定时反吹两种方式。

2脉冲除尘可在线反吹或离线反吹;反吹风大布袋除尘为离线反吹。

3.1.13选用原则

新建高炉优先采用干法除尘。

改、扩建高炉采用干法除尘后,原湿法除尘不应长期备用。

3.2工艺流程

3.2.1系统组成

1干法除尘由布袋除尘器、卸、输灰装置（包括大灰仓）、荒净煤气管路、阀门及检修设施、综合管路、自动化检测与控制系统及辅助部分组成。

2炉顶温度长期偏高的高炉宜在布袋除尘之前增设降温装置,有热管换热器和管式换热器两类,应优先选用热管式换热器。

3.2.2控制室设置

干法除尘控制室宜与高炉主控室或余压发电（TRT）控制室合建在一起,也可以单独设置。

3.2.3箱体个数与排列方式

除尘器由多个筒形箱体布置而成。

箱体直径、个数、排列方式由设计决定,应流程顺畅、力求紧凑。

箱体数量应以5~20筒为宜,布置方式以1~2排为宜,也可采用其他布置形式。

3.2.4过滤面积

1根据煤气量（含煤气湿分,以下同）和所确定的滤速计算过滤面积

计算公式:

其中F——有效过滤面积m2

Q——煤气流量m3/h（工况状态）

V——工况滤速m/min

2工况流量。

在一定温度和压力下的实际煤气流量称为工况流量。

以标准状态流量乘以工况系数即为工况流量。

3工况系数

工况体积（或流量）和标况体积（或流量）之比称为工况系数,用η表示。

计算公式:

其中η——工况系数

Q0——标准状态煤气流量m3/h

Q——工况状态煤气流量m3/h

T0——标准状态0℃时的绝对温度273K

t——布袋除尘的煤气温度℃

P——煤气压力（表压）MPa

P0——标准状态一个工程大气压,为0.1MPa

当t值按煤气平均温度165℃计算时上述公式简化为:

η=1.6

此时工况系数η与压力关系见表3—2。

温度取值不同,数值略有变化。

表3—2工况系数η与压力关系

炉顶压力MPa0.060.10.150.200.220.250.30

工况系数η1.00.80.640.530.500.460.40

3.2.5管道

1荒、净煤气管应按高温及压力管道设计。

2荒煤气总管应当按等流速原理设计,按工况流速15~20m/s计算管径。

3管路应合理设置波纹膨胀器。

4净煤气管最低点应设排水装置。

3.2.6煤气温度控制

1煤气温度控制主要由炉顶喷水设施完成,最大能力应将事故高温降至300~350℃以下。

2炉顶喷水有两种方式:

一种是多阀门切换的水量分级调节方式,一种是计算机控制回流阀开度的无级喷水方式。

有条件时应优先选择无级喷水方式。

3布袋除尘可设前置换热器以实现进一步降温,见本章3.2.1第2款。

3.2.7煤气放散

1除尘器箱体、前置换热器、荒净煤气主管和密封式眼镜阀应设煤气放散管。

2荒煤气总管尾端应设引气用放散管。

放散管设置应符合煤气安全规程,管口宜设点火装置。

3引气用放散管必须设置可靠隔断装置。

3.2.8保温

1除尘器本体应保温。

灰斗部位应有蒸汽或电伴热。

2荒煤气总管和支管内部宜喷涂不定型耐火材料;净煤气管应外保温。

3.2.9均压管

从净煤气总管引出的炉顶均压管必须设可靠的隔断装置。

3.2.10气源脉冲喷吹和气力输灰可以采用氮气或煤气加压作为气源。

3.2.11予防腐蚀

1部分干法除尘煤气冷凝水腐蚀性强,波纹膨胀器材质应当优先选用耐腐蚀不锈钢材料,管壁适当加厚,管道内壁涂以防腐蚀涂料,涂刷前焊缝处仔细打磨。

2可设置喷碱液或喷水装置。

3煤气管路应全部保温。

4本体设备

4.1一般规定

4.1.1箱体设计应考虑工作介质为高炉煤气及其压力、温度、灰载荷及特殊载荷。

4.1.2箱体设计温度按300℃考虑（沿壳体金属截面的温度平均值）;设计压力不小于高炉炉

顶的最大工作压力。

设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。

4.1.3特殊载荷按爆炸压力0.4MPa及负压0.01MPa取值。

4.1.4按压力容器标准执行

1高炉炉顶最大压力≧0.1MPa时,箱体按钢制压力容器标准执行

2除尘器箱体为低压分离容器,喷吹气包为储存容器。

3有关设计、制造（组焊）、检验及验收、运输、安装、使用均应按照钢制压力容器标准执行。

4.1.5人员资质

1容器的焊接应由持有相应类别的“锅炉压力容器焊工合格证书”的人员担任。

2容器的无损检验应由持有相应方法的“锅炉压力容器无损检测人员资格证”的人员担任。

4.2设计与制造

4.2.1箱体与喷吹气包直径

1箱体直径（内径）应按公称直径系列尺寸选取,见下表4—1。

表4—1公称直径系列尺寸mm

2600270028002900300031003200330034003500

3600370038003900400041004200430044004500

4600470048004900500051005200530054005500

56005700580059006000—————

注:

本标准并不限制6000mm以上的圆筒使用。

2喷吹气包直径可以采用以外直径（无缝钢管为壳体）为基准的标准。

直径大小应按工艺容积计算选取。

4.2.2箱体推荐厚度

箱体壁厚按钢制压力容器GB150—1998计算。

推荐厚度见表4—2,其中包括腐蚀裕量2mm。

下表属于常用厚度参考数据。

表4—2箱体最小厚度

箱体直径mm2600~31003200~39004000~49005000~59006000

最小厚度mm810121416

注:

本标准不限直径6000mm以上的箱体使用

4.2.3焊接接头系数

焊接接头系数Φ应根据受压元件的焊接接头形式及无损检验的长度比例确定。

1双面焊接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头:

100%无损检验Ф=1.00

局部无损检验Φ=0.85

2单面焊接接头（沿焊缝根部全长有贴紧基本金属的垫板）:

100%无损检验Ф=0.9

局部无损检验Φ=0.8

4.2.4箱体与钢管材质

1钢板

材质依次选用Q235—B、Q235—C、20R、16MnR。

2钢管

钢管材质宜选用10、20、20G或16Mn。

4.2.5箱体制造与检验要求

1箱体制造分两种情况:

一种是在工厂制造,成品运到现场,整体吊装;另一种由于直径过大,整体运输有困难,可以分段或分片制造然后现场组装。

无论哪种方式均应符合钢制压力容器GB150—1998的有关要求。

2冷成型封头应进行热处理。

当制造单位确保冷成型后的材料符合设计和使用要求时,不受此限。

3箱体进行液压试验应需采用图样规定的方法,对A类和B类每条焊接接头进行