一、脉冲袋式除尘器在高炉煤气净化中的应用
1、高炉和转炉原料系统的除尘
高炉和转炉的原料在转运、筛选、储存、上料的过程中产生大量的粉尘,粉尘成分呈多样性,如球团,烧结矿,杂矿,焦粉,煤粉,粘土、铁合金和石灰等等,常温粉尘浓度约为5g/Nm³~15g/Nm³。在这个领域,曾经使用过电除尘器,回转反向风袋式除尘器等,使用效果不很理想。从20世纪90年代起逐步采用低压脉冲长、短袋除尘器,其滤料按粉尘性质分别采用涤纶针刺毡,覆膜涤毡,防静电、防水防油涤纶针刺毡,使用效果好,排放浓度达到50mg/Nm³甚至20mg/Nm³以下。
2、高炉出铁场除尘
在高炉出铁时,出铁口、主沟、撇渣器、渣沟、摆动流嘴或铁水罐等处产生大量含尘烟气。烟气温度60℃~100℃,含尘浓度5g/Nm³~15g/Nm³,有50%的烟尘粒度处于5μm~10μm之问。采用低压长袋脉冲除尘器进行净化处理,滤料采用涤纶针刺毡,应用效果较好,排放浓度50mg/Nm³甚至20mg/Nm³。
3、煤粉制备系统的除尘与煤粉收集
煤粉制备系统采用球磨机对烟煤进行粉磨,经粗粉分离再经袋式收尘器进行煤粉回收。袋式除尘器作为工艺系统的一部分称为煤粉收集器,既收尘又作为除尘器以保护环境防止大气污染。烟煤粉是一种易燃易爆粉体,除尘器必须采用防燃防爆措施。
早期的煤粉收集常用多级旋风除尘器,收粉效果较差,排放粉尘多,后来冀东水泥厂引进日本的防爆反吹风袋式除尘器,又经国内多次实践,改进,袋式除尘器由反吹风创新为脉冲风袋式除尘器。烟煤粉磨后排出的烟气温度小于120℃,烟气中烟煤粉浓度在粗分离器后为800g/Nm³~1000g/Nm³。因而脉冲除尘器设计为防燃防爆型,耐压,可过滤高浓度煤粉。除尘器箱体耐压强度一般按0.01MPa设计,要求箱体漏风率尽量小,如2%,以减少氧气被吸入。箱体侧设有泄爆阀,阀采用专业厂生产的铝制破裂爆破片,爆破压力为0.01MPa,阀外侧设安全门锁。除尘器整体保温,滤料一般选用防静电涤纶针刺毡,或覆膜防静电毡,若煤粉含一定的水分,滤料最好选用防水防油防静电三防毡。
国内很多采用上述防爆低压长袋脉冲除尘器,使用效果很好,排放浓度小于50mg/Nm³。
4、高炉煤气清洗
高炉煤气清洗过去采用过湿法文氏管,湿法电除尘,均产生二次水污染。国内经过多年的探索与实践,开发了干式筒形长袋脉冲除尘器净化高炉煤气,获得成功,在小于1000m³的高炉上得到广泛推广应用,为大型高炉煤气干式净化奠定了基础。
高炉煤气的压力一般为0.08MPa~0.12MPa,煤气温度在冷却后为100℃~250℃,煤气含尘量为8g/Nm³~12g/Nm³。过去也曾用过反吹风袋式除尘器,因清灰效果不好而改为单机脉冲除尘器,采用低压氮气进行脉冲清灰,效果很好。耐压筒体考虑防爆而设有泄爆阀。滤料选用耐高温针刺毡,目前采用较多的有美塔斯针刺毡,氟美斯9806复合(玻纤和P84)针刺毡。经多个高炉煤气净化使用,过滤清灰效果均很好,进入高炉煤气的烟气浓度一般均小于10mg/Nm³,甚至低于3mg/Nm³~5mg/Nm³。
二、防爆电气设备的安装
正确、规范的安装是确保单机布袋除尘设备防爆电气设备安全运行的重要环节。不规范的安装,将会使防爆电气的防爆性能失效。防爆电气的安装一般都委托给设备供应商或者企业自身的防爆技术人员进行操作。在现场检验过程中,由不规范的安装引起的安全隐患及问题也最为突出。其主要问题包括以下几个方面:
1、防爆电气设备外壳接地
从防爆的角度考虑,防爆电气外壳接地是为了预防非正常情况下外壳带电而产生静电放电。我国防爆标准明确规定:为了保证接地的有效性,防爆电气设备的金属外壳及铠装电缆的接线盒必须配备接地螺栓。然而在现场检验中发现,生产现场有存在部分电气设备没有设接地连线的情况,以及将防爆电气设备外壳与布线钢管相连,但钢管之间的连接处不仅没有跨接,而且还在连接的啮合螺纹间加了聚四氟乙烯带。这样,电气设备及电缆就没有做到可靠接地的技术要求。
2、电缆引入
电缆引入装置的安装工作是防爆电气设备技术应用上最为簿弱的环节,具有代表性的是隔爆、增安型电气设备。根据防爆原理,电缆引入装置密封部位的失效将导致爆炸危险气体进入设备内部引起整个电气设备防爆性能的失效。当前,在现场存在的问题主要有:
(1)引入电缆护套外径与密封圈内径之差不规范,不符合小于±1mm的标准要求;
(2)引入电缆在引入口位置未充分压紧;
(3)从单个电缆引入口引入多根单芯电线,影响设备密封性能;
(4)冗余的电缆引入口未设置盲垫,现场操作中普遍用防爆泥(即电缆胶泥)封堵,其短期内能起到防爆效果,但容易老化失去防爆效果;
(5)接线盒与布线钢管之间采用直接连接的安装方式,现场常见接线盒的压紧螺母、垫圈、密封圈丢失,将钢管与接线盒电缆引入口直接用螺纹连接的情况。这样,一旦接线盒内因电气绝缘等原因极易引发爆炸。
3、电气分线与布线
在电气布线与分线方面存在的主要问题体现在本质安全型设备回路电缆与非本质安全电气布线未隔离布置。这对于本质安全回路电缆的防爆安全性能将产生严重影响,当不同电缆之间产生绝缘击穿时本质安全型电气设备的性能将完全失效。在现场检验过程中,常见有防爆电梯的本质安全控制柜中违规布置非本质安全电缆。
三、防爆电气检修维护管理
检修维护是为了维持在役脉冲单机布袋除尘设备防爆电气设备处于持续安全状态的例行活动,按照检修维护的程度分为日常检修维护和专业检修维护。日常检修维护主要是检查,一般情况下可在设备通电状态下进行;专业检修维护主要是保养,应在设备断电状态下进行。
1、日常检修维护
日常检修维护管理对于防爆电气设备的持续安全运行起着重要的作用,但重使用、轻维护的状况一直是石油、化工、燃气等企业普遍存在的问题。如果企业防爆电气设备的维护管理人员能严格按照国家相关防爆安全规程实施检修、维护及保养工作,在防爆电气的日常使用过程中就不会出现安全隐患。
在现场检验中发现:在役多年的防爆电气设备电缆护套和引入口的密封圈普遍存在腐蚀老化、损坏等现象;在隔爆型电气设备上普遍存在紧固螺钉缺失;外壳形变的状况在增安型电气设备上表现突出。
2、专业检修维护
防爆电气设备的专业检修维护工作需由具备防爆专业知识的技术人员开展进行,石化企业一般一至两年对防爆电气进行一次专业检修维护,以确保防爆电气设备可否继续运行使用。在检验中发现:许多隔爆设备的隔爆面未进行防锈反腐处理,普遍存在锈蚀现象或者未经专业处理而在隔爆面涂油漆;防松措施不到位,防爆电气设备的配线连接装置不牢固可靠防爆电气设备的接地线装置松动等问题。
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