高炉布袋除尘的MCGSPLC控制系统设计.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流高炉布袋除尘的MCGSPLC控制系统设计.精品文档.毕业设计说明书高炉布袋除尘的MCGS-PLC控制系统摘 要高炉在生产过程中，会从炉顶排出大量煤气，其中含有大量粉尘，严重影响了高炉煤气的利用。因此高炉煤气需先进行净化。布袋除尘作为一种煤气除尘方式目前被很多高炉采用。布袋除尘器于19世纪中叶开始被应用于工业生产，其运行稳定可靠、使用灵活、操作简单、除尘效率高、能够满足严格的环保要求。 自上世纪70年代以来，我国在中小高炉上推广使用干式布袋除尘的工艺技术，近20年来，诸多冶金企业在使用此技术中不断总结经验，进行技术改造，使之趋于完善。目前布袋除尘器作为高炉煤气精除尘设备已被我国小高炉广泛采用。具有除尘效率高、运行稳定、节能、投资少、生产运行费用低和解决环保问题等优点。布袋除尘器的除尘效率在99%以上，压力损失小于2000Pa，净煤气含尘量可降低到5mg/m3以下。本设计采用的是逆气流反吹净煤气净化工艺。采用分室工作制，按照时间和压差两种反吹制度使阀门自动开闭，逐室地进行反吹。关键词：高炉煤气，布袋除尘，逆气流反吹AbstractThe blast furnace in the production process, can discharge the massive coal gases from the furnace top, in which includes the massive dust, seriously has affected the blast furnace coal gas use. Therefore blast furnace, The coal gas must first carry on the purification. The cloth sack dust removal takes one coal gas dust removal way at present by the very many blast furnaces use. The cloth sack dust remover the leaf starts in 19th century to apply to the industrial production, its movement stable reliable, the use nimble, operates, the dust removal efficiency simply is high, Can satisfy the strict environmental protection request.Since on century 70's, our country has promoted the craft technology on the center small furnace which the use doing -like cloth sack removes dust, in the recent 20 years, many metallurgy business Industry in uses in this technology unceasingly to sum up experience, carries on the technological transformations, enable it to tend to the consummation. At present the cloth sack dust removal takes the blast furnace coal gas fine dust removal already by the our country small furnace widespread use. Has the dust removal efficiency high, the movement is stable, the energy conservation, invests few The production operating cost is low and merit and so on solution environmental protection question. The cloth sack dust remover dust removal efficiency above 99%, the resistance loss is smaller than 2000Pa, only The coal gas dust content may reach below 5mg/m3.This design uses is the counter air current instead blows the coal gas purification craft. Uses the separating room work system, presses two kinds according to the time and the difference instead to blow the system to cause the valve automatically to open Shuts, carries on by the room instead blows.Key words: Blast furnace coal gas，Cloth-bag dust remover，The counter Coal gas current instead blows目 录摘 要IABSTRACTII第一章 引言11.1 设计思路11.2 MCGS介绍1第二章 高炉炼铁原理42.1 炼铁任务及原理42.2 铁的还原过程42.3 高炉生产的主要技术指标6第三章 高炉炼铁工艺73.1 高炉本体73.2 上料设备系统83.3 装料设备系统83.4 送风设备系统83.5 煤气净化设备系统93.6 渣铁处理系统93.7 喷吹燃料系统10第四章 袋式除尘器介绍114.1 过滤除尘机理114.2 布袋除尘器的分类114.2.1 按清灰方式分类114.2.2 按滤袋形状分类134.2.3 按滤尘方向分类144.2.4 按通风方式分类144.2.5 按进气口位置分类154.3 干法袋式除尘工艺154.3.1 干法袋式除尘的特点及除尘工艺154.3.2 干法袋式除尘工艺的具体要求164.3.3 温度控制操作要点164.4 滤料类型及其特性174.4.1 对滤料的要求174.4.2 滤料类型174.5 输排灰设备184.5.1 排灰装置184.5.2 输送装置184.5.3 贮灰仓194.6 袋式除尘器的优缺点194.6.1 布袋除尘器的优点194.6.2 布袋除尘器存在的问题20第五章 系统设计215.1 设计背景215.2 工艺流程215.3 设备选型235.3.1滤料选择245.3.2 阀门选择255.3.3输灰设备选择25第六章 MCGS画面组态266.1 流程画面266.2 监控画面266.2.1 实时数据与实时曲线266.2.2 历史数据与历史曲线276.2.3 报警显示286.2.4 报警数据296.2.5 手动操作296.2.6 修改报警限值31结束语32参考文献33附 录35附录A 设备选型表35附录B 主控画面36附录C 实时报表37附录D 历史报表38附录E 报警显示39附录F 报警数据40附录G SP值修改41附录H 手动操作平台42致 谢43第一章 引言1.1 设计思路高炉炼铁是目前钢铁冶炼获得生铁的主要手段，炼钢生铁的好坏，直接影响着钢的质量，炼出生铁的多少，则影响着钢的产量，所以炼铁工作者不但要保证高炉的正常生产，而且在降低成本的前提下，尽量提高生铁的产量和质量，以满足炼钢的需要。高炉冶炼中，从炉顶排出大量煤气，其中含有CO、H2、CH4等可燃性气体，可以作为热风炉、焦炉、加热炉等的燃料，但是由高炉顶排出的煤气温度为150300，标态含有粉尘约40100g/m3，如果直接使用，会堵塞管道，并且会引起热风炉和燃烧器等耐火砖衬的侵蚀破坏，由此，高炉煤气必须进行除尘，将含尘量降低到510mg/m3，才能作为燃料使用。1高炉煤气由炉顶引出，经导出管，上升管，下降管进入重力除尘器，再进入布袋除尘器。重力除尘属粗除尘，布袋除尘属精细除尘。由高炉排出的荒煤气首先经过重力除尘器，这样将大部分粗颗粒（D>5mm）的灰尘除掉，然后进入布袋除尘器过滤除掉微尘，将高炉煤气含尘量降到要求指标以下,获得的净煤气再通过净煤气管送入煤气总管供热风炉等设备利用。产生的煤气灰（即瓦斯灰）通过灰仓、中间灰仓、叶轮给料机、刮板输送机、提升机储存在高位灰仓中，最后通过加湿机加湿用车运走。1.2 MCGS介绍过去工业控制计算机系统的软件功能都靠软件人员编程实现,软件通用性差,且易产生错误，随着工业控制要求的不断提高，专门用于工业控制的组态软件应运而生,它是一套功能齐全的组态生成工具软件,通用性强,而且系统的执行程序代码部分一般固定不变,为适应不同的应用对象只需改变数据实体即可，目前国内外有很多公司开发出不少优秀产品，如西门子公司的Wincc、清华紫光的组态王等，其中 MCGS是众多监控软件中的一种,它具有许多优点,可用于任何监控系统。 MCGS 是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于 Microsoft 的各种32位 Windows 平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。 MCGS 软件系统包括组态环境和运行环境两个部分：组态环境相当于一套完整的工具软件，用户可以利用它设计和开发自己的应用系统。用户组态生成的结果是一个数据库文件，即组态结果数据库；运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能，组态环境和运行环境互相独立，又密切相关。MCGS软件系统由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略组成，每一部分分别进行组态，完成不同的工作。如图1.1所示。图1.1 MCGS软件系统主控窗口：是工程的主窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。 设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境，在本窗口内配置数据采集和控制输出设备；注册设备驱动程序；定义连接与驱动设备用的数据变量。 用户窗口：主要用于设置工程中人机交互的界面，如系统流程图、曲线图、动画等。 实时数据库：是工程各个部分数据交换和处理的中心，它将MCGS工程的各个部分连成有机的整体。运行策略：主要完成工程运行流程的控制，如编写控制程序，选用各种功能构件等。MCGS 所提供的一些功能诸如模板，图库以及向导可以使用户组态系统所需的时间缩短，同时使系统功能得到增强。用户可以为任何一种工业应用组建基于 MCGS 的实时监控系统。MCGS在设计思想上的开放性，使得用户可以设计使用灵活、编辑简便、画面质量好和表现形式丰富多样的监控系统。2 第二章 高炉炼铁原理2.1 炼铁任务及原理高炉炼铁的任务是用还剂(焦炭、重油、煤气等)在高温条件下将铁矿石或含铁原料还原成液态铁的过程,高炉生产要求以最小的投入获得最大的产出，即做到高产、优质、低耗,有良好的经济效益。1高炉冶炼过程是一系列复杂的物理化学过程的总和，有炉料的挥发与分解、铁氧化物和其化物质的还原、生铁与炉渣的形成、燃料燃烧、热交换和炉料与煤气运动等。这些过程不是单独进行的，而是在相互制约的情况下数个过程同时进行。基本过程是燃料在炉缸风口前燃烧形成高温还原煤气，煤气不停地向上运动，与不断下降的炉料相互作用，其温度、数量和化学成分逐渐发生变化，最后从炉顶逸出炉外。炉料在不断下降的过程中，由于受到高温还原煤气的加热和化学作用，其物理形态和化学成分逐渐发生变化，最后在炉缸里形成液态渣铁，从渣口排出炉外。还原铁矿石需要的还原剂和热量由燃料燃烧产生，炼铁的主要燃料是焦炭，为了节省焦炭而使用了喷吹煤粉、重油等辅助燃料。为了使高炉生产获得较好的生产效益，现代高炉几乎全部采用了人造富矿(烧结矿、球团矿)作为含铁原料，因炉料的特性不同，有的高炉在冶炼时还需要加入适量的熔剂(石灰石、白云石等)。铁矿石是高炉冶炼的主要原料，其质量的优劣与冶炼进程及技术经济指标有极为密切的关系。决定铁矿石质量优劣的主要因素是：化学成分、物理性质及其冶金性能。高炉冶炼对铁矿石的要求是：含铁量高、脉石少、有害杂质少、化学成分稳定、粒度均匀、具有良好的还原性及一定的机械强度等性能。高炉炼铁所需的铁矿石分为天然矿石和人造富矿两种。天然铁矿石种类较多,在自然界中已发现的有300余种含铁矿物，目前世界常见的天然铁矿石主要是4大类：磁铁矿(Fe3O4)，赤铁矿(Fe2O3)，褐铁矿(nFe2O3mH2O(n=13,m=14)，菱铁矿(Fe2CO3)。2.2 铁的还原过程2高炉中的铁氧化物还原为金属铁,是高炉内主要的化学反应之一，除铁的还原外，还有Si、Mn、P、Ti、V、Cr、Cu、Pb、Zn等非铁元素的还原，在高炉冶炼中Fe、P、Zn几乎能全部被还原。高炉中铁的氧化物存在形态有Fe2O3、Fe3O4、FeO等，但最后都是经过FeO的形态被还原成金属铁。高炉内的还原剂是固定碳、CO及H2。 固定碳还原铁氧化物炉料中的焦炭从炉顶装入后直到风口区域，它始终以固体状态存在，到达风口区才被鼓入的热风燃烧，生成煤气并产生大量的热，提供高炉冶炼所需要的热量，所以焦炭既是还原剂又是发热剂。当温度大于570 3Fe2O3 + C=2Fe3O4 + CO -128636 kJ （2.1）Fe3O4 + C=3FeO + CO -186654 kJ （2.2）FeO + C=Fe + CO -152161 kJ （2.3）当温度小于570 3Fe2O3 + C=2Fe3O4 + CO -128636 kJ （2.4）Fe3O4 + 4C=3Fe + 4CO -64590 kJ （2.5） CO还原铁氧化物高炉煤气中含有大量CO，矿石入炉后，在加热温度未超过9001000的高炉中上部，铁氧化物中的氧是被煤气中的CO夺取而产生CO2的。当温度大于570 3Fe2O3 + CO=2Fe3O4 + CO2 +37130 kJ （2.6）Fe3O4 + CO=3FeO + CO2 -20888 kJ （2.7）FeO + CO=Fe + CO2 +13604 kJ （2.8）当温度小于570 3Fe2O3 + CO=2Fe3O4 + CO2 +37130 kJ （2.9）Fe3O4 + 4CO=3Fe + 4CO2 +4290 kJ （2.10） H2还原铁氧化物在不喷吹燃料的高炉中，煤气中的含H2量为1.8%2.5%。它主要由鼓风中的水分在风口前高温分解产生。在喷吹燃料(特别是重油,天然气)的高炉中，煤气含H2量显著增加，可达5%8%。氢和氧的亲和力很强，所以氢亦是高炉冶炼中的还原剂。当温度大于570 3Fe2O3 + H2=2Fe3O4 + H2O +21809 kJ （2.11）Fe3O4 + H2=3FeO + H2O -63585 kJ （2.12）FeO + H2=Fe + H2O -27711 kJ （2.13）当温度小于570 3Fe2O3 + H2=2Fe3O4 + H2O +21809 kJ （2.14）Fe3O4 + 4 H2=3Fe + 4 H2O -148100 kJ （2.15）2.3 高炉生产的主要技术指标1衡量高炉炼铁生产技术水平和经济效果的技术经济指标主要有：(1) 高炉有效容积利用系数（）。高炉有效容积利用系数是指每昼夜每立方米高炉有效容积的生铁产量，即高炉每昼夜的生铁产量与高炉有效容积之比：(2) 焦比（）。焦比是指冶炼每吨生铁消耗的焦炭量，即每昼夜的焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比：(3) 煤比（）。冶炼每吨生铁消耗的煤粉称为煤比。当每昼夜煤粉的消耗量为时，则：(4) 冶炼强度（）。冶炼强度是每昼夜每立方米高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜的焦炭消耗量与有效容积的比值：(5) 生铁合格率。化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指标。(6) 生铁成本。生产一吨合格生铁所消耗的所有原料、燃料、材料、水电、人工等一切费用的总和。(7) 休风率。休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维护和操作水平，先进高炉休风率小于1%，实践证明，休风率降低1%，产量可提高2%。(8) 高炉一代寿命。高炉一代寿命是指从点火开始到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为10至15年。第三章 高炉炼铁工艺高炉炼铁生产是借助高炉本体和其辅助设备来完成的。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其他附属系统的配合，其生产工艺流程如图3.1所示。3图3.1 高炉生产工艺流程1 高炉；2热风炉；3除尘器；4鼓风机；5渣罐；6铁水罐；7布袋除尘器；8贮油罐；9贮煤罐；10烟囱高炉生产系统工艺流程包括以下几个系统：高炉本体、上料设备系统、装料设备系统、送风系统、煤气净化系统、渣铁处理系统、燃料喷吹系统。3.1 高炉本体高炉本体是炼铁生产的核心部分，它是一个近似于竖直的圆筒形设备。它包括高炉的基础、炉壳（钢板焊接而成）、炉衬（耐火砖砌筑而成）、炉型（内型）、冷却设备、立柱和炉体框架等。高炉的内部空间叫炉型，它从上到下分为5段，即炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。整个冶炼过程是逐步在高炉内完成的。 高炉的大小以高炉有效容积表示，高炉有效容积和高炉座数表明高炉车间的规模，高炉炉型设计是高炉本体设计的基础。高炉本体结构设计的先进、合理是实现优质、低耗、高产、长寿的先决条件，也是高炉辅助系统设计和选型的依据。3.2 上料设备系统上料设备系统包括贮矿场、贮矿槽、槽下漏斗、槽下筛分、称量和运料设备、向炉顶供料设备（有皮带运输上料机和料车上料机之分），其任务是将高炉所需原燃料，按比例通过上料设备运送到炉顶的受料漏斗中。现代钢铁联合企业中，炼铁原、燃料的供应系统以高炉贮矿槽为界分为两部分。从原燃料进厂到高炉贮矿槽顶属于原料厂管辖范围，它完成原燃料的卸、堆、取、运作业，根据要求还需进行破碎、筛分和混匀作业，起到贮存、处理并供应原燃料的作用。从高炉贮矿槽顶到高炉炉顶装料设备属于炼铁厂管辖范围，它负责向高炉按规定的原燃料品种、数量、分批地及时供应。现代高炉对原燃料供应系统的要求是：(1) 保证连续地、均衡地供应高炉冶炼所需的原燃料，并为进一步强化冶炼留有余地；(2) 在贮运过程中应考虑为改善高炉冶炼所必需的处理环节，如混匀、破碎、筛分等，焦炭在运输过程中应尽量降低破碎率；(3) 由于原燃料的贮运数量大，对大、中型高炉应该尽可能实现机械化和自动化，提高配料、称量的准确度；(4) 原燃料系统各转运环节和落料点都有灰尘产生，应有通风除尘设施。3.3 装料设备系统装料设备系统一般分为钟式、钟阀式、无钟式三类，我国多数高炉采用钟式装料设备系统，技术先进的高炉多采用无钟式装料设备系统。钟式装料设备系统包括受料漏斗、料钟、料斗等。它的任务是将上料系统运来的炉料，均匀地装入炉内，并使其在炉内合理分布，同时又起到密封炉顶、回收煤气的作用。无论何种炉顶装料设备均应满足以下基本要求：(1) 要适应高炉生产能力；(2) 能满足炉喉合理布料的要求，并能按生产要求进行炉顶调剂；(3) 保证炉顶可靠密封，使高压操作顺利进行；(4) 炉顶设备结构应力求简单和坚固，制造、运输、安装方便，能抵抗急剧的温度变化及高温作用；(5) 易于实现自动化操作。3.4 送风设备系统送风设备系统包括鼓风机、热风炉、冷风管道、热风管道、热风围管等。其任务是将鼓风机送来的冷风经热风炉预热之后送入高炉。热风带入高炉的热量约占总热量的四分之一，目前鼓风温度一般为10001200，最高可达1400，提高风温是降低焦比的重要手段，也有的用增大喷煤量来提高鼓风温度。准确选择送风系统鼓风机，合理布置管路系统，阀门工作可靠，热风炉工作效率高，是保证高炉优质、高产、低耗的重要因素之一。3.5 煤气净化设备系统煤气净化系统包括煤气导出管、上升管、下降管、重力除尘器、布袋除尘系统等，其任务是将高炉冶炼产生的含尘量很高的荒煤气进行净化处理，以获得合格的气体燃料。重力除尘器是高炉煤气除尘系统中应用最广泛的一种粗除尘设备，其除尘原理是煤气经中心导入管后，由于气流突然转向，流速突然降低，煤气中的灰尘颗粒在惯性力和重力作用下沉降到除尘器底部。欲达到除尘的目的，煤气在除尘器内的流速必须小于灰尘的沉降速度，而灰尘的沉降速度与灰尘的粒度有关。荒煤气中灰尘的粒度与原料状况及炉顶压力有关。除尘器中心导入管可以是直圆筒状，也可以做成喇叭状，中心导入管以下高度取决于贮灰体积，一般应满足3天的贮灰量。除尘器内的灰尘颗粒干燥而细小，排灰时极易飞扬，严重影响劳动条件并污染周围环境，目前多采用螺旋清灰器排灰，改善了清灰条件。通常，重力除尘器可以除去粒度大于30的灰尘颗粒，除尘效率可以达到80%，出口煤气含尘量可降低到210g/m3,压力损失较小，一般为50200Pa。布袋除尘是属过滤除尘，是精细除尘，含尘煤气流通过布袋时，灰尘被截留在纤维体上，而气体通过布袋继续运动，从而得到净化，它属于干法除尘，其优点是不用水洗涤，没有水的污染及污水的处理问题，投资较低，但对煤气温度及含水量有较严格的要求。布袋除尘器主要由箱体、布袋、清灰设备及反吹设备等构成，布袋除尘器箱体由钢板焊制而成，箱体截面为圆筒形或矩形，箱体下部为锥形集灰斗，水平倾斜角应该大于60°，以便于工作于清灰状态时灰尘下滑排出。集灰斗下部设置清灰器，定期将积灰排出。布袋除尘器的滤袋一般采用玻璃纤维。目前对布袋除尘器来说，需要解决的主要问题是进一步改进布袋材质，延长布袋使用寿命，准确监测布袋破损，以及控制进入布袋除尘器的煤气温度及湿度。43.6 渣铁处理系统 渣铁处理系统包括出铁场、泥炮、开口机、炉前吊车、铁水罐、铸铁机、堵渣机、水渣池及炉前水力冲渣设施。其任务是将炉内放出的渣、铁，按要求进行处理。及时合理地处理好生铁和炉渣是保证高炉按时正常出铁、出渣，确保高炉顺利运行，实现高产、优质、低耗和改善环境的重要手段。高炉生产的铁水主要是供给炼钢，同时还要考虑炼钢设备检修等暂时性生产能力配合不上时，将部分铁水铸成铁块。生产的铸造生铁一般要铸成铁块，因此铁水处理设备有运送铁水的铁水罐车和铸铁机两种。高炉炉渣可以作为水泥原料、隔热材料以及建筑材料等。高炉炉渣处理方法有炉渣水淬、放干渣及冲渣棉。目前，国内高炉普遍采用水冲渣处理方法，特殊的情况时采用干渣生产，在炉前直接进行冲渣棉的高炉很少。3.7 喷吹燃料系统喷吹燃料系统包括喷吹物的制备、运输和喷入设备等。其任务是将按一定要求准备好的燃料喷入炉内。目前，我国高炉以喷煤为主。喷煤的喷吹燃料系统有磨煤机、收集罐、贮存罐、喷吹罐、混合器和喷枪。本系统的任务是将煤进行磨制、收集和计量后从风口均匀稳定地喷入高炉内。高炉经风口喷吹煤粉已成为节焦和改进冶炼工艺最有效的措施之一。它不仅可以代替日益紧缺的焦炭，而且有利于改进冶炼工艺；扩展风口前的回旋区，缩小呆滞区；降低风口前的理论燃烧温度，有利于提高风温和采用富氧鼓风，特别是喷吹煤粉和富氧鼓风相结合，在节焦和增产两方面都能取得非常好的效果；可以提高一氧化碳的利用率，提高炉内煤气含氢量，改善还原过程等等。总之，高炉喷煤既有利于节焦增产，又有利于改进高炉冶炼工艺和促进高炉顺行，受到世界各国的普遍重视。第四章 袋式除尘器介绍4.1 过滤除尘机理5袋式除尘是采用过滤技术将空气中的固体颗粒物料进行分离的过程，袋式除尘器是采用过滤技术进行气固分离的设备。气体过滤技术目前主要有纤维过滤、膜过滤和颗粒过滤。尽管这三种方式都能达到将气溶胶中固体颗粒分离出来的目的，但它们的机理是不一样的，袋式除尘为纤维过滤，膜过滤或膜过滤与颗粒过滤的组合。空气过滤技术用在两个方面：一是纯化含有颗粒物的空气；二是把空气中的粒子作为“样品”收集下来。第一种情况下要用的是空气，第二种情况下要用的是粒子。“纯化”常用于处理大量空气，用于工业过程的防护、环境保护，也可处理小量空气，如用于防毒面具佩戴者的个人防护。“收集”处理的空气量一般较“纯化”处理的空气量要小，多用于生产，特别是化工、医药生产。布袋除尘器的滤料是由大量纤维疏松地充填在一起组成的过滤介质，纤维的取向与空气流方向垂直为主，粒子大多数沉积在介质内部，布袋除尘属于所谓“障碍物形式”捕集方式。4.2 布袋除尘器的分类5典型的袋式除尘器由尘气室、净气室、滤袋、清灰装置、卸灰装置五部分组成，在除尘器中袋式除尘器种类最多，根据其特点可进行不同分类。4.2.1 按清灰方式分类清灰是使袋式除尘器能长期持续工作的决定性要素，清灰的基本要求是从滤袋上迅速地剥落沉积的粉尘，同时通常又要求能保持一定的一次粉尘层，并且不损伤滤袋和消耗较少动力。清灰方式的特征是袋式除尘器分类的主要依据。1机械式振打利用机械装置振打或摇动悬吊滤袋的框架，使滤代产生振动而清落积灰，它包括人工振打、机械振打和高频振打等方式。振动清灰时要求停止过滤，因而常常将除尘器分隔成若干袋室，顺次逐室清灰，以保持除尘器的连续运转。机械清灰方式的机械结构简单，运行可靠，但清灰作用弱，而且往往损伤滤袋，目前采用这种方式的越来越少。图4.1是其中的两种振打方式。图4.1 机械振打清灰 a水平振打 b垂直振打2逆气流清灰逆气流清灰是利用与过滤气流相反的气流，使滤袋产生形变并使之产生振动而使粉尘层脱落。如图4.2所求。逆气流清灰多采用分室工作制，利用阀门自动开闭，逐室地产生反向气流。反向气流可由系统主风机供给，或由专设的反吹风机供给。逆气流清灰在整个滤袋上的气流分布均匀，振动不剧烈，对滤袋的损伤较小，但清灰作用较弱，因而允许的过滤风速较低。某些逆气流清灰装置设有产生脉动作用的机械结构（如自动开、闭阀门），便可给反向气流以脉动作用，从而会增加清灰能力，若采用部分滤袋逐次清灰时，则需采用分室结构。逆气流清灰有反吹风，反吸风及机械回转反吹几种方式。图4.2 逆气流反吹清灰方式 a过滤 b反吹3脉冲喷吹清灰脉冲喷吹清灰是将压缩空气在极短时间内（不超过0.2s）高速喷入滤袋，同时诱导数倍于喷射气量的空气，使滤袋口至底部产生急剧和冲击振动，产生很强的清落积灰的作用。如图4.3所示。喷吹时，因为是依次逐排地对滤袋清灰，而且喷吹时间很短，被清灰时的滤袋虽然不起过滤作用，但其占总滤袋的比例很小，几乎可以将过滤看作是连续的，因此，通常不采取分室结构。脉冲喷吹清灰作用很强，而且其强度和频率都可以调节，清灰效果很好，可以允许采用较高过滤风速。图4.3 脉冲清灰方式1气包；2电磁阀；3脉冲阀；4净气室；5气动阀；6净气出口；7箱体；8尘气；9尘气入口；10卸灰球阀4喷嘴反吹清灰喷嘴反吹清灰是将一个带狭缝的圆环或平板喷嘴设置在滤袋的外侧与高压风机管道相接，喷嘴贴近滤袋的表面作上下或左右往复运动，由其上正对滤布表面的狭缝喷出调整气流，清除附着在滤袋在内侧的粉尘层，此时滤袋的其余部分处于全负荷运行中，这种清灰方式可使除尘器保持连续运行。喷嘴反吹清灰能力较强，因此，允许采用较高的过滤风速，但其清灰装置较复杂，费用高，且容易损坏滤袋。4.2.2 按滤袋形状分类1圆袋大多数袋式除尘器都采用圆形滤袋。圆袋受力均匀，支撑骨架及连接简单，清灰所需动力较少，检查维护方便。圆形滤袋直径通常采用120300mm，袋长2 10m。袋径过小，气流流动受影响；过大则受滤料幅宽和加工制作的限制，增加滤袋长度，可节约占地面积，但过长会影响脉冲喷吹式，机械回转反吹袋式除尘器清灰效果，同时，也会以增加过滤袋袋顶的张力，使该处易于破损。2扁袋扁袋通常呈平板形，一般宽约0.51.5m，长约12m，厚度以及滤袋间距为2550m，扁袋内部设有骨架（或弹簧）支撑。1扁袋布置紧凑，可在同样体积空间布置较多的过滤面积，一般能节约空间20%40%，但扁袋结构较复杂，制作要求较高，滤袋之间易被粉尘堵塞。4.2.3 按滤尘方向分类1外滤式含尘气体由滤袋外侧向滤袋内侧流动，粉尘被阻留在滤袋外表面，外滤式可采用圆袋或扁袋，袋内需设置骨架，以防滤袋被吸瘪。脉冲喷吹，高压气流反吹等清灰方式多用外滤式。2内滤式含尘气体由滤袋内侧向滤袋外侧流动，粉尘被阻留在滤袋内侧表面。内滤式多用于圆袋。机械振打，逆气流，气环反吹等清灰方式多用内滤式。内滤式因滤袋外侧是清洁气体，当被滤气体无毒且温度不高时，可以在不停机情况下进入袋室内维修，且一般不需支撑骨架。内滤式圆袋的袋口气流速度较大，若气流中含有粗颗粒粉尘，则会严重磨损滤袋。4.2.4 按通风方式分类1吸出式（负压式） 除尘器设在风机负压段，除尘器内空气被风机吸出形成负压。吸出式除尘器必须采取密闭结构。风机吸入的是净化后的气体，因而风机叶轮的磨损较小，并且不易发生因附着粉尘而产生的喘振等类事故，当用于处理高温度、有毒性的气体时，除尘器本身也易于采取保温及防护措施。如图4.4中a所示。2压入式（正压式）除尘器设在风机正压段，含尘气流经风机压入除尘器，使除尘器在正压下工作。压入式除尘器净化后的气体可直接排到大气中或再利用，净气则不需采用密封结构，构造简单，节省管道，造价较吸入式低20%30%。但因含尘气体通过风机，风机叶片磨损较大。当粉尘腐蚀性和附着性都较强或含尘浓度大于3g/m3时不宜采用。对于处理高温和有毒气体较不利。如图4.4中b所示。图4.4 吸入式与压入式流程图a吸入式； b压入式4.2.5 按进气口位置分类1上进风含尘气流从滤袋室上部进入除尘器，粉尘沉降方向与气流流动方向一致，有利于粉尘沉降。但是滤袋需设置上、下两块花板，结构较复杂，且不易调节滤袋张力。2下进风含尘气流从滤袋室底部或灰仓上部进入除尘器。这种除尘器结构较简单，但是在袋室中气流是自下而上，与清落粉尘的沉降方向相反，容易使粉尘重返滤袋表面，影响清灰效果，并增加设备阻力。4.3 干法袋式除尘工艺4.3.1 干法袋式除尘的特点及除尘工艺干法布袋除尘作为炼铁高炉的配套设施和高炉煤气净化的主要设备，与高炉煤气“湿法除尘”工艺相比较，具有“节水、环保、高炉煤气除尘效果好”的特点。其工艺过程为：由高炉生产过程中产生的高炉煤气沿下降管经过重力除尘器后，经过温度调整的高炉荒煤气沿位于干法除尘箱体下侧的入口进入除尘箱体（为满足干法除尘工艺对煤气温度的要求，在荒煤气进入干法除尘箱体之前，设有热交换器，目的是将温度高于工艺要求的煤气降温后再进入除尘箱体，以充分保障除尘布袋器的安全稳定运行），在除尘箱体内，荒煤气由悬挂于箱体内部的除尘布袋外壁（或内壁）进入布袋内（过滤），灰尘被阻挡在布袋外壁（或内壁），经过布袋除尘后的净煤气沿位于除尘箱体上部的箱体出口流出，经除尘箱体的出口进入净煤气管道汇合，然后经过减压阀组降压和喷水降温后进入煤气管网。4.3.2 干法除尘工艺的具体要求高炉荒煤气温度应设定于80260之间，如低于80则因为煤气温度较低容易发生水蒸气凝结现象。潮湿的煤气经过除尘布袋会使除尘布袋受潮，干燥的高炉灰遇到潮湿的布袋会大量淤积进而糊住除尘布袋的通气孔，降低除尘布袋的除尘能力，最终导致箱体内的除尘布袋报废。如果煤气温度高于260则会降低除尘布袋的使用寿命或在短时间内将布袋烧毁。正常情况下，高炉煤气的温度控制在120220之间时除尘效果较好。4.3.3 温度控制操作要点（1）荒煤气温度控制的操作要点为了使干法除尘布袋室内布袋在运行中不发生因荒煤气温度超标而使布袋受损，运行操作时应注意：高炉炉顶温度为120260；参考高炉炉顶温度、下降管温度，荒煤气在干法袋式除尘器入口的温度应控制在120220；当荒煤气温度达到250时，应及时打开散热器进口、出口气动蝶阀，关闭换热器旁煤气总管气动蝶阀，使高温煤气经换热器降温后进入除尘箱体，采取措施降低荒煤气温度；当荒煤气温度低于120时，应及时提高煤气温度。（2）温度超过设定值时切换换热器的操作要点干法除尘降温使用的是热管式散热器，是利用软水汽化冷却的原理进行降温，散热器罐体内设一个内筒体，内筒体上伸出许多排热管，煤气走散热器罐体内与内筒体之间，内筒体内通软水，通过软水汽化冷却煤气,并列布置两套散热器，可对煤气降温3050，热管式散热器只在运行时补充软水，使用时产生的蒸汽直接排放。当检测到炉顶温度升高到250时报警，炉顶开始打水降温，此时应严格将炉顶温度控制在300以内。如高炉未采取降温措施，必须控制煤气温度，炉顶温度回落降至200，炉顶停止打水。当重力除尘器煤气出口温度超过280或布袋室入口温度超过260时，控制系统自动接通散热器旁路，使煤气温度降温幅度约50，以确保布袋室入口温度不高于220。当重力除尘器煤气出口温度低于140或布袋室入口温度低于120时，控制系统自动切除降温旁路，应注意主管上蝶阀和通向散热器的蝶阀不得同时关闭。运行过程中如发现除尘箱体入口温度高于260或低于120时，必须确认换热器的切换是否正常，如发现换热器不能正常切换，应立即手动进行切换。当布袋室入口温度低于120，此时高炉操作应及时提高炉顶温度。如高炉未采取增温措施，必须控制煤气温度