4000m高爐單錐環縫洗滌技術及實踐

2019-02-17 18:29:12

 1 引言 高爐煤氣環縫洗滌塔結構簡單、維修量少、操作方便、占地小、耗水少,環縫洗滌工藝對高爐煤氣的凈化、冷卻、以及對爐頂壓力調節效果好,特別是在TRT停止運行時,能很好地替代調壓閥降低噪聲等優勢。因此,高爐煤氣環縫洗滌工藝愈來愈多地在國內大型高爐得到了應用。

馬鋼是國內早期使用環縫洗滌工藝的單位之一,考慮到環縫洗滌絕大部份時間都是與TRT組合,調節爐頂壓力的權限在TRT上,環縫洗滌塔主要功能是清洗煤氣,而環縫洗滌在與調壓閥組合時,調節爐頂壓力只3作備用手段。因此,設計上選擇了投資較少的單錐環縫。本文就其兩痤4000m高爐的單錐環縫洗滌在運行中的情況、解決辦法及使其在穩定狀態下的經濟運行進行了闡述。

2 設計參數 3入口煤氣壓力:280kpa(最大值);入口煤氣量:700000m/h(最大值);煤氣出口溫度60;

33濁循水泵房供水總量是1275/h;預洗段噴嘴個數:14個,預洗段水量:1275/h;精洗段噴嘴個數:3切向8個、徑向8個,精洗段水量:725/h。

3 工藝組成

煤氣環縫洗滌系統是由環縫洗滌塔本體及外部的供、排水及水處理系統組成。

環縫洗滌塔是一個單塔體,其組成自上而下包括三段,上段包括預洗段、預洗段水槽;中段包括內置脫水器、單錐煤氣導管、單錐(戴維鐘)環縫精洗段、精洗段水槽;下段包括液壓驅動裝置。 Φ3020×16

2215.08

33.948頂部噴水5  50DN200103

32.11531.6S9直接來自凈水管網緊急補水

30.200S9~來自就地泵水30.815S8S8

S729.029.51526.600S728.215S6S6

S524.626.91525.000Φ5500S525.615S4S424.315S323.8~來自濁環水S322.40023.015S2S2

上液位接口120.429S121.221.715

0S1

管帽9019.775019.07590氮氣、蒸汽吹掃

S19.0

17.925

上部水槽

06

1×15.845

314.775

Φ14.0

Φ2032×16高架水槽至水處理系統

0

30112.60010.8

徑向噴水口8 DN8012.08切向噴水口8  DN10011.68

氮氣、蒸汽吹掃NP19.3288.4

下液位接口18.8286.5下塔徑向

正常水位6.4225.4來自水處理后的濁環水

3.54.922下排水口107

4.022下排水口下塔切向

Φ8500過濾器

圖一 環縫洗滌系統示意圖

4 功能分析

1) 洗滌水循環

預洗段位于環縫洗滌塔的上部,功能是對煤氣進行預清洗。該段直徑5500mm,高11000mm。預洗段入口處的圓周方向上均勻布置5個噴水嘴,5個噴水嘴以一定角度對煤氣進行連續清洗,預洗段中心的垂直方向又均勻布置9個噴水嘴。其中垂直方向上面5個噴水和預洗段入口處圓周方向上均勻布置的5個噴水均來自于單錐的8個徑向和8個切向清洗的水(小循環),垂直方向下面4個噴水和精洗段的8個徑向和8個切向的噴水來自于水處理后的循環水(大循環)。

小循環是把精洗段水槽的水通過就地循環泵送到預洗段,該循環在密閉狀態下運行,幾乎沒有水的損耗。但是控制好小循環的水平衡既維持精洗段水槽水位和預洗段水槽水位的穩定是環縫洗滌操作中的一個重要環節。 大循環是將從預洗段水槽排出的70左右高濁度的煤氣洗滌水經高架水槽送到Φ30m濃縮池經水處理后,懸浮物含量小于70mg/L的符合標準的清水流到熱水池,經蒸發冷卻后到冷水池,最后再由泵送到環縫洗滌塔。在該循環,操作管理上要做到:一是水平衡,通過相關的監控數據,可以在短期內即時發現環縫洗滌塔內部的設備狀況。二是水處理,水處理關系到煤氣的洗滌效果及系統的正常運行。

在運行過程中,雖然從預洗段排出的煤氣洗滌水在高架水槽、Φ30m濃縮池、蒸發冷卻的過程中發生蒸發損耗一部份,以及隨煤氣帶走一部份,但是Φ30m濃縮池收集了周圍其它工業廢水作為彌補,實行了工業廢水的分級循環使用,每年系統的新水耗量相當少,幾乎無需補新水。

2) 水槽水位控制

預洗段的水槽和精洗段的水槽各有一套供、排水系統。水槽的水位控制裝置是在排水系統上。

煤氣預洗段的水匯集到預洗段水槽,該水槽的液位在運行過程中有一個安全水位設定值。水位控制通過液面傳感器來實現。排水管平行布置了一備一用兩個控制閥,作用是當實際液位值比設定的值高時,自動調節閥門開度,增加排水速度,當液位比設定的值低時,自動減少開度,降低排水速度,最終維持實際液位在安全水位設定值。同時排水管上平行布置兩個常開氣動切斷閥,作用是在液面過低達到報警值時將自動關閉,切斷排水通路,防止煤氣向大氣泄漏。

精洗段的水匯集到精洗段水槽,該水槽的液位在運行過程中也有個安全水位設定值,通過液面傳感器來實現控制。它的控制原理與上述預洗段的液位控制相類似。

環縫洗滌首次投用或檢修后復產前,首先做好兩個水槽的供、排水平衡,就是小循環和大循環的水平衡。使兩個水槽的水位穩定在安全水位設定值上,同時還要掌握在水平衡條件下排水管上調節閥的開度,這個開度能夠真實反映正常運行過程中洗滌塔內實際水位是否正常。

實際運行過程中曾因預洗段液位計失靈,出現過兩種情況:一次是預洗段液位實際水位正常,而液位計數值低于安全水位設定的值,在供水不變的情況下,排水系統會自動關小排水閥門,幾分鐘內,預洗段水槽的水位就達到單錐煤氣導管入口的高度,預洗段的水進入單錐煤氣導管,這些水與精洗段的水同時都被收集在精洗段水槽中,導致精洗段水槽水位高于安全水位設定值,精洗段排水系統的閥門逐步打開,有經驗的操作工根據兩個系統調節閥門開度方向的變化,立即作出正確判斷。當時若處理不及時,不斷上升的水位就會封住環縫的喉口。另一次情況是,預洗段液位原先實際水位正常,而液位計失靈,其數值高于安全水位設定值,在供水不變的情況下,排水系統自動打開排水閥門,幾十秒之內預洗段實際水位快速下降,直至大量煤氣外泄。

因此,單錐環縫洗滌在實際操作過程中,要將液位計數值和調節閥門開度變化方向結合起來進行綜合分析,才能作出正確判斷。

3) 內置脫水器

脫水器是一種安裝在戴維鐘入口引管和塔體外殼之間的,在兩個相距1000mm的金屬格柵間填滿有很好的防粉塵黏附和防腐蝕能力的聚丙烯層疊迷你環的裝置。其功能是利用煤氣從單鐘煤氣導管出來后速度降低、氣流方向發生180o的改變后,煤氣竄過它時,通過層疊迷你環對水的吸附將煤氣中的絕大部分水分脫去。

值得注意,內置脫水器中的層疊迷你環的選定相當重要,選型不當輕者脫水效果差,重者煤氣洗滌大循環的水平衡遭到破壞,不能及時發現和處理,會損壞高爐煤氣系統的設備。

內置脫水器雖然脫去煤氣中絕大部份水,但環縫洗滌出來的凈煤氣中仍夾帶著大量的機械水,需在出口處設置一個高效的脫水器。

4) 爐頂壓力調節定壓差調節


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