摘 要: 从工作条件、主要设计参数的选取计算以及本体结构设计等方面，阐述了高炉喷煤系统中袋式除尘器的选型设计 方法，同时介绍了袋式除尘器的应用情况。

关键词: 袋式除尘器; 选型设计; 应用; 高炉喷煤

中图分类号: TF547 + ． 1 文献标识码: B 文章编号: 1672 － 9994( 2012) 01 － 0017 － 04 

        高炉喷煤技术作为节能减焦的手段，已在大多 数钢铁企业中应用。如今绝大多数新建高炉喷煤 系统都采用全负压运行，一次收粉技术，改变了以 往多级收粉所造成的设备阻力大、能耗大等一系列 的问题。袋式除尘器的正确选择使用，对提高煤粉 收集的能力，降低成本，控制污染起到重要影响。 本文就某钢铁厂 2 × 1260m3 高炉喷煤系统中袋式 除尘器的选型设计主要过程，并结合生产实践，作 一个简单介绍。

1 原始计算条件与系统特性 

       某钢铁厂 2 × 1260 m3 高炉喷煤系统共设立两 套独立的制粉系统，每套制粉系统配置一台袋式除 尘器。处理风量 Q = 95000 m3 /h，含尘气体温度 t ＜ 120℃。

       一般的袋式除尘器入口含尘气体的允许含尘 量为 50 g /Nm3 － 60 g /Nm3，而高炉喷煤制粉系统 磨煤机的出口含粉量为 450 g /Nm3 － 650 g /Nm3， 即要求袋式除尘器能处理高浓度含粉气体的能力。

       一般的袋式除尘器都是间断工作，而制粉系统 要求长年连续运转，对设备的可靠性提出了更高的 要求。考虑到经济、高效冶炼等因素，喷煤系统会 采用混合煤磨制喷吹，由此可造成原煤挥发份提 高，设计时要考虑防火防爆。同时，按照国家标准 要求出口粉尘浓度应小于 50 mg /Nm3。 

2 袋式除尘器主要参数选取与计算

        除尘器的型式有很多种，根据不同的使用场 合，应该选择相应的规格型式。喷煤系统由于其高 浓度、易燃易爆等特性，我们选用防爆型气箱脉冲 式布袋除尘器，其综合了分室反吹和喷吹脉冲清灰 等袋式除尘器的优点。防爆型气箱脉冲式布袋除 尘器是通过分室轮流清灰方式运行，一个室喷吹清 灰时，提升阀关闭，过滤气流被切断，脉冲阀喷出气 流，进入当前室和滤袋内，形成瞬时正压，清落滤袋 上的煤粉，即离线清灰，之后提升阀开启，恢复过 滤，下一室开始同样清灰，这样避免了喷吹清灰时，产生粉尘二次飞扬。

2. 1 过滤风速的选取 

       过滤风速是除尘系统设计和运行的重要参数， 目前为止还没有理论公式计算过滤风速。对于气 箱脉冲式布袋除尘器，设计时可参照表 1 中的数据 来确定，过滤风速 V 选取应小于 1． 0 m /min，一般 选取范围为 0． 6 m /min － 1． 0 m /min。针对煤粉制 备时，浓度高、粒径小的特点，过滤风速应取小一 些，这样可减少清灰次数，达到稳定排放; 如果选取 过高，不仅会发生穿孔现象，而且布袋上粉尘层将 快速增厚，阻力也将增大，清灰次数也将增加，势必 会影响除尘效率。这里过滤风速 V 选取 0． 7 m / min。

2. 2 滤袋选取与过滤面积计算 

       滤袋的材质、性能不仅影响滤袋的使用寿命， 而且也影响到除尘器的工作效率。由于高浓度的 煤粉在运动过程中，相互摩擦，会使粉尘、滤袋产生静电，而静电积累会产生火花，煤粉又属易燃易爆 物质，所以为了有效防止煤粉燃烧爆炸，同时为了 防止由于结露等因素造成的滤袋破损，滤袋的材质 选用防水、防油、防静电涤纶针刺毡，单位质量为 550 g /m2。一般袋式除尘器的滤袋长径比在 10 ～ 35 范围之内。在此考虑到厂房的高度、除尘器的 大小及安装位置，滤袋尺寸选 φ130 × 3150mm。这 样，单条滤袋的面积: 

        Sd = πDL = 3． 14 × 0． 13 × 3． 15 = 1． 286( m2 )

式中: Sd—单条滤袋过滤面积，m2 ;

         D —滤袋直径，m; 

         L —滤袋长度，m。

总过滤面积: 

         S = Q/60V = 95000 /60 × 0． 7 = 2262( m2 ) 

式中: S —总过滤面积，m2 ;

        Q —通过除尘器的气体量，

        m3 /h; V —过滤风速，m /min。

滤袋个数 N = S /Sd = 2262 /1．

         286 = 1759。

       由于滤袋在安装时，考虑到要固定在花板上， 这样滤袋一端需要双层缝制，双层缝制的这部分因 阻力加大，丧失过滤能力，所以滤袋的实际过滤面 积相比较小，在选型时，要注意。

2. 3 袋笼的选型 

       袋笼是与滤袋相配套使用的。根据滤袋的结 构尺寸，袋笼采用圆形结构，袋笼的外径要比滤袋 的内径小，表面应光滑无毛刺，以方便安装，同时袋 笼在正常工作中，由于热膨胀能与滤袋较紧密的接 触，这样在清灰时，可减少滤袋与袋笼的摩擦，减少 不必要的磨损。袋笼采用镀锌技术，耐磨、耐腐蚀， 避免袋笼表面锈蚀与滤袋粘结。

2. 4 除尘器耐压性能 

       由于系统是全负压运行，并使用一次收粉技 术，则会造成袋式除尘器工作负荷和工作负压较 大，所以在选型设计时，要考虑袋式除尘器有足够的耐压性能。具体耐压多少，就要根据高炉喷煤系 统负压运行的动力之源，主排风机的全压来考虑。 一般情况下，袋式除尘器的耐压值应大于主排风机 的全压值，因为要考虑到除尘管道堵塞等非正常工作状态以及煤粉的易燃易爆性。此套系统中主排风机的全压为 14500 Pa，则袋式除尘器的耐压强度应大于14500 Pa。

3 袋式除尘器主要结构设计

       袋式除尘器本体包括上、下箱体、灰斗、支架、 防爆装置、检修装置、爬梯、防雨棚等，在结构设计 时，应注意以下几个方面。

       喷煤系统袋式除尘器一般为露天布置，在设计 时，分别要考虑到自重、保温、附属设备、存煤量、风 载、雪载、检修等载荷。 

       在喷煤系统中，煤粉气流中含有 S、N 等腐蚀 性元素，加上制粉过程中产生的饱和水蒸汽，在遇到布袋清灰时使用的常温甚至低温氮气时，很容易结露，从而会产生腐蚀性物质，所以在设计时，布袋 箱体要留有一定的安全腐蚀量。

       设备的漏风问题对整个喷煤系统正常运行与 否，起到很大的影响。若袋式除尘器的漏风率较 大，则会对系统的安全以及煤粉的质量产生影响， 所以在结构设计上尽量减少焊接位置，在安装时需 焊接的，不得有少焊、漏焊的现象发生，同时做好密 封工作，应将漏风率控制在 3% 以下。

       除尘器灰斗设计时，外形可根据工艺需要来确 定，夹角应尽可能大于 70°，相邻灰斗设置防积尘 板，以防止煤粉积存，并可考虑在灰斗相邻壁处，采 用圆弧形过渡设计。灰斗的存煤量应能满足一定 时间设备正常运行。每只灰斗需设置密封检修门， 应开启灵活，同时在检修门以下部位，可考虑设置 ，以防止滤袋因损坏跌落，而造成下料不畅 或堵塞。 

       除尘器风道设置斜隔板，大颗粒煤粉碰到隔板 时减速，并由于重力作用，直接沉降到灰斗中，起到 预除尘的作用，可减轻滤袋的工作负荷，延长滤袋 使用寿命。 除尘器本体应有足够的泄爆面积，在除尘器两 侧设计泄压防爆门，外层可采用重力式泄爆阀门、 内层采用高密封性铝制泄爆片，泄爆压力由泄爆片 保证。

4 袋式除尘器的应用

4. 1 主要技术参数与特性 

      通过设计计算选型，喷煤系统配置的防爆型气 箱脉冲式布袋除尘器主要技术参数见表 2。

       除尘器共设有 14 个室，每个室装有 128 条滤 袋，每一个提升阀、两个脉冲阀控制一个室，为了减 少含氧量，用氮气代替压缩空气作为脉冲气源。设 备安装时要安全接地，接地电阻应符合标准。 除尘器共有四只灰斗，在每只灰斗上设上、下 两个测温装置，以准确监测除尘器内部的温度变化 情况，控制着火点。系统在除尘器进口处设置氮气 消防装置，在除尘器出口处设有 CO、O2 检测装置， 一旦除尘器内部温度过高，或 CO、O2 量超标，系统 提示报警，可根据程序自动或手动打开氮气消防装 置。粉煤制备时，磨煤机启动前，应对管道及除尘 器预热干燥，若不预热干燥，可能会产生结露现象， 造成滤袋堵塞和除尘器内壁的腐蚀; 磨煤机停止运 行后，除尘器与主排风机应持续运行 15 min － 20 min，将滤袋上的煤粉清理干净。 为了有效防止结露和高温烫伤人员，减少无益 的热损失，除尘器上、下箱体、灰斗采用岩棉保温， 北方或冬天较寒冷地区可考虑蒸汽盘管加岩棉保 温。4. 2 控制方式 袋式除尘器采用 PLC 系统进行控制。为了方 便检修和调试，在除尘器控制程序中，设有手动、自 动两种方式，手动模式可单独控制每个室的提升阀 和脉冲阀，自动模式则程序根据系统压差或定时设 定，自动启动除尘系统。控制程序框图如图 1 所 示。压差/定时: 压差模式是在为了准确测控除尘 器压差、节省氮气用量的情况下使用的，起到了节 能的作用。定时模式是在压力仪表出现问题时，根 据经验时间设定循环时间的一种模式。提升阀和 脉冲阀的动作时间在程序上可根据实际需要进行 修改。自动/手动、压差/定时模式的切换、选择和设 定均可通过液晶显示器监视和人工操作完成。 5 结语 高炉喷煤系统配置的防爆型气箱脉冲式布袋 除尘器在一年来的生产使用中起到了很好的效果， 各项指标均已达到设计要求。 如今高炉喷煤系统一次收粉技术的普遍应用， 人们环保意识的增强，高浓度、高效率的袋式除尘 器也将快速发展。而只有针对不同的情况，选择合 理的设计参数，正确的选用袋式除尘器，才能得到 满意的效果，同时正确的使用和维护除尘系统，不 仅能增长使用寿命，而且能提高除尘效率。随着袋 式除尘器的长期使用以及研究的深入，袋式除尘器 将在生产和环境保护上起到重大的作用。

 参 考 文 献 

［1］ 张殿印，王纯． 除尘器手册［M］. 北京: 化学工业出版 社，2004 

［2］ 门学臣，刘祥，穆海芳． 高浓度煤粉长袋脉冲收尘器 在 1750m3 高炉喷煤系统中的应用［J］. 中国环境管 理干部学院学报，2009 

［3］ 贝娟玉，顾利定，朱燕． LCMM 型防爆脉冲袋式除尘 器在高炉喷煤系统的应用［C］. 全国袋式除尘技术 研讨会论文集，2009 

［4］ 唐敬麟，张禄虎． 除尘装置系统及设备设计选用手册 ［M］. 北京: 化学工业出版社，2003