新型螺旋筒式旋风除尘器的原理与应用
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作者: 杨道坤 唐忠库
摘 要：新型螺旋筒式旋风除尘器，是针对高炉荒煤气除尘系统冶炼工艺的实际情况，吸收国内、外先进的技术和经验，研制开发的大型除尘设备。文章对它的工作原理、构成等做一浅述，重点探讨了它的应用。
关键词： 高炉；荒煤气；初级除尘；耐磨料
中图分类号：TH12 文献标识码：A
1 工作原理
新型螺旋筒式旋风除尘器的工作原理是：运用离心力的作用从气流中把粉尘颗粒分离出来，荒煤气（烟气）气流由导入口进到积压分配室内，气流得到积压缓冲、减速后，分配给各旋流筒，在旋流筒内气流加速，并与旋流室内壁形成一定的角度，进入旋流室内旋转。在离心力的作用下，荒煤气中的粉灰从气体中分离。被分离出来的粉尘落到集灰室内，经卸灰装置和无尘装车机装到车皮中运出。除尘后的煤气由导出口排出。
2 主要构成
新型螺旋筒式旋风除尘器主要由：积压分配室、螺旋筒、旋流室、集灰室、耐磨喷涂料、卸灰阀、热电偶、料位计、卸灰装置等组成。
3 主要技术参数
（1）处理风量：80000~1000000m3/h（450m3-5500m3高炉）；
（2）工况压力：0.08-0.3MPa；
（3）工况流速:15-22m/s；
（4）除尘效率：75-85%；
（5）除尘器阻力：1000-2000Pa；
4 耐磨喷涂料
4.1喷涂料简介
由于旋风除尘器内、外旋流的作用，对除尘器的壳体产生了冲刷，使除尘器壳体磨损严重。针对这一现象，对除尘器的磨损部位喷涂相应的涂料。MBS-60和MBS2-60耐磨、保温、耐酸不定型喷涂料，是针对高炉除尘工艺系统中的旋风除尘器研制开发的。它的理化指标非常适用于高炉荒煤气的除尘，成本适宜，实用效果好。高炉荒煤气中的灰尘（俗称"瓦斯灰"）含有弱酸性。因此，要求耐磨喷涂料要有一定的抗弱酸性。根据实际考察，通常的耐磨材料都是高铝子产品，因为这些产品未经高温定型，抗酸性很差。在实际应用中不是被磨掉了，而是基料被酸浸蚀而脱落了。除尘设备是用钢结构制成，如要保证钢结构的强度，刚度等指标，使用温度不宜过高。炼铁设备中的TRT发电机在荒煤气温度差过大的情况下，易产生结露现象，对炼铁生产是很有害的。因此喷涂料必须有一定的保温性能。通常的高耐磨性喷涂料密度都在3g/cm3左右，保温性能是很差的。我们生产的耐磨喷涂料密度在2g/cm3左右，保温性能较好。喷涂料理化指标中的耐磨性能（耐磨系数）是很重要的指标，它关系到设备的使用寿命。我们研制的耐磨喷涂料耐磨损失≤3cm3，并对MBS-60喷涂料采用了专用铆固件。这样的设计可便于施工，抗热胀冷缩产生的内应力、裂纹等现象。它还可以补偿喷涂料的形变。这种设计虽复杂，但对于旋风除尘耐磨喷涂料的使用是很有好处的，也可以提高使用寿命。
4.2喷涂料理化指标
5 新型螺旋筒式旋风除尘器的优点
1) 结构简单；
2) 最大煤气流速较低，对设备磨损相对较小；
3) 除尘器直段高度较大，煤气流在除尘器内停留的时间较长，有利于提高除尘效率；
4) 旋流通道较长，有利于气流的提速及粉尘的分离；
5) 旋流通道角度较小，使气流切向速度较大，增加气流在除尘器内的离心作用，有利于提高除尘效率；
6) 入口煤气冲击锥体，相对阻损较小；
7) 除尘效率较高；
8）与重力除尘器比较，减小了一半的占地空间。
6 应用
6.1鞍钢炼铁总厂4#高炉
鞍钢炼铁总厂针对以往高炉荒煤气处理采用重力除尘器效率低的问题，4#高炉这次大修选用了新型螺旋筒式旋风除尘器。4#高炉于2006年12月2日投产，该除尘器同时投产。该除尘器达到了设计要求，具有结构简单，运行可靠，除尘效率高的特点，除尘效率达到 80-85%，而重力除尘器的除尘效率为45-50%。该除尘器的使用，使高炉荒煤气的处理工艺更加合理，尤其是对采用干法处理荒煤气的工艺效果更好。
6.2 宁波钢铁有限公司炼铁厂2#高炉
该公司2#高炉安装了新型螺旋筒式旋风除尘器，于2008年5月份投产，设备运行正常，没有明显的磨损，达到80%以上，减轻了布袋除尘器的负担，延长了布袋除尘器的寿命，该除尘器使用到2008年11月20日没有发现布袋损坏。同时该设备维修量小，运行6个月只是开人孔检查磨损，没有进行过检修。同该公司1#高炉蒸喷塔比较，配套的辅助设备少，减少了加药、循环水等运行费用。设备运行达到了设计要求。
6.3 山东泰山钢铁集团有限公司炼铁厂4#高炉
该公司4#高炉原设计为重力除尘设备，由于多年使用，除尘效率已小于40%，对于干法除尘影响很大，特别是布袋更换频繁。自从2008年1月22日把重力除尘器改为新型螺旋筒式旋风除尘器以来，一年期间除尘器除尘效率在80%-85%，对于干法处理荒煤气的工艺使用效果良好。
6.4 山东钢铁集团济南钢铁股份有限公司4#高炉
该公司4#高炉炉容3200m3，于2010年8月3日投产，设备运行良好，除尘效率达到
80%-85%，大大减轻了布袋除尘器的负担和检修维护量。
结束语
经生产实践可知，这种设备完全可作为重力除尘器的替代产品。随着该除尘器工艺设备及耐磨材料的不断完善和发展，必将为我国冶金行业的技术进步做出新的贡献。
参考文献
[1]顾中铸，魏启东，蔡崧.无电晕式高温高压静电除尘器的数值模拟[J].《动力工程学报，2004(03).
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