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1、常州东方特钢有限公司转炉煤气回收系统设计说明书中国二十二冶集团有限公司2012年4月一、 概述转炉冶炼时产生的温度在14501600、含尘量在150mg/m3左右的高温烟气（即转炉煤气），经活动烟罩、固定汽化冷却烟罩冷却到900后进入溢流文氏管（一文），在一文内粗除尘降温后再进入重力脱水器脱水，脱水后的烟气进入喉口文氏管（二文），经二文净化后进入90弯头脱水器、湿旋脱水器进行气水分离，最后脱水净化后的合格煤气经风机、在风机出口管处设置CO、O2成分分析仪，合格煤气（CO浓度大于35%,且O2浓度小于1%）经气动三通阀、气动水封逆止阀、V型CM(22水封阀进入通往煤气柜的管道。不合格煤气则经气动
2、三通阀进入放散烟囱放散。合格煤气通过管道输送往煤气柜，因为经过长距离的管道运输，进柜前管道上设置CO、O2成分分析仪，合格煤气（CO浓度大于35%,且O2浓度小于1%）通过盲板阀，密闭蝶阀进入煤气柜。不合格煤气进入放散管。煤气柜采用橡胶布帘密封型干式煤气柜。图1：煤气回收系统简图- 40 - / 40 ti1转炉 2.活动烟罩3.气化冷却烟道4.一文5.重力脱水器6.二文7.弯头脱水器8.旋湿脱水器9.风机10.三通阀11.旁通阀12.烟囱13.水封逆止阀14.盲板阀15.密闭蝶阀16.盲板阀17.密闭蝶阀18.储气柜19.放散20.密闭蝶阀21.盲板阀22.吹扫放散及人孔23.加压机24.调
3、节蝶阀25.盲板阀26.密闭蝶阀27.盲板阀28.密闭蝶阀29.加压机30.调节蝶阀31.盲板阀32.密闭蝶阀33.盲板阀34.密闭蝶阀35.盲板阀36.密闭蝶阀37.密闭蝶阀38.盲板阀二、 转炉一次除尘及风机房改造1. 功能概述：转炉一次除尘及煤气回收系统主要功能对转炉冶炼产生的高温烟气（主要成分转炉煤气）降温及脱水除尘后进行回收。2. 主要工艺流程：转炉煤气经过一文降温粗除尘后再经重力脱水器后进入二文进行精除尘，再经90弯头脱水器粗脱水，湿旋脱水器精脱水，进入引风机升压，在煤气回收状态送至煤气柜，在煤气放散状态将煤气经烟囱排放至大气。3. 主要设备构成：转炉一次除尘及煤气回收系统设备主要
4、包括：一级文氏管、重力脱水器、二级文氏管、90弯头脱水器、湿旋脱水器、煤气引风机（一次除尘风机）、三通阀、旁通阀、水封逆止阀、眼镜阀、密闭蝶阀。3.1. 一级文氏管：3.1.1. 主要技术参数：进口气温：1450C ；进口风量：31000m3/h ；用水量：80T/h ；出口气温：72C ；出口风量：31000m3/h ；3.1.2. 设备主要结构特点：一级文氏管设备上接除尘烟道，下接重力脱水器，主要包括水冷夹套、收缩段、定径喉口及扩散段四部分组成，其主要作用为对转炉烟气进行降温及粗除尘。水冷夹套工况环境为烟气高温区，采用工业净环水（双进双出）进行冷却，下部带有水封插板，一文收缩段包括溢流水盆
5、、可调水平溢流堰、专用喷嘴、供水软管等，结构设计采用球面支架构成可调水平溢流堰，确保一文内溢流口的水平度，以防止由于安装及结构变形造成断流而导致收缩段备烧坏。一文采用水封密封，防止烟气外溢，防爆泄压，调节汽化冷却烟道热胀冷缩产生的额位移。3.2. 二级文氏管：3.2.1. 主要技术参数：进口气温： 72C ；进口风量：31000m3/h ；用水量：70 t/h ；出口气温：65C ；出口风量：31000m3/h 。3.2.2. 设备主要结构特点：二文可调喉口设备作为现代转炉炼钢烟气净化和煤气回收的主要设备，其性能好坏、工作的可靠性直接影响炼钢系统的促成效果和煤气回收的质量。其通过调节二文可调喉
6、口椭圆柱翻版的开口角度，改变烟道种饱和烟气流经喉口的流速，并且烟气通过喷出的水幕从而达到满意的除尘效果。二文设备主要包括二文可调喉口本体、可调式连杆机构、液压执行机构、氮气捅针控制柜、压力检测及反吹扫控制柜、主控柜及液压执行机构底座等组成。3.3. 重力脱水器：重力脱水器为粗脱水设备。其脱水原理是：水和气进入脱水器后，因速度降低并改变流动方向，气流中水滴由于自重较大，借助惯性力仍做直线加速沉降，但一定直径的水滴沉降速度大于气内上升气速时，便产生了水气分离。3.4. 90弯头脱水器：90弯头脱水器主要是利用含尘气流进入脱水器后受惯性力和离心力的作用把气流中的水滴甩到脱水器的叶片上，然后顺小孔层层
7、流到接水板上，通过排水槽接走。3.5. 转炉一次除尘风机：D1000-113.5.1. 风机功能概述：转炉通风除尘用风机选用。由除尘风机本体和高压异步防爆变频电机组成，用于 30吨转炉通风除尘系统，烟气经过冷却、净化后，由一次除尘风机将其排放至烟囱或输送到煤气回收系统。本机组共4套，三用一备。3.5.2. 风机设备主要性能参数：（1）转炉通风除尘用风机操作条件介质：转炉煤气；进气温度：tj60；含尘浓度： 50mgNm3；进口烟气比重：0.85kgm3。介质成分（干煤气成分）：除尘风机介质成分COCO2N2O2所占比例（）35-6015-2010-202（2）除尘风机主要技术参数风机型号：D1
8、000-11；风机旋向：顺时针(从电机端视)；风机进、排气方向：为左；进气流量：Qj1000m3min；进口压力：Pj2.2kPa；出口压力： Pc3kPa；升压：P=0.8kPa。（3）YBPT630-2高压电机：转速：500-2900rmin，功率;800kW，电压：6kV，频率：15-50Hz；防爆等级：dIIBT。3.6. 气动三通煤气切换阀STD647X-0.5：气动三通煤气切换阀作为转炉烟气净化与煤气回收系统中控制转炉煤气回收与放散的关键设备，其采用欺压传动，装有阀位信号输出元件，远程集中控制，另外，三通阀与旁通阀、水封逆止阀共用一套控制柜，实现系统联锁自动运行。其主要设备结构特点
9、如下：三通阀主要由本体部分、执行机构、机械联锁装置及冲洗装置四部分组成。本体有三通体和结构和性能完全相同的两只蝶阀造成，蝶阀主要有阀体、蝶板、阀轴、密封圈等组成。其机械联锁动力气缸和连杆机构保证两只蝶阀运动切换准确同步动作，即一只蝶阀全开时，另一只恰好全关。3.7. 气动旁通煤气切断阀STD647X-0.5：气动旁通煤气切断阀在转炉烟气净化与煤气回收系统中作为事故状态下的旁通用，远距离集中控制。旁通阀采用不锈钢阀座与橡胶密封圈配对，防止泄漏。阀门采用双偏心结构，密封可靠。3.8. 水封逆止阀SFNZF-0.1C：水封逆止阀用于转炉烟气净化与煤气回收系统中，作为与通切换阀联锁的关键设备，安装与三
10、通阀之后煤气柜之前，以防止三通阀关闭不严时煤气经三通阀倒流入风机。水封逆止阀主要由阀体、回转盖、阀轴、气动装置及补水装置；溢流装置、水位控制装置及加热与保温装置组成。阀体采用全封闭外壳，以防止泄漏。在全开位置时，介质通过阀门的流阻接近为零，在阀门处于关阀位置时，靠水封实现煤气的自动逆止和可靠隔断。水封逆止阀具有自动补水功能，使水位始终保持在高、低水位之间，并具有高、低、极限低水位状态显示及报警装置。三、 橡胶密封布帘干式布帘煤气柜橡胶布帘密封型干式煤气柜柜体为圆柱形，由侧板、柜底和柜顶组成。这种形式的煤气柜是不使用液体的全干式煤气柜，在侧板和活塞之间的密封处采用合成橡胶的薄膜密封。煤气被储存于
11、由气柜的底板和侧板的下部，密封橡胶布帘和活塞所构成的空间中，活塞随着煤气量的增减而升降。1. 3万立干式转炉煤气柜主要技术参数气柜形式橡胶布帘密封型公称容积30000M3储存煤气压力第一段2.3kpa 第二段3.0kpa储存煤气温度最高72，最低-10活塞最大升降速度34m/min橡胶密封膜段数2段橡胶密封膜面积1780m2侧板内径38.2m侧板高度33.2m立柱根数20活塞调平组数5组2. 30,000m3干式转炉煤气柜结构简介30,000 m3转炉煤气柜由立柱、侧板、柜顶、底板、活塞、T型挡板、密封橡胶皮膜和活塞调平装置等组成。2.1. 煤气柜的结构简介威金斯干式煤气柜的外壳是由侧板、立柱
12、、柜顶及底板构成的圆周柱形几何体，其内部有一个可移动的活塞。侧板与活塞之间采用柔性橡胶膜连接。中间设一T型挡板的中间段。T型挡板外侧由橡胶膜连接柜体侧板和T型挡。T型挡板内侧，由橡胶膜使T型挡板与活塞相连，从而使煤气柜形成一个二段式的密封结构。气柜立柱承受外部荷重和自重，柱脚用螺栓与基础连接，底部为圆拱形，紧贴基础面，活塞与底板构成相同的拱型。此形状适合于承受内部气压，同时也减少了煤气死区。柜顶也为拱型结构。侧面板是外壳的组成部分，除每块侧板有加强筋外，整个柜体还设有抗风作用的检修回廊及桁架。2.2. 煤气柜的工作原理气柜未贮气时，活塞座落在底板上，T型挡板座落在挡板台架上，当气柜进气达一定压
13、力时，活塞开始上开，内侧橡胶膜向上拆皱这时T型挡板与外侧橡胶膜不动，随着气体不断进入，活塞上升到顶部至T型挡板上部杵架顶板时，内侧橡胶膜被向上拉直，活塞与T型挡板同时上升。这时外侧橡胶膜开始向上折皱最后活塞与T型挡板上开到最高位，外侧橡胶膜也被向上拉直，气柜便达到了最大贮气量。当气柜向外送气时其过程与上述过程相反。2.2.1. 活塞部件：气柜活塞通过在柜内上下移动来调节柜内的贮气量，柜内的贮气压力是由活塞自重及混凝土配重来调节的，活塞设有多个支架及人孔，用于柜底的检修与清扫，借助支架吊上装置有人工安装好的支架，使活塞下部形成检修空间。2.2.2. 密封机构：密封机构是煤气柜的核心，是防煤气外汇
14、的装置。密封橡胶膜，主要由三层橡胶内夹一层尼龙布组成，与空气接触的一面是氧丁橡胶，与煤气接触的一面是腈基丁二稀。二段式橡胶膜随着活塞及挡板的升降作卷上卷下运动，橡胶膜的拆皱分别由活塞环状支架及T型挡板的波纹来容纳。另外因橡胶膜环绕在活塞及挡板的周围，通过压力均衡可以自动调芯，以防止活塞，挡板发生径向偏移。当柜内气体排空时，橡胶膜会自动堵住排气孔，以防抽成真空。2.2.3. 活塞调平装置：由活塞径向对准两点引出钢丝绳，经滑轮连至同一配重块上。当两点发生倾斜时，与高点连接的钢丝绳松驰，与低点连接的钢丝绳就拉紧，通过配重块的重力把低点向上拉，使活塞自动保持水平。这种装置延柜体周壁上共设六套，以保证活
15、塞在各个方向上的水平度。2.2.4. 煤气自动放散装置：主要作用是保护气柜，防止活塞冲顶，可对煤气柜吹扫和置换。装置具有自动和手动放散两种功能。2.2.5. 柜容指示器：可靠了解气柜内部的贮气量及活塞位置，具有现场就地和远传指示功能。2.2.6. 柜底排水装置：可通过密封排水设施将柜内冷凝水排出。2.2.7. 活塞水平测量装置：观测了解活塞的水平度。2.2.8. 人孔：为满足操作与检修方便，在活塞板、侧板、柜顶板上设置若干个人孔。另外在气柜侧板上设有三个进出气柜的门。2.2.9. 其它设施：活塞上部空间的侧板上设置多个通风孔，可对气柜活塞上部空间自然换气，此外在柜顶和回廊上设置若干个防爆灯供巡视检修照明之用。柜体设置可靠的静电防雷接地装置，柜顶还设有CO检测器的接管。2.3. 转炉煤气柜安全措施煤气柜设有高、低位声光报警及联动保护；煤气柜设有高、低压声光报警及联动保护；煤气柜设有活塞运行速度的报警及联动保护；煤气柜设有煤气紧急放散管活塞上部设有CO含量分析和报警；设两路电源，同时考虑了检修和事故照明。四、 转炉煤气加压站和操作控制值班室
