高炉煤气干法设计规范标准.docx
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高炉煤气干法设计规范标准
.\
高炉煤气干法
设
计
规
范
.\
前言
本规范是依据建设部《2007年工程建设标准规范制定、订正计划（第二批）》建标[2007]126
号文的要求，在主编部门中国冶金建设协会的领导和组织下，由主编单位北京首钢设计院会同各参编单位，并在在有关设计研究单位、钢铁冶金公司、大专院校等单位的辅助下编制而成。
本规范是高炉煤气干法布袋除尘设计所应恪守的详细技术规
定。
规范在编制过程中，全面检索、采集了国内外的有关资料；组织了调研，展开了必需的专题研究和技术商讨；借鉴了有关标准规范；宽泛征采了有关生产、设计单位和大专院校的建议，对主要问题和疑难问题进行了频频的商讨和改正；最后经审察定稿。
规范编制过程支持单位有：
规范共分8章，主要内容有：
总则，术语，工艺流程与设备，本体设备，滤料选型和滤袋规格，卸、输灰工艺，电气、自动化控制与检测，安全与环保等。
高炉煤气干法布袋除尘是一种现代的煤气净化方法，拥有煤气净化质量好、节能、节水、环保、减少占地等长处，有明显的经济效益和社会效益。
.\
固然外国也有使用，可是一直与湿法除尘并用，不是真实意
义的干法除尘。
此项技术始于我国，并有完好自主的知识产权，是一项很有推
广价值的煤气净化新技术。
此后有可能发展成为一项主流技术。
本规范中以黑体字标记的条则为强迫性条则，一定严格履行。
本规范由建设部负责管理和对强迫性条则的解说。
由北京首
钢设计院负责详细内容的解说。
.\
目次
1总则
2术语
3工艺流程与设备
一般规定
工艺流程
4本体设备
一般规定
设计与制造
5袋料型与滤袋规格
6卸、输灰工艺
一般规定
卸、输灰工艺
7电气、自动化控制与检测
电气
7.2自动化控制与检测
.\
高炉煤气干法设计规范
1总则
为在高炉煤气干法布袋除尘设计中贯彻履行国家法律法
规和有关技术经济政策，做到设计先进、经济合理、安全合用，
特拟订本规范。
本规范合用于低压脉冲布袋除尘和反吹风大布袋除尘两
种高炉煤气布袋除尘。
本标准合用于高炉煤气干法布袋除尘的新建、扩建和改造
设计。
高炉煤气干法布袋除尘设计除应切合本规范外，尚应切合
国家现行有关标准的规定。
2术语
气体的标准状态温度为0℃，
大气压力为101.325kPa时的气体状态。
工况气体流量
在实质工作温度、湿度、压力下进入除尘器的气体流量。
工况系数
工况体积与标况体积的比值称为工况系数。
32
过滤负荷；气布比单位是m/mh。
单位时间内单位有效过滤面积上经过的含尘气体量
.\
过滤风速
含尘气体流过滤布有效面积的表观速度，单位是m/min。
荒煤气
未经净化的煤气，又称粗煤气。
净煤气
经过净化后、含尘量达到国家标准的洁净煤气。
干法除尘
不用水的烟气、煤气净化除尘工艺，和其相对应的是湿法除
尘。
干法除尘工艺有布袋除尘，电除尘，重力除尘，旋风除
尘，颗粒层除尘等工艺。
流程只有干法而无湿法除尘备用，
称为干法除尘。
干法布袋除尘
布袋除尘过滤净化烟气、煤气的除尘工艺。
脉冲布袋除尘器
采纳气体发射方法消除滤袋积灰的一种布袋除尘器。
反吹风布袋除尘
采纳反吹风机逆向反吹方式消除滤袋表面积灰的布袋除尘器。
间隔装置
凡在系统无异样状况下，处于封闭、封止状态，其蒙受介质
压力在设计同意范围内，拥有煤气不泄露到被间隔地区功能的
装置。
.\
炉顶余压透平
利用高炉炉顶煤气余压发电的设备。
3工艺流程与设备
3.1一般规定
展开高炉煤气干法除尘设计应有充足的设计依照和完好
的设计基础资料。
干法除尘设备应部署在高炉邻近、粗煤气系统以后，和余
压发电设备密切联络。
压力与流量
布袋除尘器系统的设计压力为炉顶放散阀设计开启压力（炉
顶最高工作压力），设计流量按最大煤气发生量考虑。
与炉容大
致对应关系见表3—1。
表3—1炉容、炉顶压力与煤气流量对应关系
高炉容积m3
<1000
1000~3000
>3000
炉顶压力MPa
3
<200000
200000~600000
>500000
煤气发生量m/h
3.1.4温度
布袋除尘的进口煤气温度应高于露点50℃左右，低于滤料
规定的长久使用温度。
净煤气含尘量
3
干法除尘净煤气含尘量应小于5mg/m。
.\
过滤风速
滤速（工况）按选用。
合成纤维滤料（以芳
纶Nomex为代表）可选择较高值；玻璃纤维复合滤料（以氟美斯为代表）宜选择较低值，均已包含了余量。
除尘器压差
布袋除尘器设计压差应不大于3kPa。
布袋除尘种类
煤气布袋除尘分脉冲式布袋除尘和反吹风式大布袋除尘。
反吹装置
1脉冲布袋：
由脉冲阀、分气包、喷吹管等构成。
尺寸与精度应切合行业规定。
2反吹风大布袋：
由反吹风机和反吹管路以及过滤蝶阀、反吹蝶阀构成。
脉冲喷吹参数与喷吹介质
1脉冲喷吹气体压力应高于煤气压力0.15~0.25MPa。
2喷吹介质为氮气、净煤气、净烟气等气体，禁止使用压缩空气。
反吹风机参数与设置
1反吹风机介质为高炉净煤气，升压10~15kPa，风量按单
箱体过滤煤肚量的倍选用。
2应设两台风机，一用一备。
.\
反吹制度
1除尘器有定压差反吹或准时反吹两种方式。
2脉冲除尘可在线反吹或离线反吹；反吹风大布袋除尘为离线反吹。
采纳原则
新建高炉优先采纳干法除尘。
改、扩建高炉采纳干法除尘后，原湿法除尘不该长久备用。
工艺流程
系统构成
1
干法除尘由布袋除尘器、卸、输灰装置（包含大灰仓）
、
荒净煤气管路、阀门及检修设备、综合管路、自动化检测
与控制系统及辅助部分构成。
2炉顶温度长久偏高的高炉宜在布袋除尘以前增设降温装置，有热管换热器和管式换热器两类，应优先采纳热管式
换热器。
控制室设置
干法除尘控制室宜与高炉主控室或余压发电（TRT）控制室合
建在一同，也能够独自设置。
箱体个数与摆列方式
除尘器由多个筒形箱体部署而成。
箱体直径、个数、摆列方
式由设计决定，应流程顺畅、力争紧凑。
箱体数目应以5~20
.\
筒为宜，部署方式以1~2排为宜，也可采纳其余部署形式。
过滤面积
1依据煤肚量（含煤气湿分，以下同）和所确立的滤速计算过滤面积
计算公式：
Q
F
60V
此中
F——有效过滤面积m2
Q
——煤气流量
3
m/h（工况状
态）
V——工况滤速m/min
2工况流量。
在必定温度和压力下的实质煤气流量称为工况流量。
以标准状态流量乘以工况系数即为工况流量。
3工况系数
工况体积（或流量）和标况体积（或流量）之比称为工况系数，用η表示。
计算公式：
QT0tP
Q0T0PP0
此中η——工况系数
3
Q0——标准状态煤气流量m/h
.\
Q——工况状态煤气流量m3/h
T0——标准状态0℃时的绝对温度273K
t——布袋除尘的煤气温度℃
P——煤气压力（表压）MPa
P0——标准状态一个工程大气压，为0.1MPa
当t值按煤气均匀温度165℃计算时上述公式简化为：
η=1.6P
此时工况系数η与压力关系见表3—2。
温度取值不一样，
数值略有变化。
表3—2工况系数η与压力关系
炉顶压力
工况系数η
3.2.5管道
1荒、净煤气管应按高温及压力管道设计。
2荒煤气总管应该按等流速原理设计,按工况流速15~20m/s
计算管径。
3管路应合理设置涟漪膨胀器。
4净煤气管最低点应设排水装置。
煤气温度控制
1煤气温度控制主要由炉顶喷水设备达成，最大能力应将事
故高温降至300~350℃以下。
.\
2炉顶喷水有两种方式：
一种是多阀门切换的水量分级调理
方式，一种是计算机控制回流阀开度的无级喷水方式。
有
条件时应优先选择无级喷水方式。
4本体设备
4.1一般规定
箱体设计应试虑工作介质为高炉煤气及其压力、温度、
灰载荷及特别载荷。
箱体设计温度按300℃考虑；设计压力不小于高炉炉顶的
最大工作压力。
设计温度与设计压力一同作为设计载荷条件。
特别载荷按爆炸压力0.4MPa及负压0.01MPa取值。
按压力容器标准履行
1高炉炉顶最大压力≧0.1MPa时，
箱体按钢制压力容器标准履行
2除尘器箱体为低压分别容器，喷吹气包为储藏容器。
3有关设计、制造（组焊）、查验及查收、运输、安装、使用均应依照钢制压力容器标准履行。
4.2设计与制造
箱体与喷吹气包直径
1箱体直径（内径）应按公称直径系列尺寸选用，见下表4
—1。
表4—1公称直径系列尺寸mm
.\
2600
2700
2800
2900
3000
3100
3200
3300
3400
3500
3600
3700
3800
3900
4000
4100
4200
4300
4400
4500
4600
4700
4800
4900
5000
5100
5200
5300
5400
5500
5600
5700
5800
5900
6000
—
—
—
—
—
注：
本标准其实不限制6000mm以上的圆筒使用。
2喷吹气包直径能够采纳之外直径（无缝钢管为壳体）为基
准的标准。
直径大小应按工艺容积计算选用。
箱体介绍厚度
箱体壁厚按钢制压力容器GB150—1998计算。
介绍厚度见表
4—2，此中包含腐化裕量2mm。
下表属于常用厚度参照数据。
表4—2箱体最小厚度
箱体直径mm
2600~3100
3200~3900
4000~4900
5000-5900
6000
最小厚度mm
8
10
12
14
16
注：
本标准不限直径6000mm以上的箱体使用
焊接接头系数
焊接接头系数Φ应依据受压元件的焊接接头形式及无损检
验的长度比率确立。
1双面焊接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头：
100%无损查验Ф
局部无损查验Φ
.\
2单面焊接接头（沿焊缝根部全长有贴紧基本金属的垫板）：
100%无损查验Ф
局部无损查验Φ
箱体与钢管材质
1钢板
材质挨次采纳Q235—B、Q235—C、20R、16MnR。
2钢管
钢管材质宜采纳10、20、20G或16Mn。
箱体系造与查验要求
1箱体系造分两种状况：
一种是在工厂制造，成品运到现场，
整体吊装；另一种因为直径过大，整体运输有困难，能够分
段或分片制造而后现场组装。
不论哪一种方式均应切合钢制压
力容器GB150—1998的有关要求。
2冷成型封头应进行热办理。
当制造单位保证冷成型后的资料切合设计和使用要求时，不受此限。
3箱体进行液压试验应需采纳图样规定的方法，对A类和B
类每条焊接接头进行百分之二十的射线（III级为合格）或
超声检测（II级为合格），应切合“承压设备无损检测
JB/T4730—2005”标准规定。
4箱体进行气压试验时，应需采纳图样规定的方法，对
A类
和B类每条焊接接头进行百分之百的射线
（II
级为合格）或
.\
超声检测（I级为合格），应切合JB/T4730标准规定。
5容器制成后一定进行耐压试验，一般采纳液压试验。
关于
现场组装的箱体，没法做液压试验时，除了做焊缝检查外，
还要做气压试验。
试验压力按以下规定进行。
对内压容器规定，见表4—3。
表4—3试验压力公式
液压试验压力PτMPa气压试验压力PτMPa
式中：
P
—容器的设计压力
MPa；
Pτ
—
耐压试验压力
MPa；
[
σ]
—
试验温度下资料的许用应力
MPa；
[
σ]
τ
—设计温度下资料的许用应力
MPa；
6箱体还应做气密性试验。
气密性试验压力：
Pτ=1.0P
式中Pτ—试验压力MPa；
P—设计压力MPa。
气密性试验保压30分钟不泄露即为合格。
.\
5滤料选型与滤袋规格
滤袋材质
滤料应耐温200℃以上，应拥有强度高、韧性好、耐腐化和
稳固的使用性能等。
常用的品种有：
1合成纤维滤料：
如芳纶、P84、聚四氟乙烯等纤维制成。
2玻璃纤维与合成纤维的复合滤料：
如氟美斯、玻纤与P84
复合滤料等产品。
3以上两类的表面涂层办理及覆膜滤料。
滤袋规格
1脉冲除尘滤袋宜采纳直径为Ф120mm、Ф130mm、Ф150mm、
Ф160mm等尺寸规格，长度6~8m。
袋笼尺寸应与滤袋相般配。
袋笼可按2~3段设计。
2反吹风大布袋除尘滤袋规格：
直径Ф250mm、Ф300mm等，
长度为8m、10m、12m。
滤袋沿长度方向缝制必定数目
的钢丝防缩环。
6卸、输灰工艺
6.1一般规定
除尘灰特征
1不一样高炉煤气除尘灰容重、颜色、成分、粒度等有很大差异，堆比重0.2~1.2t/m3,含铁量10~40%，大高炉取上限，中、小高炉取下限。
.\
2少量布袋灰有自燃性，接触空气易自燃。
灰量
适合提高粗除尘系统除尘效率，减少布袋除尘的进灰量。
卸、输灰工艺
卸灰系统
1卸灰系统由卸灰阀门、管路及涟漪膨胀器构成。
采纳机械输灰
时卸灰系统应设中间仓，上下均设有阀门。
2除尘器箱体、中间仓及大灰仓灰斗设蒸汽或电伴热并保温
3应设仓壁振动器、氮气流化妆置等辅助卸灰装置。
灰斗壁斜度
（与水平线夹角）不该小于60度。
4卸灰系统设计须考虑煤气密封。
5箱体、大灰仓与中间灰仓锥形灰斗下部应设手孔。
6中间灰仓应设均压放散管。
输灰系统
除尘灰可采纳气力输灰或机械输灰。
1气力输灰
1）大型高炉应优先采纳全密闭的气力输灰方案，将各个箱体
除尘灰经过管道输送至大灰仓。
气力输灰分稀相输送和浓相输送，应优先发展浓相输送技术。
2）输灰气体压力应与箱体压力邻近。
.\
3）气力输灰管应设耐磨内衬，管道应尽量减少弯头。
转弯半径应该大于10倍管径。
4）输灰尾气一定净化办理。
采纳煤气输灰时净煤气应引入低压
煤气管网回收；氮气输送时尾气放散。
尾气采纳布袋除尘净化
时，过滤风速不大于。
放散尾气含尘量应切合排放有
关规定。
2机械输灰
1）可采纳埋刮板运输机、螺旋运输机、皮带机或其余输送机械
将各个箱体除尘灰输送至大灰仓；也能够运至加湿机加水湿润
后装车外运。
2）能力选择：
埋刮板运输机宜不小于输送物料量的200%；螺旋
运输机宜不小于输送物料量的200%~300%。
3）输灰机械应增强密封。
4）卸灰阀门、管道及输送设备应伴热保温。
5）除尘灰接触空气有自燃现象时，不得采纳斗式提高机。
除尘灰外运
1罐车运输：
分气力吸排式罐车或自流式罐车。
2采纳罐车运输时，卸料点应有密闭式受料仓和输灰气源。
3敞车运输：
应设加湿机使除尘灰加湿后运输，禁止未加湿的干灰直接装车或落地。
.\
储灰量
布袋箱体和集中大灰仓均应有1.5~2天的储灰量。
7电气、自动化控制与检测
7.1电气
干法除尘系统供电应切合国家“供配电系统设计规范”
GB50052所规定的的有关要求，应与高炉供电相一致。
计算机系
统和在线煤气浓度检测装置应配置UPS电源。
主工艺设备的控制应有系统集中控制和单机机旁操作，
部分设备宜采纳远程单机控制。
大布袋反吹风机宜采纳沟通变频调速装置。
干法除尘属煤气区，危险地区宜划为2区。
电力设计应切合“爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范”。
建筑物、修建物、设备和管路应布防雷电举措,应切合“建
筑防雷设计规范”。
干法除尘的电气自动化妆置、设备、管道的接地应切合国
家标准“沟通电气装置的接地”和“爆炸和火灾危险环境电力
装置设计规范”的要求。
干法除尘设备各层平台应设正常照明；控制室和配电室除
设正常照明外，应设应急照明。
各主要操作平台宜设24V检修
照明电源。
.\
7.2自动化控制与检测
干法除尘应拥有较高自动控制水平。
生产采纳三电一体的
计算机控制系统。
全部的过程检测参数和设备运行状态均应纳
入计算机控制系统。
应在控制室对整个干法除尘工艺进行操作、监督、控制、
报警和管理。
并与高炉主控室、余压发电控制室等以数据通讯
方式传达信息。
干法除尘应设有完美的检测项目，进机显示、记录，并
可显示曲线和历史记录。
部分检测项目应具备声光报警功能。
检测内容以下：
1温度检测：
重力（旋风）除尘出口、换热器出口、荒净煤
气主管、箱体与大灰仓灰斗、换热器软水进口、换热器冷
却水进口与汽包等温度检测，并显示高炉炉顶4点温度。
2压力检测：
荒、净煤气总管、大灰仓后煤气连通管、脉冲氮气管减压阀前后氮气压力、反吹风机出口煤气压力等。
就地压力表设置的有：
氮气包及减压阀后、箱体分气包、各盲板阀前后等。
3压差检测：
荒净煤气总管、各布袋箱体出进口（荒净煤气支管）、大灰仓出进口、反吹风机出进口等压差检测。
4流量检测：
净煤气总管、反吹风机出口管、盲板阀与前置换热器供水管、氮气管、蒸汽管等流量和积累流检丈量。
.\
同时显示炉顶喷水流量检测数据（检测点在炉顶系统）。
5灰位检测：
各箱体与大灰仓高、低灰位检测及大灰仓低灰
位现场报警。
6含尘量检测：
荒净煤气总管、各箱体煤气出口支管、大灰仓出口管含尘检测与超标报警。
同时采纳净煤气放散方法检查各箱体及总管煤气含尘量状况。
7煤气检测：
对现场环境进行煤气浓度检测及报警。
自动化控制内容以下：
1反吹：
脉冲除尘可实行准时或定压差脉冲反吹，并控制出进口蝶阀以实现离线反吹或在线反吹；反吹风大布袋除
尘自动控制过滤阀、反吹阀启闭实行箱体反吹，停止反吹时自动开启反吹管路回流阀使加压煤气回流。
反吹风机进口设低压报警和连锁装置。
2温度超标报警与调理：
煤气温度过高或过低时应自动声光报警。
设有前置换热器时，当温度超出规定应自动开启降温旁路进行降温，温度正常后自动切除降温系统，恢复惯例作业。
3卸灰系统：
对阀门、振动器、输灰机等进行程序控制。
4监督器设有工艺流程画面、箱体工作显示和各阀开关状态显示。
.\
控制室设有行政电话与直通电话。
值班人员应装备便携式
无线对讲机。
对重要的工艺过程环节宜设置工业电视系统进行监控。
8安全与环保
置换
应付干法除尘箱体与管路设氮气吹扫及空气置换氮气管
路。
压缩空气置换管路与煤气系统连策应采纳软管活接形式。
煤气检测
干法除尘各主要操作平台、控制室、配电室一定设拥有报警
功能的固定式在线煤气浓度检测仪，检测数据应在控
制室显示。
值班人员装备便携式煤气浓度计和氧气浓
度表。
低压报警
干法除尘煤气系统应设低压报警信号。
煤气管冷凝水不该任意排放，应一致采集，集中办理。
除尘灰在回收利用时应防备环境污染。
预防煤气泄露
大布袋反吹风机轴封处应设有特意的密封装置以减少煤气泄
漏。
风机一定在室外安装。
干法除尘部署应留有消防通道和消防水源。
.\
平台与通道
全部操作与检修处如人孔、阀门、仪表等常常有人操作的
部位应设置固定平台与通道，宜采纳钢格板，并切合有关安全
规定。
除尘系统一定设置许多于两路的梯道，并知足安全救护
要求。
规范用词用语说明
1履行本规范标准条则时，要求严格程度的用词说明以下，以
便履行中差异对待。
1）表示很严格，非这样不行的用词：
正面词采纳“一定”；
反面词采纳“禁止”。
2）表示严格，在正常状况下均应这样的用词：
正面词采纳“应”；
反面词采纳“不该”或“不得”。
3）表示同意稍有选择，在条件同意时第一应这样作的用词：
正面词采纳“宜”或“可”；
反面词采纳“不宜”。
2条则中指名应按某些有关标准规范的规定履行时，一般写法
为“应按‥履行”或“应切合‥要求或规定”。
非一定按所指定的标准规
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