高炉粗煤气系统设计       (crude gas system design of blast furnace)

引出高炉煤气并清除其中大颗粒炉尘的设施设计。设计范围包括粗煤气管道、除尘器及其辅助设施。设计内容主要包括确定粗煤气系统流程、粗煤气管道、重力除尘器和附属设备。通过重力除尘器处理后的高炉煤气为粗煤气，其含尘量约为6～12g／m³ 。尚须继续净化(见高炉煤气净化设施设计)，才能供给用户使用。

粗煤气系统流程         高炉冶炼产生的煤气，由炉顶封罩处引出，经粗煤气管道进入除尘器(见图)。

粗煤气管道       由导出管、上升管、下降竹二部分组成。在粗煤气管道的最高部位设有放散煤气和防止炉顶超压用的放散阀。粗煤气管道布置形式与炉顶设备、结构和除尘器位置有密切联系，应综合考虑。管道布置力求对称，使各流路系统流体阻力损失相等或接近，保证炉喉煤气分布均匀。导出口处煤气流速，一般为3～4m／s，上升管为5～7m／s，下降管为6～9m／s。管内砌耐火砖或喷涂不定形耐火材料，岔口、接头和转弯处加钢衬板，以免煤气流中的炉尘磨损管道。有些高炉在导出管或上升管下部设波纹管补偿器和支座，以消除导出口连接处的局部应力和补偿高炉炉壳的热膨胀。

重力除尘器       高炉煤气粗除尘，曾采用重力除尘器和离心除尘器两级除尘。20世纪60年代以后设计的高炉，均已取消离心除尘器。重力除尘器除尘原理是突然降低煤气流速和改变流向，较大颗粒的炉尘在重力和惯性力作用下，与煤气分离，沉降到除尘器锥底部分。除尘器最小断面处的煤气实际流速要低于炉尘颗粒的沉降速度。设计中可按下式计算。

式中ω为气流最大允许速度，m／s；g为重力加速度，m／s² ；d为炉尘颗粒直径，m；ξ为阻力系数；ρ₁ 为炉尘颗粒密度，kg／m³ ；ρ₂ 为气流密度，kg／m³ ；颗粒形状X，,tfE降速度有很大影响，因此设计中采用的最大气体流速 ω 均低于计算值。一般情况下，设计采用的除尘器最小断面处气体流速为0．6～1．0m／s。除尘器直筒部分高度，要求能保证煤气在除尘器内停留时间不少于12～15s。贮灰体积应有足够富余。底部锥形斜度应大于50^。 。除尘器由高架支持，距地面高求要满足煤气灰运输车辆净空要求。

附属设备           主要包括：(1)除尘器上部圆筒段，一般装有由两个锥体组成的煤气遮断阀，用于高炉休风时切断煤气。有的高炉采用球形切断阀。也有的高炉不设遮断阀，其短期休风切断煤气，是用第一文氏管洗涤器的重力灰泥捕集器下部水封和精除尘后的快速切断水封阀。(2)在煤气上升管顶部、遮断阀管上、除尘器上部，均设有不同直径的煤气放散阀，作为高炉休风复风时，放散煤气或驱赶空气之用。(3)在除尘器下部排灰口处，设有清灰阀及煤气灰搅拌机，以免清灰时炉尘飞扬。有的高压操作高炉在除尘器底部设置三根排灰管道，每根上设有切断煤气灰的旋塞阀、切断煤气用的两个球阀、控制煤气流量的锥形管和吸收热膨胀的波纹管补偿器。排灰时，依次使用三根排灰管道，再通过螺旋煤气灰搅拌机排出，装车运走。