楊如順，毛志偉，呂忠明，田 源

（合肥水泥研究設(shè)計院，合肥 230051）

水泥廠窯頭多管冷卻器及袋除塵技術(shù)的應(yīng)用

楊如順，毛志偉，呂忠明，田 源

（合肥水泥研究設(shè)計院，合肥 230051）

介紹了水泥廠窯頭篦冷機(jī)煙氣的特性和袋除塵治理工藝、國外技術(shù)現(xiàn)狀；國內(nèi)外窯頭煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)應(yīng)用和國內(nèi)窯頭袋除塵器技術(shù)應(yīng)用。列舉典型案例分別對CXS型反吹風(fēng)高溫玻纖袋式除塵器、FGM氣箱脈沖高溫袋式除塵器、CDMC新型低壓長袋脈沖高溫袋式除塵器三種袋式除塵器技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)描述。分析認(rèn)為，多管冷卻器和新型低壓長袋脈沖高溫袋式除塵器組合是最好的應(yīng)用技術(shù)。

水泥廠窯頭除塵;多管冷卻器;袋式除塵器

1 前言

我國的水泥生產(chǎn)企業(yè)是由小到大逐步發(fā)展起來的，水泥生產(chǎn)排塵量占全國粉塵排放總量的70%以上，成為工業(yè)粉塵的主要排放源， 嚴(yán)重污染了環(huán)境?！笆晃濉逼陂g和“十二五”初，我國水泥工業(yè)取得了長足發(fā)展，新型干法水泥技術(shù)在節(jié)能、大型化方面取得了突破性進(jìn)展。目前新型干法水泥窯規(guī)模以5000t/d為主，新型干法水泥生產(chǎn)線窯頭窯尾粉塵排放是水泥廠最大的粉塵污染源。水泥生產(chǎn)線規(guī)模的擴(kuò)大，不僅促進(jìn)了與之配套的環(huán)保設(shè)備的大型化，同時也促進(jìn)了環(huán)保裝備及技術(shù)的進(jìn)步。隨著中國水泥走向世界，國際上采用中國水泥技術(shù)和裝備累計建成投產(chǎn)、正在實施和已簽合同的水泥成套線達(dá)110條。

目前，我國大多數(shù)預(yù)分解窯生產(chǎn)線都采用篦式冷卻機(jī)冷卻出窯高溫熟料。篦冷機(jī)是一種驟冷式冷卻機(jī)，用鼓風(fēng)機(jī)向機(jī)內(nèi)分室鼓風(fēng)，使冷風(fēng)通過鋪在篦板上的高溫熟料層，進(jìn)行充分的熱交換以達(dá)到急冷熟料、改善熟料質(zhì)量的目的。一般篦冷機(jī)的鼓風(fēng)量約為3Nm3/kg熟料，機(jī)內(nèi)經(jīng)過熱交換后的熱風(fēng)，一部分（前段高溫風(fēng)）作為二次風(fēng)入窯，一部分（中段高溫風(fēng)）作為三次風(fēng)入分解爐，剩下的為余風(fēng)（或稱煙氣），余風(fēng)量的多少與篦冷機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般在1.2～2.5Nm3/kg熟料范圍內(nèi)，即每冷卻1噸熟料產(chǎn)生1200～2500Nm3的余風(fēng)，如不加以利用則全部排放，如加以利用（烘干原燃料或余熱發(fā)電）則排放量會小一些。但無論利用與否，都會有夾雜著熟料粉塵的余風(fēng)向外排放，所以必須對其進(jìn)行除塵處理。為達(dá)到《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915－2004）中規(guī)定“水泥窯篦冷機(jī)余風(fēng)除塵”排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/Nm3的限值，除塵系統(tǒng)需要高效、穩(wěn)定的除塵設(shè)備才能實現(xiàn)。

2 窯頭篦冷機(jī)煙氣的特性和袋除塵治理工藝

水泥廠窯頭篦冷機(jī)煙氣具有以下工況特性：

（1）風(fēng)量變化大。篦冷機(jī)的余風(fēng)量隨進(jìn)入篦冷機(jī)內(nèi)熟料量的增加而增大，尤其是當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)結(jié)圈、窯中生料大量堆積的惡劣工況時，一旦窯圈崩塌使窯內(nèi)黃料在極短時間內(nèi)進(jìn)入篦冷機(jī)，導(dǎo)致余風(fēng)量增大到正常余風(fēng)量的1.5倍。

（2）溫度變化大。正常情況下，出篦冷機(jī)余風(fēng)溫度約為200℃～250℃，隨著篦冷機(jī)內(nèi)熟料量的增加，余風(fēng)溫度會相應(yīng)升高，一旦窯內(nèi)出現(xiàn)上述惡劣工況，余風(fēng)溫度就可能會高達(dá)450℃以上。

（3）含塵濃度變化大。正常情況下，出篦冷機(jī)余風(fēng)含塵濃度為2～30g/Nm3，含塵濃度隨篦冷機(jī)內(nèi)細(xì)粉料的多少作相應(yīng)的波動，一旦窯內(nèi)出現(xiàn)上述惡劣工況，余風(fēng)含塵濃度可能會增加到50g/Nm3以上。

（4）粉塵粒較粗且磨琢性強(qiáng)。其中≥50μm的粉塵約占50%，又因余風(fēng)中夾雜的粉塵是熟料粉塵，故其磨琢性較強(qiáng)。

（5）粉塵比電阻高。因余風(fēng)干燥，含濕量為1%～2%，故粉塵比電阻高達(dá)1011Ω·cm以上。

（6）粉塵比重大，比重約為3.2g/cm3。

根據(jù)以上特性分析，窯頭篦冷機(jī)煙氣具有風(fēng)量變化大、溫度變化大、含塵濃度變化大、粉塵粒粗、磨琢性強(qiáng)等特性，在除塵工藝設(shè)計和設(shè)備選型時須充分考慮。尤其是溫度特性，因為在不正常工況時溫度有時可達(dá)450℃，在此煙氣溫度下，就目前環(huán)保除塵技術(shù)，無論是電除塵器還是袋除塵器，均無法對此類煙氣直接進(jìn)行高效收塵，只有通過改變含塵氣體的溫度和濕度，或粉塵的性質(zhì)，才能使除塵設(shè)備對此類粉塵有高效收塵能力，凈化后的氣體才能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的要求。改變煙氣性質(zhì)的手段或方法稱為煙氣調(diào)質(zhì)，其目的是通過調(diào)質(zhì)設(shè)備改變高溫含塵氣體的溫度和濕度，調(diào)節(jié)粉塵的比電阻，使其滿足后序除塵設(shè)備的進(jìn)氣要求，達(dá)到穩(wěn)定高效收塵。近幾年，對于新建生產(chǎn)線和環(huán)保改造項目，絕大部分都選用高效高溫袋式除塵器，煙氣調(diào)質(zhì)的主要目的是使煙氣溫度冷卻到250℃以下，以達(dá)到高溫袋除塵器的進(jìn)氣溫度要求。水泥廠窯頭煙氣治理常用工藝流程如下圖。

水泥廠窯頭煙氣治理工藝流程圖

3 國外技術(shù)現(xiàn)狀

目前，世界發(fā)達(dá)國家對水泥窯頭、窯尾的排放要求愈來愈嚴(yán)格，具體變化見表1。歐盟IPPC（綜合污染預(yù)防與控制）指令（96、61、EC）關(guān)于《水泥制造業(yè)的最佳可用技術(shù)（BAT）與污染物排放指南》指出：采用袋除塵和電除塵技術(shù)，對應(yīng)的排放控制水平為20～30mg/Nm3。這份文件將成為歐洲各國制定排放標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。有一些國家（如德國、荷蘭）水泥工業(yè)粉塵排放甚至要求達(dá)10mg/Nm3以下，尤其近年來“趨零排放”已為一種潮流。

表1 不同時期國外粉塵排放標(biāo)準(zhǔn) （單位：mg/Nm3）

發(fā)達(dá)國家為控制污染總量，不斷提高排放要求，降低污染程度，同時促進(jìn)了除塵技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。在實際應(yīng)用中，因袋式除塵器過濾材料的技術(shù)進(jìn)步，使得出口排放降至十幾甚至幾mg/Nm3，大大改善了環(huán)境。在某些領(lǐng)域和生產(chǎn)工藝當(dāng)中，袋式除塵器被大量使用，有些地方拆除了舊的電除塵器改換新的袋式除塵器，使袋式除塵器在一定的條件下有取代電除塵器的趨勢。

國外水泥窯窯頭篦冷機(jī)煙氣除塵用袋式除塵器的發(fā)展過程是：反吹風(fēng)式袋式除塵器 → 反吹風(fēng)與高壓脈沖噴吹并用袋式除塵器 → 低壓分箱脈沖袋式除塵器。其中高壓脈沖噴吹袋式除塵器有以下不足之處：1）過濾與清灰在同一箱體中同時進(jìn)行，易產(chǎn)生粉塵再吸附；2）因不分箱，濾袋之間的截面上升風(fēng)速受限，從而限制了濾袋長度（最長4m），占地面積大；3）不能進(jìn)行分室檢修。低壓分箱脈沖式袋式除塵器克服了上述缺陷，濾袋可加長到8m。所以國外大型低壓分箱脈沖袋式除塵器已成為發(fā)展趨勢。

4 國內(nèi)外窯頭煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)及應(yīng)用

在收塵技術(shù)工程中，一般將溫度高于130℃的氣體稱為高溫氣體。新型干法水泥廠篦式冷卻機(jī)排出的廢氣就屬高溫氣體。其溫度在200℃～250℃范圍內(nèi)，最高可達(dá)450℃，大大超過了袋式除塵器濾料的極限承受溫度。顯然，不經(jīng)過煙氣調(diào)質(zhì)處理就無法直接使用袋式除塵器。

高溫氣體冷卻降溫的介質(zhì)是常溫空氣或水，所以，通常稱為風(fēng)冷或水冷。不論是風(fēng)冷或水冷設(shè)施都統(tǒng)稱為冷卻器。冷卻器通常分為直接冷卻器和間接冷卻器兩大類。所謂直接冷卻器是指冷卻降溫的介質(zhì)和高溫氣體直接接觸進(jìn)行熱交換的冷卻裝置；所謂間接冷卻器是指冷卻降溫的介質(zhì)和高溫氣體不直接接觸，而是通過器壁進(jìn)行熱交換的冷卻裝置。

（1）摻冷風(fēng)

直接冷卻器中用冷空氣直接混入高溫氣體的冷卻形式就叫摻冷風(fēng)。它的結(jié)構(gòu)簡單，投資少，也易于控制，只需要在收塵器入口風(fēng)管上裝一個自動調(diào)節(jié)閥和溫度控制器即可。直接冷卻器中用水直接混入高溫氣體的冷卻形式就叫噴霧增濕。水泥廠噴霧增濕塔普遍用于水泥廠干法窯窯尾電除塵系統(tǒng)，對廢氣進(jìn)行降溫、增濕，以降低粉塵的比電阻，能明顯地提高電除塵器的收塵效率，其工作好壞是影響收塵效果的關(guān)鍵。由于窯尾粉塵的流量和溫度隨生產(chǎn)情況經(jīng)常變化，必須及時調(diào)節(jié)噴水（霧）量到給定值上，否則，就會造成濕底故障、被迫停產(chǎn)，或者粉塵溫度過高，使除塵器極板線變形而影響收塵。

根據(jù)調(diào)查，國內(nèi)水泥行業(yè)收塵技術(shù)工程中極少采用摻冷風(fēng)冷卻高溫氣體的形式。因為摻冷風(fēng)后會增加廢氣的體積流量，導(dǎo)致處理廢氣的收塵器體積或負(fù)荷加大。另外，滲入的氣體受環(huán)境溫度的影響較大。而在中東一些國家，由于缺水、地下水質(zhì)差但能源豐富，仍然有不少水泥企業(yè)采用摻冷風(fēng)冷卻高溫氣體的形式。因為此種方法控制煙氣溫度簡單可靠。

（2）自然風(fēng)冷冷卻器

自然風(fēng)冷冷卻器是利用大氣對流自然冷卻的管式冷卻器。它的結(jié)構(gòu)簡單，沒有運轉(zhuǎn)部件，因而投資較小，維護(hù)方便，使用壽命長。在煙氣冷卻過程中，既沒有滲入冷風(fēng)，也沒有水蒸氣的加入，因而煙氣的體積流量會隨著溫度的降低而減少，可降低收塵器的負(fù)荷，對穩(wěn)定系統(tǒng)的工況十分有利。早在1986年，蘇州光華水泥廠就設(shè)計安裝了日產(chǎn)300噸水泥生產(chǎn)線窯尾自然風(fēng)冷冷卻器和反吹風(fēng)布袋除塵器系統(tǒng)，并取得了良好的效果。此后，上海嘉定、湖北宜都等水泥廠也應(yīng)用了自然風(fēng)冷冷卻器。但由于自然風(fēng)冷冷卻器的導(dǎo)熱能力比較小，特別是被冷卻的煙氣量較大時，結(jié)構(gòu)比較笨重。所以自然風(fēng)冷冷卻器只使用于較小煙氣量的冷卻場合。

（3）強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器（多管冷卻器）

這種冷卻器是由一定數(shù)量的傳熱鋼管排列組合而成，所以平時俗稱“多管冷卻器”。高溫氣體在管束內(nèi)通過，同時在管束外壁用軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)進(jìn)行冷卻，由于鋼管壁的熱傳導(dǎo)作用，使高溫氣體的溫度降低而冷卻風(fēng)的溫度升高。在水泥行業(yè)，1997年成功地在南京青龍山水泥廠1200t/d生產(chǎn)線窯頭篦式冷卻機(jī)設(shè)計、安裝了一臺強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器和反吹風(fēng)玻纖袋式除塵器進(jìn)行配套。該冷卻器的技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 南京青龍山水泥廠1200t/d生產(chǎn)線窯頭用冷卻器技術(shù)參數(shù)

此后，又在南京青龍山1500t/d項目和巴基斯坦3000t/d項目開發(fā)了不同工況、不同型式的窯頭多管冷卻器，以及拉法基印尼4800t/d項目、約旦6000t/d項目、青州6000t/d項目和河南義馬5000t/d等項目的水泥生產(chǎn)線窯頭強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器，滿足了袋除塵器除塵系統(tǒng)的工藝要求。青州水泥廠6000t/d生產(chǎn)線窯頭用冷卻器技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 青州水泥廠6000t/d生產(chǎn)線窯頭用冷卻器技術(shù)參數(shù)

該冷卻器實現(xiàn)了智能控制：當(dāng)篦冷機(jī)余風(fēng)溫度高于濾料承受溫度（或設(shè)定溫度）時，分組、分步開啟冷卻風(fēng)機(jī)，包括冷風(fēng)閥，直至收塵器入口溫度滿足要求。當(dāng)篦冷機(jī)余風(fēng)溫度低于濾料承受溫度（或設(shè)定溫度）時，分組、分步關(guān)閉冷風(fēng)閥、冷卻風(fēng)機(jī)，直至收塵器入口溫度滿足要求。這樣既有效地保證了收塵系統(tǒng)的正常運行，保護(hù)濾料，又最大限度地節(jié)省了能源，延長了冷卻風(fēng)機(jī)和冷卻器的使用壽命。

5 國內(nèi)窯頭袋式除塵器技術(shù)及應(yīng)用

目前，國內(nèi)用于水泥廠窯頭篦冷機(jī)煙氣治理主要采用電除塵器和袋式除塵器兩大類。國內(nèi)生產(chǎn)的袋式除塵器、電除塵器均能夠達(dá)標(biāo)處理窯頭含塵煙氣，進(jìn)口粉塵濃度允許超過100g/Nm3，出口排放濃度可控制在50mg/Nm3以下。隨著《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）新標(biāo)準(zhǔn)的頒布實施和《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的進(jìn)一步貫徹執(zhí)行，袋式除塵器的優(yōu)越性更加明顯，尤其對PM10和PM2.5以下的粉塵捕集效果更佳。袋式除塵器的最大優(yōu)點是除塵效率高，在實際應(yīng)用中通常可達(dá)到99.99%，粉塵排放濃度可達(dá)到10mg/Nm3以下，這是由袋式除塵器的過濾機(jī)理所決定的，其可使粉塵附著在濾袋上，用粉塵層來過濾粉塵。在我國實行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、大力加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、實行污染物總量控制的情況下，袋式除塵器在治理粉塵、煙塵、二氧化硫、二英等污染方面，將大有作為。袋式除塵器的最大缺點是需要更換濾袋，過去由于濾料的品種少、質(zhì)量欠佳、縫袋技術(shù)不過關(guān)以及除塵系統(tǒng)的其它原因，濾袋的使用壽命短，增加了運行費用和維護(hù)工作量，給用戶帶來不便。目前，隨著濾料技術(shù)的發(fā)展，我國的濾料品種增多、質(zhì)量及縫袋技術(shù)提高，濾袋使用壽命可提高到3年以上，甚至更長時間，滿足了用戶的要求。因此，袋式除塵器在新建項目或環(huán)保改造項目中將得到更廣泛的應(yīng)用。

目前，國內(nèi)1000t/d以上規(guī)模的新型干法水泥生產(chǎn)線窯頭幾乎全部用篦冷機(jī)，自洛陽水泥廠煙氣治理首次采用袋式除塵器后，由于其具有投資省、效率高且穩(wěn)定等優(yōu)點，袋式除塵器很快在鄭州金龍水泥廠1000t/d生產(chǎn)線、南京青龍山1000t/d和1500t/d生產(chǎn)線、岐星水泥廠1000t/d生產(chǎn)線、四川都江堰3000t/d生產(chǎn)線、峨眉山1500t/d生產(chǎn)線等幾百家水泥廠陸續(xù)成功應(yīng)用。針對窯頭工藝系統(tǒng)和含塵煙氣的特性，國內(nèi)先后研制和應(yīng)用的典型技術(shù)和產(chǎn)品有3種：1）CXS型反吹風(fēng)高溫玻纖袋式除塵器；2）FGM氣箱脈沖高溫袋式除塵器；3）CDMC新型低壓長袋脈沖高溫袋式除塵器。具體介紹如下：

（1）CXS型反吹風(fēng)高溫玻纖袋除塵器

CXS型反吹風(fēng)高溫玻纖袋式除塵器是一種高效收塵設(shè)備。該收塵器采用三狀態(tài)清灰工藝，同時在鋼結(jié)構(gòu)本體設(shè)計方面，為了便于安裝，保證現(xiàn)場質(zhì)量，降低鋼耗，采用了標(biāo)準(zhǔn)箱體式和用戶型板塊結(jié)構(gòu)。該收塵器在250℃以下高含塵濃度煙氣條件下，能長期高效運行，收塵效率可穩(wěn)定在99.99%以上。采用微機(jī)自動控制，能在不停機(jī)情況下進(jìn)行維修而不影響生產(chǎn)。最近又采用了引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的玻纖膨體紗濾袋，提高了濾袋性能，降低了阻力。可廣泛用于水泥、電力、冶金等工業(yè)窯爐廢氣的凈化。水泥行業(yè)主要用于新型干法水泥廠回轉(zhuǎn)窯窯尾和窯頭篦式冷卻機(jī)的除塵。

CXS反吹風(fēng)高溫玻纖袋除塵器的工作原理是：正常工作時，含塵氣體在通風(fēng)機(jī)作用下壓入進(jìn)氣部管，通過各進(jìn)氣支管，進(jìn)入各個灰斗，均勻地通過花板，然后涌入濾袋，大量粉塵就被滯留在濾袋上，部分直接掉入灰斗，而氣流則透過濾袋達(dá)到凈化，凈化后的氣流通過排氣管排入大氣。隨著濾袋織物表面附著粉塵層的增厚，收塵器的阻力不斷上升，通過反吹風(fēng)機(jī)的抽吸作用，改變了濾袋內(nèi)外的壓差進(jìn)行清灰。大量粉塵掉入灰斗，由排灰閥卸出。清灰工作完成后，進(jìn)行正常過濾工作。收塵器整個運行、清灰過程是由PLC自動控制來完成的。

第一代產(chǎn)品是CXS（Ⅰ）型。南京青龍山水泥廠 1000t/d窯頭篦冷機(jī)煙氣除塵選用規(guī)格型號是CXS（Ⅰ）-2×6，該除塵器自1997年投入使用，運行效果良好。該除塵器技術(shù)性能參數(shù)見表4。

表4 南京青龍山1000t/d窯頭袋式除塵器性能參數(shù)

第二代產(chǎn)品是CXS（Ⅱ）型，CXS（Ⅱ）型袋除塵器的主體結(jié)構(gòu)由箱體、袋室、灰斗、進(jìn)出風(fēng)管四大部分組成，并配有基礎(chǔ)支柱、爬梯、欄桿、檢修門、濾袋及吊掛裝置、壓縮空氣氣路系統(tǒng)、清灰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、卸灰輸送系統(tǒng)等。CXS（Ⅱ）型袋式除塵器采用單元式箱體結(jié)構(gòu)，所有的箱體都是獨立的單元，在廠家制作完成后到現(xiàn)場組裝，這樣大大提高了制造精度及質(zhì)量，又便于現(xiàn)場安裝，使整個工程周期大大縮短。同時，由于改變了濾袋本身的結(jié)構(gòu)和增加了濾袋的頂部吊掛裝置，使得濾袋清灰狀態(tài)橫向剪切力大大減小以及濾袋懸掛松緊程度可調(diào)。從而，延長了濾袋的使用壽命，維護(hù)方便，節(jié)省了運行費用。南京青龍山水泥廠1500t/d窯頭篦冷機(jī)煙氣除塵選用規(guī)格型號是CXS（Ⅱ）900-2×6（F），該除塵器自2003年投入使用，取得了很好的效果。該除塵器技術(shù)性能參數(shù)見表5。

表5 南京青龍山1500t/d窯頭袋式除塵器性能參數(shù)

（2）FGM氣箱脈沖高溫袋式除塵器

FGM型氣箱脈沖袋式除塵器主要由箱體、袋室、灰斗、進(jìn)出風(fēng)口、濾袋、袋籠、支柱、爬梯、欄桿、氣路系統(tǒng)、提升閥系統(tǒng)、卸灰裝置、清灰控制器等部分組成。其進(jìn)出風(fēng)口連接成一體形成風(fēng)道，進(jìn)出風(fēng)口分別布置在袋室相對的兩側(cè)面，中間用斜隔板隔成互不透氣的兩部分，使氣流分布均勻且預(yù)收塵效果好。

工作原理：含塵煙氣先由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，在風(fēng)道斜隔板的導(dǎo)向下，風(fēng)道截面擴(kuò)大，風(fēng)速降低，部分較粗塵粒在這里由于慣性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分塵粒隨氣流上升進(jìn)入袋室，經(jīng)濾袋過濾后，塵粒被阻留在濾袋外側(cè)，凈化的煙氣由濾袋內(nèi)部進(jìn)入凈氣箱，再由閥板孔、出風(fēng)口排入大氣，達(dá)到收塵的目的。隨著過濾過程的不斷進(jìn)行，濾袋外側(cè)的積塵也逐漸增多，從而使除塵器的運行阻力也逐步增高。當(dāng)阻力增到預(yù)先設(shè)定值（1245～1470Pa），或者到設(shè)定時間時，清灰控制器發(fā)出信號，首先控制提升閥將閥板孔關(guān)閉，以切斷該單元過濾煙氣流，停止過濾過程，然后電磁脈沖閥打開，以極短的時間（0.1～0.15s）向凈氣箱內(nèi)噴入壓力為0.5～0.7MPa的壓縮空氣，壓縮空氣在凈氣箱內(nèi)迅速膨脹，涌入濾袋內(nèi)部，使濾袋產(chǎn)生變形、振動、加上逆氣流的作用，袋室外部的粉塵被清除下來掉入灰斗，清灰完畢后提升閥再次打開，除塵器又進(jìn)入過濾狀態(tài)。清灰動作均由PLC進(jìn)行自動控制，清灰控制有定時式和定壓式兩種。

都江堰拉法基水泥廠3500t/d生產(chǎn)線冷卻熟料采用篦床有效面積75.5m2的篦冷機(jī)，單位熟料冷卻風(fēng)量為1.8Nm3/kg熟料，窯頭篦冷機(jī)煙氣治理首次采用氣箱脈沖袋式除塵器。凈化后氣體含塵濃度＜50mg/Nm3。四川峨眉山佛光水泥廠1200t/d熟料生產(chǎn)線窯頭煙氣除塵工藝也采用氣箱脈沖袋式除塵器。篦冷機(jī)煙氣經(jīng)風(fēng)冷式多管冷卻器冷卻降溫后，進(jìn)入氣箱脈沖袋式除塵器處理。除塵器過濾風(fēng)速1.2m/min，凈化后氣體含塵濃度＜50mg/Nm3。佛光水泥廠1200t/d生產(chǎn)線窯頭用氣箱脈沖袋式除塵器的技術(shù)參數(shù)見表6。

表6 佛光水泥廠1200t/d窯頭袋除塵器性能參數(shù)

（3）CDMC新型低壓長袋脈沖高溫袋式除塵器

CDMC新型低壓長袋脈沖袋式除塵器主要由進(jìn)氣管路、灰斗、袋室、凈氣室、出口管道、噴吹管路系統(tǒng)、排灰裝置、卸灰閥和電氣控制系統(tǒng)組成。

其工作原理：含塵煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入塵氣通道，然后折入灰斗。當(dāng)氣流撞擊導(dǎo)流板，部分粗粒由慣性而落入灰斗，其余含塵煙氣的粉塵被阻留在濾袋表面，凈氣相繼經(jīng)凈氣室、提升閥殼體和排風(fēng)道最終排入大氣。除塵器運行一段時間后，濾袋外表面捕集的粉塵層增厚，除塵器的運行阻力上升，當(dāng)增加到一定值后，就需要對濾袋進(jìn)行清灰，整個清灰過程主要是通過脈沖閥來進(jìn)行的，首先關(guān)閉提升閥板打開脈沖閥，壓縮空氣通過噴管向本排每條濾袋噴射氣流，使濾袋產(chǎn)生變形、震動以達(dá)到清灰的目的。清灰結(jié)束后，排風(fēng)閥再次打開，除塵器又進(jìn)入過濾狀態(tài)，互不干擾，實現(xiàn)了長期連續(xù)運行，提高了清灰效果。

近幾年，隨著水泥生產(chǎn)線規(guī)模越來越大，窯頭篦冷機(jī)冷卻煙氣處理風(fēng)量也越來越大。新上水泥生產(chǎn)線的窯頭篦冷機(jī)冷卻煙氣處理大多數(shù)采用新型低壓長袋脈沖袋式除塵器。如峨眉山1500t/d、山西雙良水泥有限公司3000t/d、四川金頂廣源2500t/d、河南義馬5000t/d、山西保德2500t/d、山東青州6000t/d生產(chǎn)線等水泥廠。山東青州6000t/d生產(chǎn)線窯頭用低壓長袋脈沖袋式除塵器的技術(shù)參數(shù)見表7。

表7 山東青州6000t/d窯頭袋除塵器性能參數(shù)

新型低壓長袋脈沖袋式除塵器不僅綜合了分室反吹和氣箱脈沖的特點，克服了普通分室反吹強(qiáng)度不足和氣箱脈沖濾袋短的缺點。由于加長了濾袋，充分發(fā)揮壓縮空氣強(qiáng)力清灰的作用。所以，新型低壓長袋式脈沖袋除塵器是一種除塵效率高，占地面積小，運行穩(wěn)定、性能可靠，維修方便的大型除塵設(shè)備。其性能特點：1）采用脈沖噴吹清灰技術(shù)，清灰能力強(qiáng)，除塵效率高，排放濃度低，漏風(fēng)率小，能耗少，鋼耗少，占地面積少，運行穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益好；2）箱體采用氣密性設(shè)計，密封性好，檢查門用優(yōu)良的密封材料，制作過程中以煤油檢漏，漏風(fēng)率很低；3）進(jìn)、出口風(fēng)道布置緊湊，氣流阻力??；4）采用分室停風(fēng)脈沖噴吹清灰，清灰周期長，能耗低，可成倍提高濾袋與閥片的壽命；5）可實現(xiàn)不停機(jī)換袋，檢修不影響設(shè)備正常運行；6）采用上部抽袋方式，改善了換袋的操作環(huán)境。

6 結(jié)論

（1）水泥廠窯頭篦冷機(jī)煙氣具有風(fēng)量變化大、溫度變化大、含塵濃度變化大、粉塵粒粗、磨琢性強(qiáng)等特性，在除塵工藝設(shè)計和設(shè)備選型時須充分考慮。無論是電除塵器還是袋式除塵器，均應(yīng)先進(jìn)行煙氣調(diào)質(zhì)，才能使除塵設(shè)備對此類粉塵有高效收塵能力，凈化后的氣體才能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)的限值要求。

（2）國內(nèi)外水泥廠窯頭煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)有摻冷風(fēng)、自然風(fēng)冷冷卻器和強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器（多管冷卻器）3種方式，目前多管冷卻器因性能可靠運行穩(wěn)定應(yīng)用最廣泛。

（3）針對窯頭工藝系統(tǒng)和含塵煙氣的特性，國內(nèi)先后研制和應(yīng)用的典型技術(shù)和產(chǎn)品有3種：CXS型反吹風(fēng)高溫玻纖袋式除塵器、FGM氣箱脈沖高溫袋式除塵器、CDMC新型低壓長袋脈沖高溫袋式除塵器。其中CDMC新型低壓長袋脈沖高溫袋式除塵器應(yīng)用最多。

（4）在目前環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的形勢下，袋式除塵器在煙氣治理領(lǐng)域?qū)⑹且环N新的發(fā)展趨勢，因而應(yīng)大力進(jìn)行袋式除塵器的技術(shù)創(chuàng)新，袋除塵技術(shù)對于進(jìn)一步改善環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，大有可為。

Application of Multi-pipes Cooler of Kiln Head in Cement Plant and Bag Hose Precipitation Technology

YANG Ru-shun, MAO Zhi-wei, LV Zhong-ming, TIAN Yuan
(Hefei Cement Research & Design Institute, Hefei 230051, China)

The paper presents the characteristic of flue gas of grating cooler and prevention and control technology of bag hose precipitation in kiln heat of cement plant, technical status abroad; quality adjustment technology and application of kiln heat flue gas at home and abroad, and bag hose precipitator technology and application of kiln head in the country. The paper describes the technology and application on CXS bag hose precipitator with reversing blowing, high temperature and spun glass, FGM bag hose precipitator with air box, pulse and high temperature, CDMC bag hose precipitator with new pattern,low pressure, long bag, pulse and high temperature. The combination of multi-pipes cooler and bag hose precipitator with new pattern, low pressure, long bag, pulse and high temperature is the best technical approach.

kiln head precipitation in cement plant; multi-pipes cooler; bag hose precipitator

X701.2

A

1006-5377（2012）08-0031-06