謝 捷（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，合肥 230051）

水泥廠“電改袋”除塵技術(shù)探討

謝 捷
（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，合肥 230051）

“電改袋”技術(shù)是因地制宜利用原有電除塵器的殼體，將低壓長(zhǎng)袋脈沖除塵器技術(shù)，經(jīng)過(guò)針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)與之結(jié)合，并對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行合理的均風(fēng)設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放、低阻高效運(yùn)行的效果。文章介紹了電除塵器改造為袋除塵器的幾種方式，重點(diǎn)分析了“電改袋”技術(shù)的使用情況。

電改袋；低壓長(zhǎng)袋脈沖；達(dá)標(biāo)排放；低阻高效

1　前言

在水泥工業(yè)中，熟料煅燒是水泥生產(chǎn)中的重要工藝環(huán)節(jié)，其排放的主要污染物為高溫高濃度含塵煙氣，粉塵排放量可約占整個(gè)水泥廠粉塵總排放量的70%。按《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2013）要求，窯頭、窯尾粉塵排放需要達(dá)到“排放濃度≤30mg/Nm3， 重點(diǎn)地區(qū)≤20mg/Nm3。

但是，目前使用的電除塵器設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)大多為100mg/Nm3，并且存在產(chǎn)量提升后煙氣量增大、以及設(shè)備老化等原因，使得電除塵器面對(duì)新的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)顯得力不從心。從水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)制定的趨勢(shì)和除塵技術(shù)發(fā)展的情況來(lái)看，對(duì)于現(xiàn)有的靜電除塵器，要達(dá)到更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)則必須進(jìn)行技術(shù)改造或更新。

2　“電改袋”的主要技術(shù)途徑

水泥廠電除塵器改為袋除塵器，主要有以下三種途徑：1）電換袋，即是把現(xiàn)有的電除塵器廢棄，更換一臺(tái)新的袋除塵器；2）電改袋，即是利用原有電除塵器，改造為袋除塵器；3）電改電-袋復(fù)合，即是將原電除塵器改造為電袋復(fù)合式除塵器。

這三種方法各有特點(diǎn)，電換袋投資高，改造周期長(zhǎng)；電改電-袋復(fù)合，系統(tǒng)較復(fù)雜，改造受原除塵器的影響較大；電改袋改造周期短，投資適中，可實(shí)施性強(qiáng)。本文就水泥廠電改袋的改造方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析探討。

電改袋的主要技術(shù)路線，就是利用原電除塵器改造為行噴吹高溫袋除塵器，并對(duì)配套工藝設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)改造。

2.1除塵器本體的改造

除塵器本體改造有如下幾種方法：1）美國(guó)GE（BHA）設(shè)計(jì)的加設(shè)室外風(fēng)管和閘閥的方案，如北京燕山水泥廠窯尾除塵器；2）合肥水泥研究設(shè)計(jì)院環(huán)保公司設(shè)計(jì)的中心風(fēng)道分風(fēng)、中心風(fēng)道出風(fēng)的電改袋方案，湖南韶峰南方、懷化金大地等窯尾電改袋的方案；3）合肥水泥研究設(shè)計(jì)院環(huán)保公司設(shè)計(jì)的中心風(fēng)道分風(fēng)、外設(shè)室外出風(fēng)管和閘閥的方案。如青海水泥廠窯尾電改袋的方案。

第一種方案：從理論上比較科學(xué)完美，各個(gè)室都有獨(dú)立的進(jìn)出口閥門，安全可靠，可實(shí)現(xiàn)在線檢修和換袋，但缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、改造工程量大、施工難度大、改造的停窯周期長(zhǎng)，一般要在30到40天。

第二種方案：改造周期短，投資省，是目前的主流方案。

第三種方案：對(duì)于電除塵器較小，濾袋布置有困難的廠采用。

以上幾種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)電除塵器的結(jié)構(gòu)形式不同，分別合理選用。

2.2對(duì)煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理

現(xiàn)在大多數(shù)工廠都有預(yù)熱發(fā)電工藝系統(tǒng)，進(jìn)除塵器的煙氣溫度在預(yù)熱發(fā)電投運(yùn)時(shí)都能滿足袋除塵器的工作要求，但在發(fā)電系統(tǒng)故障和點(diǎn)窯時(shí)，還會(huì)有超溫現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重威脅袋除塵器的安全運(yùn)行，因此必須對(duì)進(jìn)入除塵器的煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于窯尾電改袋，工廠一般都配套有增濕塔，改造后可繼續(xù)使用。而對(duì)窯頭電除塵器改袋除塵器，由于過(guò)去采用電除塵器，沒(méi)有考慮調(diào)質(zhì)降溫措施，因此電改袋后，必須新增調(diào)質(zhì)設(shè)備以滿足安全生產(chǎn)要求，常用的有調(diào)質(zhì)降溫系統(tǒng)有多管空氣換熱器降溫和管道增濕降溫。目前以增加管道增濕降溫為主。

2.3對(duì)配套排風(fēng)機(jī)的改造

電改袋實(shí)施后，系統(tǒng)阻力較原電除塵有所增加，為此必需對(duì)尾排機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的改造。系統(tǒng)阻力增加為1000～1200Pa，考慮到預(yù)留一些富裕，一般建議將系統(tǒng)阻力按增加1500Pa考慮。

對(duì)尾排機(jī)的改造主要采取如下幾種方法：1）更換新風(fēng)機(jī)；2）更換葉輪、電機(jī)和軸承箱；3）更換電機(jī)和軸承箱；4）更換電機(jī)。采用何種改造方法，需要根據(jù)原有風(fēng)機(jī)的情況酌情選用。

2.4對(duì)配套檢測(cè)和控制設(shè)備的改造

電改袋后除塵器的運(yùn)行參數(shù)和要求較原來(lái)的電除塵器有很大的改變，因此為保證安全運(yùn)行，需要對(duì)相應(yīng)的檢測(cè)和控制設(shè)備進(jìn)行改造。

（1）增加安全運(yùn)行保障系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要有溫度檢測(cè)和安保閥門。在除塵器入口設(shè)置安全保護(hù)用的冷風(fēng)閥門，在檢測(cè)到溫度超溫后報(bào)警并打開冷風(fēng)閥門，降低除塵器進(jìn)口溫度，從而保護(hù)濾袋的安全使用。

（2）改造壓力檢測(cè)系統(tǒng)

由于電改袋后，壓差較原來(lái)有較大的變化，原有的檢測(cè)儀表可能不能滿足檢測(cè)要求，必須進(jìn)行改造，為除塵器運(yùn)行提供可靠的控制數(shù)據(jù)。

（3）增加破袋檢測(cè)系統(tǒng)

為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)濾袋的破損，確保排放濃度達(dá)標(biāo)，改造中可以根據(jù)要求設(shè)置破袋檢測(cè)系統(tǒng)。常用的破袋檢測(cè)系統(tǒng)有如下幾種：1）壓力式破袋檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)破袋后的壓差變化檢測(cè)濾袋破損情況。在每個(gè)室設(shè)立單獨(dú)的壓差計(jì)，以便觀察每個(gè)室的工作情況，并判斷破袋情況。2）濃度式破袋檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)定破袋后的濃度變化檢測(cè)濾袋破損情況。運(yùn)用靜電摩擦原理，粉塵顆粒與探頭摩擦產(chǎn)生弱電荷，并被探頭中的電子系統(tǒng)測(cè)量出來(lái)，然后轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，電流的大小和粉塵含量成比例關(guān)系，從而達(dá)到測(cè)量目的。利用粉塵濃度監(jiān)測(cè)裝置配合電器反饋系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)濾袋破損，并準(zhǔn)確地定位到某個(gè)袋室，方便了設(shè)備維護(hù)。

3　電改袋的主要技術(shù)參數(shù)的選擇

水泥廠電收塵改袋收塵，首先要確定處理風(fēng)量、過(guò)濾風(fēng)速、濾袋材質(zhì)、濾袋規(guī)格等技術(shù)參數(shù)，為改造方案的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.1處理風(fēng)量的確定

很多水泥廠改造時(shí)，都期盼著能通過(guò)改造提高燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量，但單一窯尾電改袋工程，不能提高產(chǎn)量，在設(shè)計(jì)時(shí)可以為系統(tǒng)提產(chǎn)做好儲(chǔ)備工作。因此在確定處理風(fēng)量時(shí)，一般會(huì)把風(fēng)量設(shè)計(jì)得比原來(lái)增加5%～10%，以滿足以后的提產(chǎn)要求。

3.2濾料的選擇和過(guò)濾風(fēng)速的確定

常用的高溫濾袋品種有很多，各有優(yōu)缺點(diǎn)，表1為目前常用幾種濾料的特點(diǎn)。建議在電改袋工程中，在滿足工況要求的情況下，遵循經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的原則，選擇性價(jià)比高的濾袋。

3.3脈沖閥門的選取

針對(duì)不同的電除塵器，要根據(jù)它的結(jié)構(gòu)形式確定改造方案，從而確定濾袋的布置形式，根據(jù)每個(gè)閥門需要噴吹的濾袋條數(shù)選取閥門規(guī)格。目前在電改袋中主要采用3”或3.5”的淹沒(méi)式脈沖閥，不同廠家的閥門性能有所區(qū)別。表2是常用脈沖閥的參數(shù)表。

表1　窯頭、窯尾用耐高溫濾料性能簡(jiǎn)表

表2　脈沖閥參數(shù)表

4　電改袋的主要作業(yè)流程

為了充分利用電除塵器本體，將根據(jù)提供的電除塵器設(shè)備外形圖進(jìn)行合理、優(yōu)化設(shè)計(jì)。1）現(xiàn)有的電除塵器的內(nèi)部空間進(jìn)行改造設(shè)計(jì)后，立即在加工基地對(duì)凈氣室、噴吹系統(tǒng)、離線系統(tǒng)、花板進(jìn)行加工、拼裝組對(duì)成組合模塊， 并做好其他停窯施工期間要準(zhǔn)備的一切材料和設(shè)備；2）停窯后首先去除電除塵器內(nèi)部的各種部件，包括極線、極板、振打裝置、頂部板、變壓器等， 保留主框架及除塵器殼體；3）對(duì)進(jìn)風(fēng)口部分進(jìn)行改造（目的是使含塵氣體有組織地進(jìn)入中部通風(fēng)道內(nèi)）；4）安裝袋室隔板及通風(fēng)道側(cè)板下的依托梁網(wǎng)，增加側(cè)板的內(nèi)立柱， 安裝上部用于花板及凈氣室的鋼梁網(wǎng)， 使電除塵器內(nèi)部拆除后的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不受破壞， 同時(shí)具備安裝大件板件的要求；5）將袋室隔板、通風(fēng)道板、通風(fēng)道斜隔板、各室倒流板安裝在下部依托梁網(wǎng)上，各板的側(cè)邊焊在新增的側(cè)板內(nèi)立柱和原電收塵立柱上；6）將模塊化的凈氣室（包括噴吹系統(tǒng)、花板、離線系統(tǒng)等已組對(duì)完成）吊裝在已安裝好的上部鋼梁網(wǎng)上；7）同時(shí)安裝主氣路、外部檢修平臺(tái)、欄桿扶梯等， 油漆修補(bǔ)， 安裝電路、電氣控制系統(tǒng)等；8）安袋過(guò)濾元件（濾袋、袋籠），噴吹管就位等；9）檢查各部位的質(zhì)量清況， 在開機(jī)前及時(shí)消缺。

5　“電改袋”主要采用的新技術(shù)

（1）對(duì)原電除塵器的科學(xué)拆除

針對(duì)國(guó)內(nèi)外電除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用科學(xué)的拆除方法，即可縮短拆除工期，又可降低成本。

（2）合理的均風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了保證電改袋式除塵器的過(guò)濾面積并降低除塵器阻力，根據(jù)電除塵器箱體高度較富裕的特點(diǎn)，采用國(guó)內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)的新型箱體均風(fēng)結(jié)構(gòu)，改善內(nèi)部氣流分布。

（3）袋式除塵器核心技術(shù)的應(yīng)用

將具有實(shí)用新型專利的袋式除塵器的核心技術(shù)應(yīng)用于改造項(xiàng)目中，保證排放達(dá)標(biāo)并實(shí)現(xiàn)低阻、處理高濃度煙氣的運(yùn)行效果。利用箱體的模塊化設(shè)計(jì)，方便安裝，節(jié)約了安裝成本。

（4）破袋檢測(cè)技術(shù)

在每個(gè)室設(shè)立單獨(dú)的壓差計(jì)，以便觀察每個(gè)室的工作情況。利用粉塵監(jiān)測(cè)裝置配合控制反饋系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)濾袋破損情況并準(zhǔn)確定位到某個(gè)袋室，方便了設(shè)備維護(hù)。

（5）工藝系統(tǒng)綜合分析

借助國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位的優(yōu)勢(shì)，對(duì)整個(gè)除塵工藝系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，包括對(duì)通風(fēng)管路的優(yōu)化設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)的參數(shù)選型和改造等，為整個(gè)系統(tǒng)的提產(chǎn)提供了條件。

6　應(yīng)用實(shí)例

目前，此項(xiàng)技術(shù)已成功應(yīng)用于廣東廣信青洲水泥有限公司窯尾、福建春馳新豐水泥有限公司（一、二線）窯尾、浙江安吉南方水泥有限公司、福建水泥有限公司煉石水泥廠4#窯窯尾、淮海中聯(lián)水泥有限公司窯頭、窯尾等60余條水泥生產(chǎn)線的改造。其中福建春馳新豐水泥有限公司一線窯尾改造后的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3。

該次改造在廠方停窯大修的15～20天內(nèi)完成，保證了工期；拆除安裝方便，節(jié)約了改造費(fèi)用。除塵器投運(yùn)后，生產(chǎn)線實(shí)際產(chǎn)量2900t/h。除塵器阻力：窯磨聯(lián)合操作時(shí)1100Pa，生料立磨停時(shí)，1000Pa。排放濃度控制在11～15mg/Nm3，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。濾袋使用至今已將近4年，無(wú)破損情況。電改袋技術(shù)的成功應(yīng)用，減少了排放，符合節(jié)能減排的發(fā)展要求，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

表3　福建春馳新豐水泥有限公司2500t/h生產(chǎn)線窯尾電改袋技術(shù)參數(shù)

簡(jiǎn) 訊

Brief News

Discussion on Precipitation Technology of “Electrostatic Precipitator Reformed to Bag Precipitator” in Cement Plant

XIE Jie

X701

A

1006-5377（2016）07-0030-04