嵇 浩

（合肥邁特科技工程股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

1 水泥窯頭電改袋技術(shù)原理

水泥窯頭電改袋技術(shù)，就是利用原有靜電除塵器的殼體，在保持原工藝系統(tǒng)處理風(fēng)量不變的情況下，根據(jù)原有靜電除塵器的殼體尺寸，合理布置脈沖袋式除塵器的花板，同時(shí)對(duì)袋式除塵器的凈氣室、袋室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造，其具體的改造內(nèi)容包括：不改變?cè)o電除塵器的中部箱體、灰斗及卸灰裝置等主要部件，拆除原靜電除塵器內(nèi)部陰陽(yáng)電極及振打裝置；增設(shè)過(guò)濾、清灰和離線裝置；拆除原靜電除塵器電氣控制系統(tǒng)，安裝脈沖袋式除塵器PLC程序控制器及其他電氣控制系統(tǒng)。

改造后的脈沖袋式除塵器采用分室結(jié)構(gòu)，主要部件包括：頂部清灰裝置、凈氣室單元、中部袋室、中間風(fēng)道、灰斗、卸灰裝置和電氣控制裝置等。含塵氣體由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入中間風(fēng)道，經(jīng)中間風(fēng)道下部均勻布置的矩形調(diào)節(jié)閥門(mén)，分配給相應(yīng)的灰斗。進(jìn)入灰斗的含塵煙氣首先與灰斗進(jìn)風(fēng)口的均風(fēng)導(dǎo)流板發(fā)生碰撞，大顆粒塵埃沉降落入灰斗，其余塵埃隨氣流繼續(xù)上升，分別進(jìn)入各個(gè)袋室。經(jīng)濾袋過(guò)濾后的干凈氣體由濾袋內(nèi)部進(jìn)入凈氣室，再通過(guò)中間風(fēng)道由出風(fēng)口排入大氣。阻留在濾袋表面的粉塵，在清灰系統(tǒng)的作用下，落入灰斗中，由卸灰裝置定時(shí)或連續(xù)輸出。

改造后的脈沖袋式除塵器的清灰過(guò)程，采用PLC程序控制器進(jìn)行控制。根據(jù)實(shí)際需要，可設(shè)計(jì)成定時(shí)和定阻力兩種方式。定時(shí)清灰一般根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際清灰效果來(lái)設(shè)置清灰周期。定阻清灰則是根據(jù)袋除塵器本身阻力的提高來(lái)設(shè)置清灰周期，當(dāng)阻力達(dá)到預(yù)先設(shè)定值時(shí)，清灰控制器發(fā)出信號(hào)，提升閥關(guān)閉，電磁脈沖閥導(dǎo)通；壓縮空氣經(jīng)氣包、脈沖閥、噴吹管，瞬間噴入每條濾袋；高速氣流在濾袋內(nèi)膨脹，促使濾袋產(chǎn)生高頻震動(dòng)變形，阻留在濾袋外表面的塵餅變形脫落；待脫落粉塵有效落入灰斗后，提升閥打開(kāi)，濾袋恢復(fù)過(guò)濾狀態(tài)，而下一袋室進(jìn)入清灰狀態(tài)。如此循環(huán)往復(fù)，直到最后一袋室清灰完畢。

窯頭電改袋技術(shù)融合了分室反吹和脈沖清灰兩類(lèi)袋式除塵器各自的優(yōu)點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)上采用單元式清灰系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)分室反吹型袋式除塵器在線清灰強(qiáng)度不足的弱點(diǎn)，使清灰效率明顯提高；氣路控制元件選用淹沒(méi)式脈沖閥，彌補(bǔ)了普通脈沖清灰壓力不足，容易出現(xiàn)粉塵再附的缺點(diǎn)。改造后的脈沖袋式除塵器，噴吹頻率大為降低，清灰周期延長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)行的能耗隨之降低。與此同時(shí)，濾袋、脈沖閥的壽命相應(yīng)延長(zhǎng)，設(shè)備綜合性能大大提高。

2 水泥窯頭電改袋關(guān)鍵技術(shù)

2.1 增設(shè)噴霧冷卻裝置

噴霧冷卻裝置是針對(duì)窯頭篦冷機(jī)工作不穩(wěn)定，或是余熱發(fā)電工作異常，而設(shè)置的應(yīng)急降溫處理裝置。在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，為了保護(hù)濾袋免受高溫的破壞，設(shè)計(jì)上要求：不但要在除塵器的入口處安裝冷風(fēng)閥，還必須在篦冷機(jī)的后端出風(fēng)口處增設(shè)噴霧冷卻裝置。

噴霧冷卻裝置的基本功能是根據(jù)煙氣溫度的變化自動(dòng)控制噴嘴的開(kāi)關(guān)，使冷卻器煙氣出口溫度維持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。工作時(shí)，冷卻水自水源水箱經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后由多級(jí)水泵升壓，經(jīng)出口管路分組控制箱（控制不同工況下的不同噴水量）送到噴嘴，再經(jīng)過(guò)噴嘴噴霧，產(chǎn)生非常細(xì)小的顆粒，水霧在高溫?zé)煔庵醒杆僬舭l(fā)，吸收煙氣的大量熱量，使煙氣溫度迅速降低并維持在一定溫度范圍內(nèi)。噴霧冷卻裝置如圖1所示。

圖1 噴霧冷卻裝置

2.2 破袋檢測(cè)技術(shù)

如圖2所示，為窯尾窯頭除塵器配套的在線破袋漏袋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有程序自動(dòng)調(diào)整的功能，并能以圖形、數(shù)字在線顯示粉塵的濃度。在實(shí)際應(yīng)用中，分別在每個(gè)袋室設(shè)置獨(dú)立的壓差計(jì)，實(shí)時(shí)顯示每個(gè)袋室的壓力變化。電氣控制系統(tǒng)將采集的壓差信號(hào)反饋給粉塵監(jiān)測(cè)裝置，粉塵監(jiān)測(cè)裝置經(jīng)過(guò)分析比較后，顯示出異常波峰信號(hào)。操作者據(jù)此根據(jù)波峰的情況，就能夠發(fā)現(xiàn)濾袋是否破損，并能夠準(zhǔn)確定位到相應(yīng)的袋室。

圖2 破袋漏袋監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)

2.3 凈氣室模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

改造后的袋式除塵器，凈氣室采用模塊化結(jié)構(gòu)，如圖3所示。模塊化凈氣室拼裝方便、快捷，改造工期大大縮短，安裝成本顯著降低。

解析：第一個(gè)圖中入射光線是平行的，而折射光線遠(yuǎn)離主光軸，即透鏡有發(fā)散作用，所以是凹透鏡；第二個(gè)圖中入射光線平行于主光軸，折射光線相對(duì)于入射光線靠近了主光軸，即透鏡有會(huì)聚作用，所以是凸透鏡。

圖3 模塊化的凈氣室結(jié)構(gòu)

2.4 分室進(jìn)風(fēng)并設(shè)置導(dǎo)流裝置

將進(jìn)風(fēng)氣流均勻分配到每個(gè)袋室，并在每個(gè)進(jìn)風(fēng)口設(shè)置導(dǎo)流裝置，從而改善內(nèi)部氣流的分布，進(jìn)一步降低設(shè)備結(jié)構(gòu)阻力。進(jìn)風(fēng)口導(dǎo)流裝置如圖4所示。

圖4 進(jìn)風(fēng)口導(dǎo)流裝置

3 電改袋技術(shù)在水泥廠窯頭的應(yīng)用

3.1 工程概況

福建塔牌2#窯頭電收塵器采用靜電除塵設(shè)備，已配備低溫余熱發(fā)電鍋爐。原系統(tǒng)配套的靜電除塵器內(nèi)部積灰嚴(yán)重，部分極線出現(xiàn)松動(dòng)、斷裂，個(gè)別極線甚至變形、脫落；除塵器的側(cè)箱板由于長(zhǎng)期受負(fù)壓作用而產(chǎn)生變形，導(dǎo)致部分極板拆除，致使靜電除塵器除塵效率大幅下降。近年來(lái)，隨著大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，現(xiàn)有電收塵器排放濃度已無(wú)法滿足《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4915-2013）的要求。因此，該公司決定將靜電除塵器改造為袋式除塵器，以期達(dá)到煙塵排放濃度控制在10mg∕m3以內(nèi)。

3.2 改造方案

在不改變現(xiàn)有工藝流程和原設(shè)備的基礎(chǔ)上，保留原電除塵器的1#電場(chǎng)不動(dòng)（需更換極板極線和振打裝置），拆除余下電場(chǎng)的頂部和內(nèi)部所有陽(yáng)極板、陰極線等；增設(shè)花板、袋籠、濾袋、脈沖清灰裝置、模塊化凈氣室等部件和PLC程序控制器及其他電氣控制系統(tǒng)，改造為電袋復(fù)合除塵器。電改袋式除塵器的現(xiàn)場(chǎng)情況如圖5所示。

圖5 電改袋式除塵器

3.3 主要改造項(xiàng)目

3.3.1 電區(qū)改造

保留原電除塵器殼體、進(jìn)氣口、分布板及其分布板的振打裝置（需修復(fù)），更換原有1#電場(chǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)件中的陰極放電系統(tǒng)、陽(yáng)極收塵系統(tǒng)及陰極振打清灰系統(tǒng)，改為側(cè)振打。

3.3.2 袋區(qū)改造

除保留的1#電場(chǎng)外，其他電場(chǎng)和出口喇叭改為袋室，改造后除塵器共分為14個(gè)袋室。保留所有灰斗及輸灰裝置，原鎖風(fēng)裝置改為雙層氣動(dòng)排灰閥；拆除原第二、三、四電場(chǎng)內(nèi)部構(gòu)件、密封部件及防雨裝置等，將其內(nèi)部空間作為袋除塵器的袋過(guò)濾空間；改造時(shí)充分利用原電除塵器殼體，保留原靜電除塵器進(jìn)風(fēng)口，增設(shè)頂部?jī)魵馐?、噴吹系統(tǒng)；原除塵器灰斗、箱體殼體部分保持不變，灰斗內(nèi)部增設(shè)格柵。

3.3.3 凈氣室改造

改造后的袋式除塵器的凈氣室采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)凈氣室改造成為獨(dú)立的過(guò)濾單元。凈氣室與袋室之間設(shè)置提升閥，實(shí)現(xiàn)離線清灰。過(guò)濾以后的氣體通過(guò)提升閥匯入出風(fēng)管道，經(jīng)煙囪排空。為保證氣流均勻，采用分室結(jié)構(gòu)，在每個(gè)灰斗進(jìn)風(fēng)口設(shè)置均風(fēng)導(dǎo)流板；適當(dāng)提高袋室高度，控制袋室內(nèi)氣流上升速度，從而保證每條濾袋進(jìn)風(fēng)均勻。

3.3.4 增設(shè)噴霧降溫冷卻裝置

為防止系統(tǒng)異常情況下濾袋超溫運(yùn)行，改造時(shí)增設(shè)了噴霧降溫冷卻裝置。在收塵器進(jìn)風(fēng)管道上增設(shè)快速截止百葉閥，與收塵器入口冷風(fēng)閥、噴水霧化降溫系統(tǒng)等一起組成超溫安保系統(tǒng)。當(dāng)收塵器入口溫度超過(guò)一定溫度時(shí)，超溫安保系統(tǒng)按以下順序進(jìn)行工作：打開(kāi)冷風(fēng)閥→打開(kāi)噴水霧化降溫系統(tǒng)→尾排風(fēng)機(jī)急?！瑫r(shí)關(guān)閉快速截止百葉閥并切斷高溫氣流。

3.3.5 風(fēng)機(jī)電機(jī)的改造

對(duì)原有的風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行改造，具體改造項(xiàng)目如表1所示。

表1 風(fēng)機(jī)電機(jī)改造項(xiàng)目

3.4 改造后的電袋復(fù)合除塵器技術(shù)參數(shù)

改造后的電袋復(fù)合除塵器的技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 電袋復(fù)合除塵器的技術(shù)參數(shù)

3.5 改造后的運(yùn)行效果

該電改袋項(xiàng)目改造完成以后，除塵器運(yùn)行狀態(tài)良好，設(shè)備進(jìn)出風(fēng)口壓差顯示在800～1200Pa之間，除塵器工作性能達(dá)到了預(yù)期效果。當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)在線監(jiān)測(cè)顯示，其運(yùn)行阻力1000Pa左右，標(biāo)況下排放濃度≤10mg∕m3，均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了適應(yīng)水泥工業(yè)越來(lái)越嚴(yán)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，部分排放不達(dá)標(biāo)的水泥窯頭的靜電除塵器可進(jìn)行電袋復(fù)合除塵器的改造。本文詳盡地分析了窯頭電改袋的技術(shù)原理及改造的關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)將福建塔牌2#窯頭電收塵器改造為電袋復(fù)合除塵器，主要改造項(xiàng)目有：電區(qū)的改造、袋區(qū)的改造、凈氣室的改造、增設(shè)噴霧降溫冷卻裝置、風(fēng)機(jī)電機(jī)的改造。該電改袋項(xiàng)目改造完成以后，除塵器運(yùn)行狀態(tài)良好，設(shè)備進(jìn)出風(fēng)口壓差顯示在800～1200Pa之間，排放濃度≤10mg∕m3，除塵器工作性能達(dá)到了預(yù)期效果。