氣箱脈沖袋除塵器在風(fēng)選磨上的設(shè)計及應(yīng)用

韋金瑋

1.生產(chǎn)線情況

貴港市永固新型建材有限公司粉磨站于2010年新增一條30萬噸水泥生產(chǎn)線，其風(fēng)選磨的規(guī)格是?3.4×6.5m。在風(fēng)選磨前配套有沸騰爐一臺提供熱風(fēng)烘干磨機內(nèi)的粉料。采用無煙煤和小部分貧煤混合的燃料，產(chǎn)量設(shè)計為1000t/d。本文針對生產(chǎn)情況進(jìn)行磨尾除塵系統(tǒng)的選型設(shè)計，現(xiàn)介紹如下。

2.工況及除塵器要求

（1）磨尾廢氣系統(tǒng)的處理能力為57000m3/h；（2）排放濃度達(dá)到30mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)；（3）尾氣溫度：<130℃；（4）入口粉塵濃度：<500g/m3；（5）除塵器占地面積：7000×7000mm，露天布置；（6）涂裝要求：耐溫130℃，耐酸PH=4.3。

3.設(shè)計方案

3.1除塵器選型

（1）從占地面積考慮，在處理風(fēng)量相同的條件下，電除塵器占用的空間比袋除塵器所占用的空間要大，為節(jié)省空間使用，優(yōu)先采用袋除塵器。

（2）從投資成本考慮，正壓袋除塵器的體積大、耗鋼量高，一次性投入成本高，而且風(fēng)機放于除塵器前面，容易造成風(fēng)機被粉塵磨損，維護(hù)費用高。所以宜選用負(fù)壓型的袋除塵器。

（3）由于粉塵的組成成分主要是金屬氧化物，具有比重大、黏性小的特點，可選擇氣箱脈沖袋除塵器對粉塵進(jìn)行捕集。

3.2濾料選型

（1）由于設(shè)備入口原料含水量約15%，出口粉料含水量2%，這就意味著每噸原料有13%的水分會被帶入除塵器內(nèi)部。

（2）煙氣的溫度為100～130℃。

（3）粉塵粒徑主要集中在5um以上。

因此，袋除塵器的濾料必須選擇耐溫140℃以上，而且具有拒水防油效果的濾料。由于粉塵的粒徑比較大，從投資成本考慮不采用覆膜濾料。

而采用由玻璃纖維和普通滌綸針刺氈復(fù)合而成的耐高溫濾料，后期經(jīng)過疏水劑、疏油劑處理的中溫拒水防油針刺氈，其過濾風(fēng)速可以達(dá)到1.3m/min。

3.3選定除塵設(shè)備

最后確定選用FMDQ96-8型氣箱脈沖袋除塵器，其性能參數(shù)見表1。

表1 除塵器性能參數(shù)

3.4收塵室布置

每排收塵室設(shè)置一個船形斗，其結(jié)構(gòu)見圖1，船形斗的高度為2030mm，單個灰斗容積為13.3m3?；叶穬?nèi)存灰界面到濾袋底部留有足夠空間，這樣使含塵氣體在灰斗內(nèi)有足夠的停留時間，大部分粉塵顆粒群得到沉降。灰斗與螺旋輸送機之間沒有卸灰閥，而是一體化設(shè)計，杜絕了堵灰現(xiàn)象。

圖1 袋除塵器灰斗和進(jìn)風(fēng)方式示意

3.5進(jìn)風(fēng)方式的確定

進(jìn)風(fēng)方式影響著脈沖袋除塵器的大型化。采用底部進(jìn)風(fēng)方式的脈沖袋除塵器，處理的風(fēng)量較小、入口含塵濃度較低，不能滿足大風(fēng)量、高濃度的煙氣處理要求。因此，該除塵器采用側(cè)進(jìn)風(fēng)，在兩排收塵分室中間設(shè)計一個通氣風(fēng)道（見圖1）。含塵氣體從風(fēng)道下部進(jìn)入，過濾后的氣體經(jīng)過提升閥進(jìn)入風(fēng)道上部，通過風(fēng)管排出。設(shè)置部分截面灰斗與通氣風(fēng)道為一體，增大收塵室的進(jìn)風(fēng)截面積，降低入口風(fēng)速，能有效將煙氣均勻分布到各個收塵室內(nèi)。

3.6控制方式的確定

提升閥和脈沖閥通過兩種方式聯(lián)合控制：中央控制室控制、控制儀現(xiàn)場控制。由于除塵器的動作簡單，從投資成本上考慮，無需采用PLC程序控制。

4.參數(shù)確定

4.1影響除塵器性能的7個風(fēng)速的確定

（1）總進(jìn)風(fēng)管和各分支風(fēng)管的氣流速度控制在14～18m/s之間；風(fēng)速過低，粉塵會容易沉降在管道內(nèi)，造成管道堵塞；風(fēng)速過高，則系統(tǒng)的阻力過大，耗能高。

（2）袋室底部橫斷截面煙氣上升速度控制在1.5m/s以下。過高的煙氣上升速度容易發(fā)生粉塵再吸附現(xiàn)象。

（3）氣流通過濾袋的速度V過濾<1.2m/min，一般V凈過濾<1.5m/min。這個風(fēng)速取決于濾料的性能，同時也決定類濾料的使用壽命。

（4）氣流通過凈氣室截面的風(fēng)速<3m/s。這個風(fēng)速主要影響分室內(nèi)氣流的分布。

（5）氣流通過提升閥的速度<8m/s。這個風(fēng)速主要影響設(shè)備各個分室分風(fēng)的均布性。

（6）出風(fēng)管的風(fēng)速<12m/s。這個風(fēng)速主要影響設(shè)備的運行阻力。

（7）過濾后的干凈氣體離開袋口的風(fēng)速V袋口<5m/s。這個速度主要影響濾袋過濾面積的使用效率和設(shè)備的阻力，風(fēng)速越低，氣流分布越均勻。

4.2濾袋尺寸的確定

濾袋的直徑和長度是受到袋口風(fēng)速約束的，同時也根據(jù)清灰方式的不同，尺寸要求也不一樣。脈沖袋室除塵器濾袋長度和直徑比為：12：1～60：1，其直徑為120～200mm，長度為2～9m。分室氣箱脈沖除塵器一般取下限值，分室離線逐排脈沖清灰的袋式除塵器一般取上限值。

4.3噴吹口設(shè)置

在清灰動作執(zhí)行時，噴吹口會在瞬間噴吹大量的高壓氣體，如果噴吹口距離濾袋口較近，容易噴壞濾袋口。根據(jù)計算，噴吹口距離袋口的直線距離必須>1m，否則袋口容易被噴吹口噴出的高壓氣體損壞。

5.保溫及涂裝工程

由于煙氣中含有大量的水分，為避免發(fā)生糊袋現(xiàn)象，因此進(jìn)入除塵器內(nèi)部的煙氣溫度必須保持在80℃以上。而且，當(dāng)除塵器的內(nèi)外溫差較大的時候，靠近箱體壁的煙氣容易凝結(jié)出水滴，煙氣中含有大量的二氧化硫會和凝結(jié)的水分反應(yīng)，生成弱硫酸腐蝕箱體、袋籠、濾袋。所以除塵器以及管道外層必須配有保溫層，保證煙氣溫度高于露點溫度，防止管道、及設(shè)備殼體被腐蝕。

本次設(shè)計采用的保溫材料為礦渣棉，保溫層厚度為50mm厚，保溫層的外部保護(hù)層采用0.6mm厚度的彩鋼瓦。并對除塵設(shè)備、非標(biāo)管道內(nèi)外表面均涂防腐漆。

6.運行期間主要出現(xiàn)的問題

6.1噴吹主干管與分支管之間的連接部位容易斷裂

分析：經(jīng)查明是由于接脈沖閥的分支管過長，當(dāng)脈沖閥噴吹的時候產(chǎn)生較大的力矩，導(dǎo)致分支管與主干管之間的部位容易疲勞，最后產(chǎn)生裂縫。

解決辦法：給每個脈沖閥進(jìn)氣的分支管增設(shè)一定位支架，降低分支管與主干管之間的部位的受力。

結(jié)果：在給每個脈沖閥進(jìn)氣的分支管增設(shè)定位支架后，分支管與主干管之間的部位就再沒有出現(xiàn)過裂縫。

6.2頂部檢修門、凈氣室的隔板被嚴(yán)重腐蝕

分析：在剛停機的時候，打開頂部檢修門，發(fā)現(xiàn)檢修門內(nèi)表面附有嚴(yán)重的水膜，原因是由于除塵器頂部未做保溫層，當(dāng)煙氣接觸到凈氣室的頂部檢修門的時候，煙氣溫度被冷卻至露點以下，于是煙氣中的水汽在檢修門的內(nèi)表面冷凝成一層水膜，煙氣中的SO2與水發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)弱酸腐蝕箱體內(nèi)部，嚴(yán)重縮短了涂裝工程的壽命。

解決辦法：更換頂部檢修門以及被腐蝕的凈氣室隔板，在新的頂部檢修門內(nèi)加設(shè)保溫夾層，給整個上箱體內(nèi)部打磨，并重新涂裝。

結(jié)果：此后每3個月檢查一次涂裝工程。2年來未曾更換過頂部檢修門。

6.3濾袋糊袋和破損

雖然除塵器的保溫工程到位，但是由于生產(chǎn)操作上的不可控（如：雨季中頻繁的臨時停產(chǎn)等），導(dǎo)致除塵器內(nèi)部濾袋容易糊袋，平均每3個月需要進(jìn)行一次維護(hù)，每次維護(hù)時間約為2天，內(nèi)容主要是檢查袋室內(nèi)的糊袋情況，將已經(jīng)糊袋的濾袋抽出并清理，檢查汽缸等設(shè)備的情況。同時在每次清除濾袋的時候，由于操作工的操作不當(dāng)，經(jīng)常有濾袋被扯壞。

解決辦法：加強除塵系統(tǒng)的維護(hù)和管理，減少濾袋糊袋和破損情況的發(fā)生。

7.運行期間主要出現(xiàn)的問題

7.1噴吹主干管與分支管之間的連接部位容易斷裂

分析：經(jīng)查明是由于接脈沖閥的分支管過長，當(dāng)脈沖閥噴吹的時候產(chǎn)生較大的力矩，導(dǎo)致分支管與主干管之間的部位容易疲勞，最后產(chǎn)生裂縫。

解決辦法：給每個脈沖閥進(jìn)氣的分支管增設(shè)一定位支架，降低分支管與主干管之間的部位的受力。

結(jié)果：在給每個脈沖閥進(jìn)氣的分支管增設(shè)定位支架后，分支管與主干管之間的部位就再沒有出現(xiàn)過裂縫。

7.2頂部檢修門、凈氣室的隔板被嚴(yán)重腐蝕

分析：在剛停機的時候，打開頂部檢修門，發(fā)現(xiàn)檢修門內(nèi)表面附有嚴(yán)重的水膜，原因是由于除塵器頂部未做保溫層，當(dāng)煙氣接觸到凈氣室的頂部檢修門的時候，煙氣溫度被冷卻至露點以下，于是煙氣中的水汽在檢修門的內(nèi)表面冷凝成一層水膜，煙氣中的SO2與水發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)弱酸腐蝕箱體內(nèi)部，嚴(yán)重縮短了涂裝工程的壽命。

解決辦法：更換頂部檢修門以及被腐蝕的凈氣室隔板，在新的頂部檢修門內(nèi)加設(shè)保溫夾層，給整個上箱體內(nèi)部打磨，并重新涂裝。

結(jié)果：此后每3個月檢查一次涂裝工程。至今未曾更換過頂部檢修門。

7.3濾袋糊袋

分析：雖然除塵器的保溫工程到位，但是由于生產(chǎn)操作上的不可控（例如：雨季中頻繁的臨時停產(chǎn)等），導(dǎo)致除塵器內(nèi)部濾袋容易糊袋。

解決辦法：平均每3個月進(jìn)行一次維護(hù)，每次維護(hù)時間約為2天，內(nèi)容主要是檢查袋室內(nèi)的糊袋情況，將已經(jīng)糊袋的濾袋抽出并清理，檢查汽缸等設(shè)備的情況。在每次清除濾袋的時候，由于操作工的操作不當(dāng)，經(jīng)常有濾袋被扯壞。 [科]