天鐵煉鐵廠靜電除塵器改造

王幸

（天津天鐵冶金集團第一煉鐵廠，河北涉縣056404）

天鐵煉鐵廠靜電除塵器改造

王幸

（天津天鐵冶金集團第一煉鐵廠，河北涉縣056404）

為滿足環(huán)保要求，天鐵煉鐵廠將靜電除塵器改造為布袋除塵器，對除塵器箱體內(nèi)部結構，氣流分布裝置、風機、噴吹室、除塵器本體等進行了設計。改造后除塵器的除塵能力達到了設計要求，排放濃度優(yōu)于國家標準，設備運行平穩(wěn)，故障率較低，取得了較高的經(jīng)濟效益。

除塵器；氣流；濾袋；花板孔；風機

1 引言

靜電除塵器是冶金企業(yè)應用較為普遍的一種除塵器,隨著環(huán)保要求越來越嚴，靜電除塵器已經(jīng)無法滿足要求，特別是在排放濃度上，新環(huán)保法要求除塵器排放濃度不能超過25 mg/m3，而靜電除塵器排放濃度普遍高于30 mg/m3，早期投運的除塵器排放濃度甚至超過80 mg/m3。利用原電除塵器殼體將電除塵改造為布袋除塵器，不僅可以節(jié)省大量投資，而且可以節(jié)省除塵器建造時間。本文結合天鐵第一煉鐵廠靜電除塵器改造布袋除塵器的實踐，對除塵器改造的設計進行探討。

2 除塵器選型

除塵器的選型是除塵器改造首先應解決的問題。很多企業(yè)認為電袋形式的除塵器除塵效果較好，電袋除塵器采用前電場后布袋的處理方式，電場對煙氣進行預處理，布袋對煙氣進行二次處理。然而對老舊除塵器的改造往往受空間限制，一般僅可安裝一個電場，實際應用中低于兩個電場的電袋除塵器其電場對煙氣的處理能力是很低的，大部分灰塵還是要依靠后面的布袋收集。布袋除塵器因其特殊的結構在冶金企業(yè)粉塵處理方面具有明顯優(yōu)勢。在改造成本方面，電袋除塵器比布袋除塵器改造成本要高出很多,綜合考慮性能和改造成本，布袋除塵器是改造的首選。

長袋低壓脈沖袋式除塵器是目前比較成熟的布袋除塵器，具有除塵效果好、噴吹時間短、噴吹壓力低、清灰能力強、運行阻力低等優(yōu)點。按照清灰方式，該除塵器又分為離線清灰和在線清灰兩種類型，其中離線清灰方式除塵效果更好，濾袋壽命更長。天鐵第一煉鐵廠除塵器改造全部采用離線清灰的長袋低壓脈沖袋式除塵器。

3 除塵器箱體內(nèi)部結構設計

除塵器改造的主要內(nèi)容是拆除原來靜電除塵器箱體內(nèi)的各種組件，然后安裝布袋除塵器的花板、布袋、風道、噴吹裝置及電氣控制裝置。改造中應對布袋、花板、氣流分布裝置等進行設計，以求使改造后的除塵器達到最佳效果。

3.1 濾袋與花板孔設計

濾袋規(guī)格與花板孔布置是除塵器改造中一項很關鍵的設計，這項設計關系到除塵器的過濾面積和濾袋的使用壽命。

3.1.1 花板孔尺寸

合理的花板尺寸有利于提高反吹清灰效果，減少濾袋碰撞，延長濾袋壽命。根據(jù)工廠制造經(jīng)驗，在濾袋長度不超過8 m的情況下，孔與孔的間距為濾袋直徑的1.3～1.5倍，花板孔中心距離邊界的距離為濾袋直徑1.3倍，在此距離下布袋反吹效果最好，濾袋碰撞摩擦較小，濾袋壽命長。

3.1.2 濾袋規(guī)格

長袋低壓脈沖袋式除塵器最常用的濾袋為直徑Φ130～160 mm，長度不超過9 m的濾袋，其中規(guī)格為Φ160×6 500的濾袋最為常用。在選擇濾袋規(guī)格時首先要保證除塵器總的過濾面積滿足要求，然后盡量與本企業(yè)其他除塵器在用濾袋規(guī)格相同，以便于節(jié)約濾袋儲存成本。

選取濾袋規(guī)格時一般先按照本企業(yè)要求，本著與本單位在用濾袋規(guī)格相同的原則預先確定布袋規(guī)格，然后按照除塵器箱體尺寸計算濾袋總的數(shù)量，最后計算總的過濾面積是否滿足要求，如不能滿足要求，應考慮增大過濾面積。主要有以下兩種方案。

方案一：濾袋數(shù)量不變，將箱體縱向向上加高，以延長濾袋長度，進而增加除塵器總的過濾面積。該方案成本低，工期短。

方案二：濾袋規(guī)格不變，將除塵器箱體向進氣口方向延長，以增加濾袋的數(shù)量。拆除除塵器進氣口的喇叭口和部分管道，然后將除塵器箱體延伸，可以增加濾袋數(shù)量。該方案投資成本較高，但是有利于統(tǒng)一備件。

3.2 氣流分布

電除塵器改造為長袋低壓脈沖袋式除塵器，改造后除塵設備是多單元組合式袋式除塵設備，它不同于單臺設備，要特別重視組合后氣流分布的技術性能。靜電除塵器氣流是水平運動，而袋式除塵器氣流是水平和垂直運動的組合，主要是垂直運動。合理分布除塵器氣流主要從以下幾個方面著手。

3.2.1 除塵器主氣流通道設計

除塵器主氣流通道的設計關系到煙氣流在除塵器內(nèi)流動的方向，除塵器改造中主氣流通道設計要嚴格按照布袋除塵器標準設計。如圖1所示，在除塵器中間安裝凈氣通道和煙氣通道，煙塵進入煙氣通道之后，煙氣先向下流動進入灰倉，然后自布袋底部向上流動。氣流按照自下而上的方向流動，避免了煙氣直接沖擊袋體，氣流分布均勻，不產(chǎn)生渦流，布袋晃動小，不易碰撞，磨損小。

圖1 下進式氣流分別方案

當前也有很多企業(yè)在改造中采用氣流平進上出設計方案，該方案不設計煙氣通道，煙氣氣流自原電除塵器導流板水平進入除塵器并進入布袋。該方案成本低，工期短,但是氣流分布不均，渦流嚴重，布袋晃動大易碰撞，灰倉灰量分布嚴重不均，進口布袋易損壞。盡管除塵器的改造成本和工期是一個很重要的因素，但是一臺高性能的除塵器可以降低除塵器的運行成本和維護成本，為此第一煉鐵廠在除塵器改造中全部采用氣流下進上出的氣流通道設計方案。

3.2.2 煙氣通道的優(yōu)化

除塵器改造中，大部分廠家在除塵器通道設計上依然沿用常規(guī)布袋除塵器的做法，即平分凈氣通道和煙氣通道。電除塵箱體高度往往比普通布袋除塵器箱體尺寸要高很多，改造時應充分發(fā)揮這一優(yōu)點，合理設計兩個通道，在保證凈氣通道尺寸滿足除塵器最大風量要求的情況下，加大煙氣通道的尺寸，如圖2所示。這樣煙氣進入通道后先擴散并減速，一些大顆粒物質(zhì)因速度降低直接沉積到灰斗內(nèi)。這樣設計的煙氣通道同時起到重力除塵器的作用，實現(xiàn)對煙塵中大顆粒的預沉降。

3.2.3 凈氣通道和煙氣通道接口設計

圖2 除塵器通道優(yōu)化示意圖

靜電除塵器改造為布袋除塵器之后，凈氣通道和煙氣通道全部集中到了除塵器中間位置，使原來的喇叭口與這兩個通道的連通位置出現(xiàn)通道面積迅速收縮，導致在喇叭口位置形成異型管。由于這兩個異型管位于除塵器主管道上，氣流通過異型管時形成較大的局部壓力損失和渦流，降低了除塵器風量，造成風機能力浪費。為實現(xiàn)風機性能高效利用，改造中應去掉除塵器進出喇叭口，在此位置安裝過渡段，實現(xiàn)兩個通道與除塵器進出管道的平滑過渡，以減少壓力損失。

3.2.4 上箱體橫截面高度設計

上箱體橫截面高度主要是保證凈化后的氣體在通過上箱體內(nèi)部空間時，氣流流向均衡，不會造成氣流阻力太大，甚至風機吸力不夠。在設計上箱體橫截面高度時，應利用電除塵器箱體高度較大的特點，設計足夠的上箱體高度，一般設計高度為700 mm左右，以保證氣流均勻。

3.3 濾袋檢修平臺設計

靜電除塵器灰倉較大，維修工無法進入除塵器灰倉內(nèi)檢查布袋底部磨損情況，而且清理因檢修而落入灰倉內(nèi)的布袋也很困難，為此可以在除塵器箱體內(nèi)設計一個布袋檢修平臺。該平臺為一個整體的大篦子，位于布袋底部下方1.6 m左右位置，檢修人員可以站在篦子上檢查布袋，有布袋掉下時篦子可以接住布袋，防止布袋落灰倉內(nèi)。

4 其他設計

4.1 風機設計

為保證除塵器改造為布袋除塵器后，風機風量可以滿足要求，改造前需測試風機風量和風壓，對于風量和風壓不能滿足要求的風機進行改造，以保證風量足夠。風機風量如果不夠，應先檢查除塵器風機出力是否達到，除塵管道阻力是否太大。如果仍然解決不了，則需增大風機的風量，增大風機風量方法很多，天鐵增大風機風量主要采用以下幾種的方法。

對于采用變頻器調(diào)速的風機，可以嘗試提高風機工作頻率，一般六級變頻電機可以在30～85 Hz穩(wěn)定運行。

采用液力耦合器調(diào)速的風機，工作中液力耦合器輸出存在轉速差，可以嘗試拆除液力耦合器，改造為電機直接驅動風機，如果進一步對電機安裝變頻器，還可以實現(xiàn)節(jié)能調(diào)速。

更換風量更大的風機，此方案需重現(xiàn)制作風機基礎，投資大，工期長。

4.2 噴吹室設計

噴吹室內(nèi)包含布袋除塵器所有的氣動裝置和電氣控制設施。這些裝置出現(xiàn)問題將影響除塵設備的正常運行和使用壽命。噴吹室設計應注重以下幾點。

噴吹室內(nèi)部布置。傳統(tǒng)的布袋除塵噴吹室內(nèi)所有管路和線路平鋪在走廊內(nèi)，占用了大量空間，將所有管路和線路沿著噴吹室墻面立體布置的方案，這樣噴吹室內(nèi)通廊空間較大，便于噴吹室內(nèi)日常巡檢和維修。

噴吹室要有防雨設施，防止雨水對設備造成腐蝕和損壞。

冬季氣溫較低的地區(qū)噴吹室應有良好的保溫和加熱設施，防止冬季低溫造成脈沖閥膜片損壞影響除塵器工作。

4.3 除塵器本體保溫

低溫環(huán)境下，煙氣中含水量大將造成濾袋清灰能力差，為此應對除塵器本體進行保溫，保證除塵器內(nèi)布袋溫度，防止低溫影響濾袋清灰效果。

5 結束語

對靜電除塵器改造布袋除塵器進行設計，確保了改造過程的順利進行，保證了除塵器改造后的除塵效果，避免了盲目改造造成的除塵能力不達標和資金浪費。2014年至今，天鐵第一煉鐵廠已完成了多臺靜電除塵器的改造工作，改造后，設備運行平穩(wěn)，故障率較低，除塵器的處理能力達到或超過當初設計要求，排放濃度全部遠優(yōu)于國家標準。

[1] 張殿印，王海濤.除塵設備與運行管理[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2010：174-181.

Modification of Electrostatic Precipitator at Tiantie Iron-making Plant

WANG Xing
(Iron-making Plant 1,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

In order to meet the requirement by environmental protection,Tiantie Iron-making Plant changed electrostatic precipitator into bag filter deduster and designed the internal structure of the casing,air distributing device,blower,blowing chamber and main body of the deduster.After modification, the dust catching capability of the deduster reached design requirement and discharge condensation was superior to national standard.The equipment ran stably and smoothly with low fault rate.High economic effect was achieved.

precipitator;air flow;filtering bag;plate hole;blower

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.011

2015-08-15

2015-09-10

王幸（1981—），男，本科，工程師，主要從事冶金設備和環(huán)保設備的管理及維護工作。