工業(yè)除塵系統(tǒng)節(jié)能探討

龐學(xué)軍

方大炭素新材料科技股份有限公司

【摘 要】在現(xiàn)代工業(yè)中，火電、冶金、建材和化工等行業(yè)在生產(chǎn)過程中均排放含有大量粉塵的煙氣，不但加劇了對大氣環(huán)境的污染，也嚴(yán)重危害著人類的自身健康?；诂F(xiàn)階段很多工業(yè)在發(fā)展的同時(shí)，也帶來了環(huán)境污染問題，嚴(yán)重制約著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展的愿景的背景下，選用高效、節(jié)能的除塵設(shè)備和節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，基于此，本文將著重分析探討工業(yè)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)技能技術(shù)，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)；除塵；節(jié)能；技術(shù)

工業(yè)除塵（靜電除塵、布袋除塵）系統(tǒng)風(fēng)量、系統(tǒng)阻力大小是除塵系統(tǒng)設(shè)備選型的關(guān)鍵參數(shù)，直接影響除塵系統(tǒng)投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。對系統(tǒng)風(fēng)量和系統(tǒng)阻力的優(yōu)化設(shè)計(jì)是節(jié)能的重點(diǎn)。

1.選擇合理卸料方式、卸料裝置減少物料揚(yáng)程量、粉塵流動速度，已達(dá)到減少除塵系統(tǒng)風(fēng)量和風(fēng)機(jī)全壓的目的。

工藝生產(chǎn)物卸料常采用電磁振動給料機(jī)、星型卸料器、插板閥。插板閥作為關(guān)閉、檢修閥，但工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中卻常常作為卸料閥應(yīng)用，再設(shè)計(jì)過程中此種現(xiàn)象常被忽略。在同等卸料高度下，插板閥卸料瞬間沖擊所產(chǎn)生的的分成量是星型吸料器卸料的3～5倍多，沖擊產(chǎn)生的粉塵流動速度比星型卸料器卸料產(chǎn)生粉塵的流速大很多，這樣導(dǎo)致了吸塵點(diǎn)位的吸塵風(fēng)量的增加和吸塵捕集風(fēng)速的提高，造成除塵系統(tǒng)風(fēng)量增大，風(fēng)機(jī)全壓升高，隨之電動機(jī)功率增大。吸塵口設(shè)置如圖1所示：

2.工藝設(shè)備卸料口的卸料角度的設(shè)置方向也對粉塵產(chǎn)生量影響很大。

按照現(xiàn)場實(shí)踐情況和設(shè)計(jì)原理，一般應(yīng)吸料口應(yīng)順著輸送物料移動方向設(shè)置一定角度，設(shè)置角度大于原料的堆積角或休止角。逆著、垂直方向設(shè)置，產(chǎn)塵量和粉塵流速都不利與除塵系統(tǒng)風(fēng)量和系統(tǒng)阻力的節(jié)能。具體圖示如圖2所示：

3.工藝系統(tǒng)物料產(chǎn)塵點(diǎn)位控制，達(dá)到控制有效吸塵口數(shù)量，減少除塵系統(tǒng)風(fēng)量。

隨著工業(yè)產(chǎn)品種類、產(chǎn)品品質(zhì)的提高，以及節(jié)能要求的提高，在大工業(yè)生產(chǎn)中，除塵器收集的粉料種類繁多，可利用價(jià)值非常大，有的除塵粉料直接輸送到工藝生產(chǎn)系統(tǒng)二次利用，實(shí)際大生產(chǎn)中國除塵系統(tǒng)的吸塵口數(shù)量、除塵系統(tǒng)設(shè)置不能按照除塵設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)置，設(shè)計(jì)復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范要求。過多的吸塵口歸集為一個(gè)系統(tǒng)，造成系統(tǒng)風(fēng)力平衡很難實(shí)現(xiàn)，管道流速很難控制，造成管道堵塞等問題?，F(xiàn)實(shí)中以增大除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)全壓來客服系統(tǒng)風(fēng)力不平衡問題，造成風(fēng)機(jī)功率不斷增大，電能消耗、運(yùn)行成本不斷攀升。在作者幾十年的設(shè)計(jì)、施工、技術(shù)交流與實(shí)際現(xiàn)場考察情況，90%以上工業(yè)除塵系統(tǒng)存在著這種問題而無法克服。

一般工業(yè)大生產(chǎn)中，物料卸料、配料系統(tǒng)由于不同物料并不是同時(shí)卸料、配料，在系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，吸塵口用電動、啟動控制密閉蝶閥控制，蝶閥控制與物料下料口連鎖，并提前開啟、滯后關(guān)閉。系統(tǒng)按照系統(tǒng)吸塵點(diǎn)位同時(shí)開啟時(shí)吸塵點(diǎn)位數(shù)量、風(fēng)量最大來確定系統(tǒng)風(fēng)量；按照系統(tǒng)吸塵點(diǎn)位同時(shí)開啟時(shí)吸塵點(diǎn)位最大數(shù)量來確定系統(tǒng)風(fēng)量；按照系統(tǒng)吸塵點(diǎn)位不同時(shí)開啟時(shí)吸塵點(diǎn)位最小數(shù)量時(shí)的風(fēng)量來確定系統(tǒng)易堵塞部位管道流速。具體工藝設(shè)置見圖例3：

4.除塵系統(tǒng)密封與閥門選擇技術(shù)。

在工業(yè)除塵傳統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范要求中，因自動化程度限制，風(fēng)系統(tǒng)管道閥門僅僅選用輕型風(fēng)量調(diào)節(jié)蝶閥，即使完全關(guān)閉，系統(tǒng)依舊有20%以上風(fēng)量損失，隨著自動控制在除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用及節(jié)能要求的不斷提高，除塵系統(tǒng)閥門作用不僅僅是調(diào)整風(fēng)量的不完全關(guān)閉狀態(tài)，部分不連續(xù)運(yùn)行部位吸風(fēng)口采用密閉蝶閥，能夠有效控制系統(tǒng)風(fēng)量損失，實(shí)際應(yīng)用中選擇公斤級數(shù)最低的水閥就能夠很好使用。

隨著工業(yè)不斷發(fā)展，工業(yè)除塵系統(tǒng)要求不斷提供，單套系統(tǒng)能力不斷擴(kuò)大，節(jié)能要求不斷提高，系統(tǒng)漏風(fēng)量的能力消耗再不再是個(gè)小數(shù)量問題，除塵器漏風(fēng)量一般廠家能夠達(dá)到3%，但實(shí)際運(yùn)行中，設(shè)備保證質(zhì)量的前提下，在系統(tǒng)投入運(yùn)行前幾個(gè)月能夠保證要求，但隨著生產(chǎn)時(shí)間延長，作為密封鎖氣器（密封新型卸料閥）閥板密封面磨損，鎖氣效果降低。實(shí)際應(yīng)用中與重力翻板閥配合使用效果會更好點(diǎn)。

隨著除塵設(shè)備能力需求不斷增大，尤其是長布袋除塵器設(shè)備，為了達(dá)到良好的清灰效果，噴吹方式和噴吹壓力也增大，這對除塵器箱體的耐壓強(qiáng)度要求提高，為作為指導(dǎo)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求依舊停留在10年前的水平，為此在實(shí)踐設(shè)計(jì)、采購中是要求增加強(qiáng)度加強(qiáng)筋來實(shí)現(xiàn)。

5.系統(tǒng)風(fēng)量選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)思維。

工業(yè)除塵在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，會遇到很多大空間倉室設(shè)備，比如料倉、料槽、熔化槽、混合槽，如果按照設(shè)計(jì)規(guī)范的要求設(shè)計(jì)，完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，但實(shí)際應(yīng)用中是對能源的一種消耗。

在作者實(shí)際設(shè)計(jì)改進(jìn)中，總結(jié)出微負(fù)壓、有限空間沉降想法。比如在炭素行業(yè)瀝青熔化系統(tǒng)，瀝青熔化槽煙氣收塵風(fēng)量選擇中，吸風(fēng)量越大，瀝青揮發(fā)物會發(fā)量隨之增大，系統(tǒng)靜電除塵系統(tǒng)負(fù)荷不斷增大。而采用微負(fù)壓理論，限制煙氣不溢出，設(shè)計(jì)中風(fēng)量在500m3/h，實(shí)際調(diào)試檢測風(fēng)量在80～100m3/h之間波動。原先提出能力不夠的系統(tǒng)在有效調(diào)試下，完全達(dá)到了排放和崗位清潔要求。

除塵、抑塵理論從效果上看沒有界限，污染物的收集是為達(dá)到效果而產(chǎn)生的現(xiàn)象，限制污染物不能達(dá)到不該去的空間和位置才是除塵的最終目標(biāo)（除非塵可以利用）。

6.工業(yè)除塵系統(tǒng)變頻節(jié)能誤區(qū)。

除塵系統(tǒng)能夠保證有效運(yùn)行，是賴以有效的風(fēng)量和系統(tǒng)所需全壓來維持，量跟壓的合理匹配是系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，而變頻器的功能是改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，即改變了風(fēng)量，又改變了系統(tǒng)壓力，不同轉(zhuǎn)速下通用風(fēng)機(jī)性能參數(shù)與獨(dú)立個(gè)體的除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要參數(shù)如何匹配是有很大難度的。變頻是對大馬拉小車的不合理設(shè)計(jì)條件下的不就措施，從投資角度看，除塵系統(tǒng)配套變頻節(jié)能，不如更換風(fēng)機(jī)來的實(shí)惠和節(jié)能。

當(dāng)然，對于工業(yè)爐窯系統(tǒng)，除塵器即是生產(chǎn)系統(tǒng)中設(shè)備，又是除塵系統(tǒng)設(shè)備，變頻器的應(yīng)用是針對爐窯工藝來設(shè)定的，對于除塵能力而言，除塵能力大都在需要能力的2～3倍。沒有獨(dú)立除塵系統(tǒng)可以這樣設(shè)計(jì)的。

總而言之，環(huán)境是人類共同財(cái)富，保護(hù)環(huán)境及保護(hù)人類，對環(huán)境科學(xué)研究，環(huán)境治理理念上需進(jìn)入一個(gè)全新的區(qū)域，從實(shí)踐中總結(jié)，從研究中尋找思路，在治理方案、設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用價(jià)值工程，是設(shè)計(jì)與實(shí)際相符、與設(shè)計(jì)目標(biāo)相配使我們每個(gè)專業(yè)人員的職責(zé)。

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