耐火材料廠布袋收塵系統改造

孫雪蓮

(江西銅業集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪335424)

1 引言

江銅集團(貴溪)新產業開發有限公司選礦耐火材料加工廠主要是以磚為原料生產耐火材料，其生產流程主要是將磚原料經顎式破碎機破碎后進入干式球磨機進行球磨最后再進入干式攪拌機攪拌，經過一系列干式磨礦工序后，整個生產中產生的灰塵最后進入布袋進行清灰，而原布袋收塵系統由于達不到設計要求，對清灰造成一定的影響，使用效果不好，除塵器經常堵塞，造成生產崗位粉塵濃度很高，不但危害崗位工人的身體健康，還給周邊環境造成了一定的污染，針對以上情況，對布袋收塵系統進行了改造。

2 布袋收塵系統工作流程

2.1 布袋收塵器工作原理

耐火材料廠采用的是脈沖式布袋收塵，脈沖式布袋收塵器系外濾式，內側設支撐骨架，粉塵被捕集而沉降在濾袋的外側的表面。是利用壓縮空氣周期地向濾袋噴吹，清除袋上的積塵，在清灰時的一瞬間，當高速噴射氣流通過濾袋頂端時，能誘導幾倍于噴射氣量的空氣，一起吹向濾袋內部，形成空氣波，使濾袋由上向下產生急劇的膨脹和沖擊振動，產生很強的清落粉塵的作用，噴吹時在文氏管喉區形成瞬時抽力，使周圍空氣大量透入濾袋，以振落濾袋上的積塵，這種收塵器清灰效果較好，處理能力較大［1］。其具體原理可分為以下幾點:

(1)過濾原理。含塵廢氣在后排風機作用下進入收塵器，由于氣流的折流減速，粉塵顆粒的碰撞等作用，部分較大的粉塵顆粒經過灰斗時，受慣性和重力作用被分離出來，自然沉降落入灰斗排出;其它粉塵隨氣流進入各袋室，經濾袋后的氣體經排風閥匯入出口管道排入大氣，粉塵被阻留在濾袋內部，凈化后的氣體經濾袋口進入上箱體，再由出風口排出。由PLC程序控制，關閉排風閥，阻斷過濾空氣，打開反吹風閥及反側風機出口控制閥進行下一步的清灰操作。此操作逐風室進行，粉塵落入灰斗經螺旋輸送機及分格輪卸入［2］。

(2)清灰原理。隨著濾袋表面粉塵不斷增加，除塵器進出口壓差也隨之上升。當除塵器阻力達到設定值時，控制系統發出清灰指令，清灰系統開始工作。首先電磁閥接到信號后立即開啟，使小膜片上部氣室的壓縮空氣被排放［3］，由于小膜片兩端受力的改變，使被小膜片關閉的排氣通道開啟，大膜片上部氣室的壓縮空氣由此通道排出，大膜片兩端受力改變，使大膜片動作，將關閉的輸出口打開，氣包內的壓縮空氣經由輸出管和噴吹管噴入袋內，實現清灰。當控制信號停止后，電磁閥關閉，小膜片、大膜片相繼復位，噴吹停止。清灰完畢后，電磁脈沖閥關閉，提升閥打開，該室又恢復過濾狀態。清灰各室依次進行，從第一室清灰開始至下一次清灰開始為一個清灰周期［4］。

(3)粉塵收集。經過過濾和清灰工作被截留下來的粉塵落入灰斗，再由灰斗口的卸灰裝置集中排出。

2.2 壓縮空氣的條件

脈沖式布袋收塵系統所選用的壓縮空氣在進入設備前需經過如下處理:

(1)空壓機出來的壓縮空氣經過精密過濾器去除所含的灰塵顆粒及粒徑較大的液態顆粒;

(2)再經過精密過濾器去除空氣中殘留的油;

(3)進入冷凍脫濕機干燥;

(4)出口經微油霧過濾器精過濾最后進入設備所附帶的氣動三聯件。

此收塵系統中便是通過空壓機將空氣壓縮后壓縮空氣周期地向濾袋噴吹，清除袋上的積塵。

2.3 冷凍脫濕機工作原理

為確保布袋上不因粉塵中含過多水分，造成布袋粘結，此系統中也應用到了冷凍脫濕機。冷凍除濕機通常由蒸發器、冷凝器、壓縮機、膨脹閥、風機和外殼等組成。正常工作時，蒸發器吸收外界的熱量，冷凝器向外放出熱量，在風機的作用下，濕空氣從左邊進風口吸入，通過蒸發器時進行熱交換，其溫度降低;當濕空氣達到露點溫度時，水分因結露被析出，濕空氣的絕對含濕量下降，而繼續通過冷凝器時再次發生熱交換使其溫度升高，從而達到保溫除濕的目的。

當溫度下降時，空氣的含水能力亦下降，原為氣態的水份將變為液態，冷凍脫濕機即是利用這一除濕原理。首先對壓縮空氣作冷卻處理，使其中的氣態水份析為液態，再通過分離器使氣液分離，最后由排水閥將水份排出，從而獲得干燥的壓縮空氣。設備的工作具體分為空氣系統及制冷系統兩部分［6］。

空氣系統:壓縮空氣進入空氣預冷器預冷并除去部分水份，再進入空氣冷卻器(蒸發器)使溫度降至2℃露點溫度)，空氣中的水份在此溫度下析出，再經氣水分離器分離并由自動排水閥將水份排出，而干燥的低溫空氣則進入空氣預冷器，再與未處理的壓縮空氣進行熱交換升溫后輸出，即為處理后的干燥空氣。

制冷系統:低溫液態致冷劑在空氣冷卻器中吸收了熱量后成為汽態，經凝聚器及吸入過濾干燥器，確保進入壓縮機的致冷劑確為汽態，從而保證壓縮機工作正常并由熱力膨脹閥及熱氣旁通閥，組成的雙重自動平衡功能則可確保露點的穩定。上述露點是指壓力露點，即濕空氣被壓縮后，水蒸氣密度增加，溫度也隨之上升，壓縮空氣冷卻時，相對濕度便增加，當溫度繼續下降到相對濕度達100%時，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時的濕度就是壓縮空氣的“壓力露點”。“壓力露點”與常壓露點之間的對應關系與“壓縮比”有關，一般用圖表來表示。在“壓力露點”相同的情況下，“壓縮”比越大，所對應的常壓露點越低。例如:0.7MPa的壓縮空氣壓力露點為2時，相當于常壓露點為-23℃。當壓力提高到1.0MPa時，同樣的壓力露點為2℃時，對應的常壓露點降至-28℃。

2.4 氣動三聯件

氣動三聯件是多數氣動系統中不可缺少的氣源裝置，安裝在用氣設備近處，是壓縮空氣質量的最后保證。三大件的安裝順序依進氣方向分別為空氣過濾器、減壓閥和油霧器。空氣過濾器用于對氣源的清潔，可過濾壓縮空氣中的水分，避免水分隨氣體進入裝置。減壓閥可對氣源進行穩壓，使氣源處于恒定狀態，可減小因氣源氣壓突變時對閥門或執行器等硬件的損傷。油霧器可對機體運動部件進行潤滑，可以對不方便加潤滑油的部件進行潤滑，大大延長機體的使用壽命［5］。

3 布袋收塵系統改進前存在的問題

(1)空壓機壓縮空氣流量小，導致反吹風無力，布袋容易粘灰，布袋的收塵效果差。

(2)冷凍脫濕機功率小，管道上未裝氣動三聯件，脫水效果差，反吹風帶冷凝水，布袋容易粘結，導致阻力過大，收塵效果差。

(3)收塵器不能正常出灰或卸灰閥卡死，不能排灰，收塵效果不好。

以上幾點最終導致布袋收塵系統收塵效果差，不但給周邊的環境造成了一定的污染，而且也危害了崗位工人的健康。

4 對布袋收塵系統的改造及效果

針對以上情況，設備檢修人員做了大量的分析及實驗工作，最后確定了可行性的方案。

(1)安裝利用了貴溪冶煉廠一臺閑置雙螺桿空壓機，調整空壓機停止和啟動參數，從原有空壓機達到0.4MPa就自動停機，調整現在的到0.6MPa停機，保障了清灰系統能正常工作。空壓機的空氣流量增大后，反吹風的力度也加強，布袋粘灰的的現象得到了一定程度的緩解，布袋收塵的效果明顯得到改善。

圖1 改造前后空壓機對比圖片

(2)更換一臺大功率的冷凍脫濕機脫濕。由于更換了更大功率的冷凍脫濕機，脫水力度加大，反吹風帶冷凝水的現象得到了緩解，布袋含水粘結灰塵的現象也得到了改善，收塵效果良好。

圖2 改造前后的冷凍脫濕機

(3)在管道上增加一套氣動三聯件來加強脫水效果，過濾壓縮空氣中的水分，避免水分隨氣體進入裝置，風機啟動，壓氣系統便隨后啟動，在確保障除塵器阻力在120Pa以下，布袋能在正常清灰的狀態下工作。

圖3 新增的氣動三聯件

(4)調整布袋收塵器脈沖閥脈沖間隔和脈沖周期，脈沖間隔調到10秒，保障了收塵器氣包有足夠的壓氣啟動脈沖閥，根據配套的空壓機型號，增加了可以匹配收塵器壓氣系統，可以正常使用氣壓。

5 結語

經過幾個月的使用驗證，由于增大了空壓機、冷凍脫濕機的功率，加裝氣動三聯件，使得反吹風力加大，灰塵脫濕效果明顯，除塵效果很好，崗位工人的工作環境也得到了很大的改善，布袋收塵的工作效率也隨之提高，減輕了灰塵對周邊環境的污染，為工廠的清潔化生產做出一定的貢獻。

［1］李英杰，張愛春，李多.對聲波助清技術在布袋除塵器中應用的認識［J］.環境技術，2003，4:1-4.

［2］高軍凱，黃超，田莉.提高電除塵器除塵效率措施的研究進展［J］.環境污染與防治，2007，10:15-17.

［3］汪穎.噴射放電極靜電除塵器的收塵機理及研發［D］.武漢科技大學，2009，5:22-26.

［4］翟開流，陳世明.一九八九年云南冶金年評［J］.云南冶金，1990，3:26-33.

［5］陳時澤，國外冶金收塵技術［J］.云南冶金，1974.6:35-39.

［6］秦彤，制冷技術在高爐鼓風脫濕工程上的應用［J］.科技資訊，2013，1:51-53.