水泥廠“電改袋”除塵技術探討

謝 捷（合肥水泥研究設計院，合肥 230051）

水泥廠“電改袋”除塵技術探討

謝 捷
（合肥水泥研究設計院，合肥 230051）

“電改袋”技術是因地制宜利用原有電除塵器的殼體，將低壓長袋脈沖除塵器技術，經過針對性的優化設計與之結合，并對其內部進行合理的均風設計，最終實現達標排放、低阻高效運行的效果。文章介紹了電除塵器改造為袋除塵器的幾種方式，重點分析了“電改袋”技術的使用情況。

電改袋；低壓長袋脈沖；達標排放；低阻高效

1　前言

在水泥工業中，熟料煅燒是水泥生產中的重要工藝環節，其排放的主要污染物為高溫高濃度含塵煙氣，粉塵排放量可約占整個水泥廠粉塵總排放量的70%。按《水泥廠大氣污染物排放標準》（GB4915-2013）要求，窯頭、窯尾粉塵排放需要達到“排放濃度≤30mg/Nm3， 重點地區≤20mg/Nm3。

但是，目前使用的電除塵器設計排放標準大多為100mg/Nm3，并且存在產量提升后煙氣量增大、以及設備老化等原因，使得電除塵器面對新的大氣污染物排放標準顯得力不從心。從水泥工業污染物排放標準制定的趨勢和除塵技術發展的情況來看，對于現有的靜電除塵器，要達到更嚴格的排放標準則必須進行技術改造或更新。

2　“電改袋”的主要技術途徑

水泥廠電除塵器改為袋除塵器，主要有以下三種途徑：1）電換袋，即是把現有的電除塵器廢棄，更換一臺新的袋除塵器；2）電改袋，即是利用原有電除塵器，改造為袋除塵器；3）電改電-袋復合，即是將原電除塵器改造為電袋復合式除塵器。

這三種方法各有特點，電換袋投資高，改造周期長；電改電-袋復合，系統較復雜，改造受原除塵器的影響較大；電改袋改造周期短，投資適中，可實施性強。本文就水泥廠電改袋的改造方法進行簡要的分析探討。

電改袋的主要技術路線，就是利用原電除塵器改造為行噴吹高溫袋除塵器，并對配套工藝設備進行相應改造。

2.1除塵器本體的改造

除塵器本體改造有如下幾種方法：1）美國GE（BHA）設計的加設室外風管和閘閥的方案，如北京燕山水泥廠窯尾除塵器；2）合肥水泥研究設計院環保公司設計的中心風道分風、中心風道出風的電改袋方案，湖南韶峰南方、懷化金大地等窯尾電改袋的方案；3）合肥水泥研究設計院環保公司設計的中心風道分風、外設室外出風管和閘閥的方案。如青海水泥廠窯尾電改袋的方案。

第一種方案：從理論上比較科學完美，各個室都有獨立的進出口閥門，安全可靠，可實現在線檢修和換袋，但缺點是結構復雜、改造工程量大、施工難度大、改造的停窯周期長，一般要在30到40天。

第二種方案：改造周期短，投資省，是目前的主流方案。

第三種方案：對于電除塵器較小，濾袋布置有困難的廠采用。

以上幾種方案各有優缺點，可根據電除塵器的結構形式不同，分別合理選用。

2.2對煙氣進行調質處理

現在大多數工廠都有預熱發電工藝系統，進除塵器的煙氣溫度在預熱發電投運時都能滿足袋除塵器的工作要求，但在發電系統故障和點窯時，還會有超溫現象發生，嚴重威脅袋除塵器的安全運行，因此必須對進入除塵器的煙氣進行調質處理。對于窯尾電改袋，工廠一般都配套有增濕塔，改造后可繼續使用。而對窯頭電除塵器改袋除塵器，由于過去采用電除塵器，沒有考慮調質降溫措施，因此電改袋后，必須新增調質設備以滿足安全生產要求，常用的有調質降溫系統有多管空氣換熱器降溫和管道增濕降溫。目前以增加管道增濕降溫為主。

2.3對配套排風機的改造

電改袋實施后，系統阻力較原電除塵有所增加，為此必需對尾排機進行相應的改造。系統阻力增加為1000～1200Pa，考慮到預留一些富裕，一般建議將系統阻力按增加1500Pa考慮。

對尾排機的改造主要采取如下幾種方法：1）更換新風機；2）更換葉輪、電機和軸承箱；3）更換電機和軸承箱；4）更換電機。采用何種改造方法，需要根據原有風機的情況酌情選用。

2.4對配套檢測和控制設備的改造

電改袋后除塵器的運行參數和要求較原來的電除塵器有很大的改變，因此為保證安全運行，需要對相應的檢測和控制設備進行改造。

（1）增加安全運行保障系統

該系統主要有溫度檢測和安保閥門。在除塵器入口設置安全保護用的冷風閥門，在檢測到溫度超溫后報警并打開冷風閥門，降低除塵器進口溫度，從而保護濾袋的安全使用。

（2）改造壓力檢測系統

由于電改袋后，壓差較原來有較大的變化，原有的檢測儀表可能不能滿足檢測要求，必須進行改造，為除塵器運行提供可靠的控制數據。

（3）增加破袋檢測系統

為了能夠及時發現濾袋的破損，確保排放濃度達標，改造中可以根據要求設置破袋檢測系統。常用的破袋檢測系統有如下幾種：1）壓力式破袋檢測系統，通過檢測破袋后的壓差變化檢測濾袋破損情況。在每個室設立單獨的壓差計，以便觀察每個室的工作情況，并判斷破袋情況。2）濃度式破袋檢測系統，通過測定破袋后的濃度變化檢測濾袋破損情況。運用靜電摩擦原理，粉塵顆粒與探頭摩擦產生弱電荷，并被探頭中的電子系統測量出來，然后轉換成電流信號，電流的大小和粉塵含量成比例關系，從而達到測量目的。利用粉塵濃度監測裝置配合電器反饋系統，能夠及時發現濾袋破損，并準確地定位到某個袋室，方便了設備維護。

3　電改袋的主要技術參數的選擇

水泥廠電收塵改袋收塵，首先要確定處理風量、過濾風速、濾袋材質、濾袋規格等技術參數，為改造方案的設計提供依據。

3.1處理風量的確定

很多水泥廠改造時，都期盼著能通過改造提高燒成系統的產量，但單一窯尾電改袋工程，不能提高產量，在設計時可以為系統提產做好儲備工作。因此在確定處理風量時，一般會把風量設計得比原來增加5%～10%，以滿足以后的提產要求。

3.2濾料的選擇和過濾風速的確定

常用的高溫濾袋品種有很多，各有優缺點，表1為目前常用幾種濾料的特點。建議在電改袋工程中，在滿足工況要求的情況下，遵循經濟實惠的原則，選擇性價比高的濾袋。

3.3脈沖閥門的選取

針對不同的電除塵器，要根據它的結構形式確定改造方案，從而確定濾袋的布置形式，根據每個閥門需要噴吹的濾袋條數選取閥門規格。目前在電改袋中主要采用3”或3.5”的淹沒式脈沖閥，不同廠家的閥門性能有所區別。表2是常用脈沖閥的參數表。

表1　窯頭、窯尾用耐高溫濾料性能簡表

表2　脈沖閥參數表

4　電改袋的主要作業流程

為了充分利用電除塵器本體，將根據提供的電除塵器設備外形圖進行合理、優化設計。1）現有的電除塵器的內部空間進行改造設計后，立即在加工基地對凈氣室、噴吹系統、離線系統、花板進行加工、拼裝組對成組合模塊， 并做好其他停窯施工期間要準備的一切材料和設備；2）停窯后首先去除電除塵器內部的各種部件，包括極線、極板、振打裝置、頂部板、變壓器等， 保留主框架及除塵器殼體；3）對進風口部分進行改造（目的是使含塵氣體有組織地進入中部通風道內）；4）安裝袋室隔板及通風道側板下的依托梁網，增加側板的內立柱， 安裝上部用于花板及凈氣室的鋼梁網， 使電除塵器內部拆除后的整體結構強度不受破壞， 同時具備安裝大件板件的要求；5）將袋室隔板、通風道板、通風道斜隔板、各室倒流板安裝在下部依托梁網上，各板的側邊焊在新增的側板內立柱和原電收塵立柱上；6）將模塊化的凈氣室（包括噴吹系統、花板、離線系統等已組對完成）吊裝在已安裝好的上部鋼梁網上；7）同時安裝主氣路、外部檢修平臺、欄桿扶梯等， 油漆修補， 安裝電路、電氣控制系統等；8）安袋過濾元件（濾袋、袋籠），噴吹管就位等；9）檢查各部位的質量清況， 在開機前及時消缺。

5　“電改袋”主要采用的新技術

（1）對原電除塵器的科學拆除

針對國內外電除塵器的結構特點，采用科學的拆除方法，即可縮短拆除工期，又可降低成本。

（2）合理的均風結構設計

為了保證電改袋式除塵器的過濾面積并降低除塵器阻力，根據電除塵器箱體高度較富裕的特點，采用國內企業自主研發的新型箱體均風結構，改善內部氣流分布。

（3）袋式除塵器核心技術的應用

將具有實用新型專利的袋式除塵器的核心技術應用于改造項目中，保證排放達標并實現低阻、處理高濃度煙氣的運行效果。利用箱體的模塊化設計，方便安裝，節約了安裝成本。

（4）破袋檢測技術

在每個室設立單獨的壓差計，以便觀察每個室的工作情況。利用粉塵監測裝置配合控制反饋系統，及時發現濾袋破損情況并準確定位到某個袋室，方便了設備維護。

（5）工藝系統綜合分析

借助國內設計單位的優勢，對整個除塵工藝系統進行綜合分析，包括對通風管路的優化設計、風機的參數選型和改造等，為整個系統的提產提供了條件。

6　應用實例

目前，此項技術已成功應用于廣東廣信青洲水泥有限公司窯尾、福建春馳新豐水泥有限公司（一、二線）窯尾、浙江安吉南方水泥有限公司、福建水泥有限公司煉石水泥廠4#窯窯尾、淮海中聯水泥有限公司窯頭、窯尾等60余條水泥生產線的改造。其中福建春馳新豐水泥有限公司一線窯尾改造后的技術參數見表3。

該次改造在廠方停窯大修的15～20天內完成，保證了工期；拆除安裝方便，節約了改造費用。除塵器投運后，生產線實際產量2900t/h。除塵器阻力：窯磨聯合操作時1100Pa，生料立磨停時，1000Pa。排放濃度控制在11～15mg/Nm3，達到國家標準。濾袋使用至今已將近4年，無破損情況。電改袋技術的成功應用，減少了排放，符合節能減排的發展要求，具有廣泛的經濟效益和社會效益。

表3　福建春馳新豐水泥有限公司2500t/h生產線窯尾電改袋技術參數

簡 訊

Brief News

Discussion on Precipitation Technology of “Electrostatic Precipitator Reformed to Bag Precipitator” in Cement Plant

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X701

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1006-5377（2016）07-0030-04