工業除塵系統節能探討

龐學軍 / 方大炭素新材料科技股份有限公司

工業除塵系統節能探討

龐學軍 / 方大炭素新材料科技股份有限公司

在現代工業中，火電、冶金、建材和化工等行業在生產過程中均排放含有大量粉塵的煙氣，不但加劇了對大氣環境的污染，也嚴重危害著人類的自身健康。基于現階段很多工業在發展的同時，也帶來了環境污染問題，嚴重制約著國內經濟又好又快發展的愿景的背景下，選用高效、節能的除塵設備和節能設計技術具有較強的現實意義，基于此，本文將著重分析探討工業除塵系統設計技能技術，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

工業；除塵；節能；技術

工業除塵（靜電除塵、布袋除塵）系統風量、系統阻力大小是除塵系統設備選型的關鍵參數，直接影響除塵系統投資費用和運行費用。對系統風量和系統阻力的優化設計是節能的重點。

1.選擇合理卸料方式、卸料裝置減少物料揚程量、粉塵流動速度，已達到減少除塵系統風量和風機全壓的目的。

工藝生產物卸料常采用電磁振動給料機、星型卸料器、插板閥。插板閥作為關閉、檢修閥，但工業實際應用中卻常常作為卸料閥應用，再設計過程中此種現象常被忽略。在同等卸料高度下，插板閥卸料瞬間沖擊所產生的的分成量是星型吸料器卸料的3～5倍多，沖擊產生的粉塵流動速度比星型卸料器卸料產生粉塵的流速大很多，這樣導致了吸塵點位的吸塵風量的增加和吸塵捕集風速的提高，造成除塵系統風量增大，風機全壓升高，隨之電動機功率增大。吸塵口設置如圖1所示：

圖例1

2.工藝設備卸料口的卸料角度的設置方向也對粉塵產生量影響很大。

按照現場實踐情況和設計原理，一般應吸料口應順著輸送物料移動方向設置一定角度，設置角度大于原料的堆積角或休止角。逆著、垂直方向設置，產塵量和粉塵流速都不利與除塵系統風量和系統阻力的節能。具體圖示如圖2所示：

圖例2

3.工藝系統物料產塵點位控制，達到控制有效吸塵口數量，減少除塵系統風量。

隨著工業產品種類、產品品質的提高，以及節能要求的提高，在大工業生產中，除塵器收集的粉料種類繁多，可利用價值非常大，有的除塵粉料直接輸送到工藝生產系統二次利用，實際大生產中國除塵系統的吸塵口數量、除塵系統設置不能按照除塵設計規范要求設置，設計復雜程度遠遠超出規范要求。過多的吸塵口歸集為一個系統，造成系統風力平衡很難實現，管道流速很難控制，造成管道堵塞等問題。現實中以增大除塵系統風機全壓來客服系統風力不平衡問題，造成風機功率不斷增大，電能消耗、運行成本不斷攀升。在作者幾十年的設計、施工、技術交流與實際現場考察情況，90%以上工業除塵系統存在著這種問題而無法克服。

一般工業大生產中，物料卸料、配料系統由于不同物料并不是同時卸料、配料，在系統優化設計中，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、滯后關閉。系統按照系統吸塵點位同時開啟時吸塵點位數量、風量最大來確定系統風量；按照系統吸塵點位同時開啟時吸塵點位最大數量來確定系統風量；按照系統吸塵點位不同時開啟時吸塵點位最小數量時的風量來確定系統易堵塞部位管道流速。具體工藝設置見圖例3：

圖例3

4.除塵系統密封與閥門選擇技術。

在工業除塵傳統設計規范要求中，因自動化程度限制，風系統管道閥門僅僅選用輕型風量調節蝶閥，即使完全關閉，系統依舊有20%以上風量損失，隨著自動控制在除塵系統中的應用及節能要求的不斷提高，除塵系統閥門作用不僅僅是調整風量的不完全關閉狀態，部分不連續運行部位吸風口采用密閉蝶閥，能夠有效控制系統風量損失，實際應用中選擇公斤級數最低的水閥就能夠很好使用。

隨著工業不斷發展，工業除塵系統要求不斷提供，單套系統能力不斷擴大，節能要求不斷提高，系統漏風量的能力消耗再不再是個小數量問題，除塵器漏風量一般廠家能夠達到3%，但實際運行中，設備保證質量的前提下，在系統投入運行前幾個月能夠保證要求，但隨著生產時間延長，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。實際應用中與重力翻板閥配合使用效果會更好點。

隨著除塵設備能力需求不斷增大，尤其是長布袋除塵器設備，為了達到良好的清灰效果，噴吹方式和噴吹壓力也增大，這對除塵器箱體的耐壓強度要求提高，為作為指導設計的規范要求依舊停留在10年前的水平，為此在實踐設計、采購中是要求增加強度加強筋來實現。

5.系統風量選擇的優化設計思維。

工業除塵在實際設計過程中，會遇到很多大空間倉室設備，比如料倉、料槽、熔化槽、混合槽，如果按照設計規范的要求設計，完全可以達到設計目標，但實際應用中是對能源的一種消耗。

在作者實際設計改進中，總結出微負壓、有限空間沉降想法。比如在炭素行業瀝青熔化系統，瀝青熔化槽煙氣收塵風量選擇中，吸風量越大，瀝青揮發物會發量隨之增大，系統靜電除塵系統負荷不斷增大。而采用微負壓理論，限制煙氣不溢出，設計中風量在500m3/h，實際調試檢測風量在80～100m3/h之間波動。原先提出能力不夠的系統在有效調試下，完全達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到效果而產生的現象，限制污染物不能達到不該去的空間和位置才是除塵的最終目標（除非塵可以利用）。

6.工業除塵系統變頻節能誤區。

除塵系統能夠保證有效運行，是賴以有效的風量和系統所需全壓來維持，量跟壓的合理匹配是系統設計目標，而變頻器的功能是改變風機轉速，即改變了風量，又改變了系統壓力，不同轉速下通用風機性能參數與獨立個體的除塵系統設計需要參數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計條件下的不就措施，從投資角度看，除塵系統配套變頻節能，不如更換風機來的實惠和節能。

當然，對于工業爐窯系統，除塵器即是生產系統中設備，又是除塵系統設備，變頻器的應用是針對爐窯工藝來設定的，對于除塵能力而言，除塵能力大都在需要能力的2～3倍。沒有獨立除塵系統可以這樣設計的。

總而言之，環境是人類共同財富，保護環境及保護人類，對環境科學研究，環境治理理念上需進入一個全新的區域，從實踐中總結，從研究中尋找思路，在治理方案、設計過程中應用價值工程，是設計與實際相符、與設計目標相配使我們每個專業人員的職責。

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