李陽,鄧元華,王軍明,渠華
(蘇州天山水泥有限公司,江蘇 蘇州 215216)
蘇州天山水泥有限公司2003年建設了國內最早的聯合粉磨系統,2012年因政府規劃進行搬遷改造,擁有一條由Ф4.2×13 m水泥磨帶Ф180×120輥壓機以及選粉機、氣箱脈沖收塵器等組成的水泥生產線,產量為290 t/h,生產系統運行穩定正常。蘇州處于長三角經濟圈,屬國家重點管控排放嚴控限值小于10 mg/m3的新要求區域,原收塵器受設計限制無法達到嚴控要求排放限值。為此,我們通過對更換濾袋、新建收塵器及技術改造等方案對比,選擇經濟、可行性較高的技術改造方案,最終取得了良好效果。
原氣箱脈沖收塵器排放按國家標準30 mg/m3設計,實際排放粉塵濃度實測值在23~25 mg/m3,運行穩定可靠,但無法滿足環保新要求。原氣箱脈沖收塵器是工藝設備,是收集成品物料水泥的主機設備之一,進入收塵器的含塵氣體濃度非常高,易造成磨損、進出口壓差大等工藝問題,系統風機在進相機投運后還處于過載運行,超電流運行也造成電力浪費,同時給風機長期穩定運行帶來隱患。所以,本次改造除將排放降到10 mg/m3以下達標外,最重要的還要降低收塵壓差阻力,從而達到節能減排的目的。
氣箱脈沖型收塵器的清灰機理缺乏對濾袋保護,會對濾袋造成一定損傷,同時噴吹對整室濾袋一次進行,無法達到均衡清灰效果,對于這種大風量的工藝除塵,低排放短期還行,但半年甚至一年后就很難再維持,如果要實現穩定的“兩低”運行,難度較大。具體參數見表1。
通過上述分析與探討,經調研咨詢共有三種方案可滿足新標準排放要求。一是只更換濾袋;二是整體更換新型收塵器;三是對現有氣箱脈沖袋收塵器進行整體改造。

表1 原氣箱脈沖型收塵器規格型號及參數
方案一:只更換濾袋的方案簡單、一次性投資少、施工周期短、風險小,但必需使用進口濾袋,濾袋使用壽命為兩年,單從投入考慮,每兩年更換一次進口濾袋其運行費用較高,且能否徹底實現低阻力低排放要求還有待驗證。其次該收塵器過濾風速較高(>1.0 m/min),加上氣箱脈沖類收塵器的花板(或濾袋)布置很密,其內部通風條件較差,因而在高濃度、大風量、高過濾風速的情況下,其阻力壓差更無法保障。
方案二:較為理想,但一次性投資大,按新標準排放限值考慮設備及拆除、安裝費較高,且現有收塵器空間位置有限,必須按現有條件進行特殊設計。
方案三:對現有收塵器進行改造,可保留原灰斗、輸灰系統、支腿、袋室部分及外保溫,出風口保持不動,進風口只需對上部擴大,可節省費用及施工周期。通過改造并使用國內通用濾袋達到排放新標準要求,同時要降低收塵壓差減小阻力,首先需從過濾風速上考慮,增加收塵器的過濾面積;其次從收塵器結構上改變其清灰機理,改善收塵器內部通風環境;再者從保護濾袋出發,著眼于高含塵濃度的工況條件,實現收塵器內部均勻布風,改善收塵器結構上的局部磨損狀態。為進一步降低運行阻力,采取增加凈氣室凈高、擴大收塵器進出口通風面積等措施,使高濃度含塵氣體進入除塵器后大部分粉塵自然沉降,減少濾袋的過濾負荷,減輕高濃度粉塵對濾袋的沖刷磨損。經過濾后的凈氣流通過加高后的凈氣室排出時凈氣室的截面風速會進一步降低,從而進一步降低了收塵器結構阻力與過濾阻力。因此,選擇方案三進行設備改造。
(1)將原氣箱脈沖收塵器GDP136-2×15改為XQM108-2×15高效脈噴收塵器,保留原灰斗及輸灰系統,加強收塵器原支腿,保留原袋室,并在此基礎上將袋室加高到6.5 m,袋長為5.5 m,并使袋室保留1 m凈高作為袋室沉降空間,袋室加高濾袋加長后噴吹清灰效果由原高壓氣箱脈沖式變為低壓大流量脈沖加文氏管誘導式反吹風清灰方式,在頂部加做活動雨棚以便維護與防雨,使用國內通用PE覆膜濾袋達到排放小于10 mg/m3且降低壓差阻力的目的,具體參數見表2。

表2 改造后收塵器規格型號及參數
選粉機及尾排風機保持不變,改造后的設備外形如圖1所示。

圖1 改造后高效脈噴收塵器外型
(2)為滿足10 mg/Nm3排放標準,增加過濾面積,有效降低過濾風速。
(3)在收塵器前端6個室增加均勻布風系統,以緩解前端濾袋負荷嚴重不均狀態。
(4)擴大進風口進風面積。
(5)優化花板排列,改善原收塵器內部通風。
(6)加高凈氣室凈高1 m,減少通風阻力。
(7)在收塵器進口兩邊側板增加耐磨襯板。
(8)在入風道口設置高濃度大顆粒沉降葉片。
(9)優化清灰程序,防止大面積塌料,避免造成輸灰系統不穩定,同時可以調整收塵器運行阻力。
經改造的高效脈噴收塵器投運后,運行穩定可靠,同等產量條件下,改造前的截屏與改造運行半年后的截屏如圖2,3所示。

圖2 改造前運行

圖3 改造后運行6個月
(1)由圖2,3數據可見,改造前系統臺時產量290 t/h,風機開度為90.5%時,10 kV高壓風機電流為51.9 A,收塵器兩端壓差為3 435 Pa。
(2)改造后運行半年,臺時產量為290 t/h,風機開度降為79.3%,10 kV高壓風機電流為46.4 A,兩端壓差為1 506 Pa。
(3)在達到系統生產要求同等生產條件下,10 kV高壓風機電流降低5.5A,每小時降低電耗77kWh左右,在減排的同時帶來了節能的效果。
(4)經第三方檢測,排放濃度檢測值小于6 mg/Nm3,完全達標排放。
(1)通過上述方案實施達到了理想效果,實現了低排放、低阻力、低能耗的“三低”運行。
(2)氣箱脈沖收塵器在改為行噴式成品收集收塵器采取增加過濾面積等綜合措施后,完全可以滿足低排放低阻力運行,實現了節能環保目標。