水泥磨系統主收塵器低阻低排放改造分析

鄭佳佳

合肥中亞環保科技有限公司

1 引言

水泥磨系統是水泥廠為了提高制造效益，基于先進技術而建立的系統，控制水泥粉磨的工藝過程。水泥磨系統排放和耗電量非常之大，成為我國節能環保工作的重點，更是納入到了國家重點管控排放區域，對于水泥磨系統的排放也提出了新要求，特別是一些特殊區域必須要嚴格控制在10mg/m2的范圍之內。收塵器就是水泥磨系統中的重要設備，也是水泥磨系統排放控制的關鍵點，要想要達到排放要求，還需要從收塵器進行探索，實現技術改造升級，以此達到經濟、環保的效果。

2 水泥磨系統主收塵器

水泥磨機在水泥廠中運用廣泛，是物料粉碎的關鍵設備。整個水泥磨系統也是一個復雜的過程，如圖1。其工作的原理是：物料是依靠水泥磨機回轉筒體內鋼球的碾碎和沖擊作用完成粉磨。相關的水泥熟料和石膏混合材料通過水泥磨機進料裝置，進入到回轉部分的粗磨倉中，通過粗磨倉的加工，使其混合料進行第一步的粉碎；然后進入到出料裝置，工藝中一部分為合格的水泥產品，可以直接收集儲存。另外一部分不合格的產品需要回到水泥磨機內進行再次粉磨，收集合格產品，由此來構成粉磨系統[1]。

圖1 水泥磨系統

對于水泥磨系統中的相關設備就不一一介紹，這里重點分析收塵器，收塵器作為一種除塵設備，也是水泥磨系統中的重點設備。在上述分析水泥磨工作原理的時候，提出了其中一部分合格的水泥產品就是通過收塵器進行產品收集，不符合要求的是重新進入系統再次加工，因此這里收塵器的主要作用就是負責收集水泥磨系統中合格的水泥產品。收塵器一般有袋式收塵器、脈沖袋式收塵器和電收塵器，結合節能環保、投資成本、運行效率等多方面考慮，目前更多水泥廠是選擇使用脈沖袋式收塵器，收塵效果高、效率高、排放濃度低、能耗少，而且運行可靠穩定，具有較好的經濟效益[2]。

在水泥磨系統運行中，如果收塵器出現問題，也將直接整個系統功能的發揮。對于一些常見的問題，比如收塵器漏風，將外界的空氣吸入到收塵器中，影響內部溫度，就出現結露的現象；而且如果煙氣中的含濕量過高，也容易造成結露現象。本文對于收塵器的探索，主要是圍繞低阻低排方面，從這一方面當前收塵器的存在的問題有：阻力過大，就必須要通過降低臺時，降低系統效率，還會增加能耗，進而增加成本；還有就是排放不達標，無法達到國家排放標準。為此，水泥廠針對這類問題，要想實現可持續化發展，就必須通過一定技術實現改造優化，提高經濟效益。

3 水泥磨系統主收塵器低阻低排改造方案

為了讓本次的研究更加具有針對性和實踐性，本次的研究選擇了實際收塵器的運行進行分析，確定存在的問題，并且提出改造方案。結合實際的問題提出改造措施，實現低阻低排改造。

3.1 水泥磨系統收塵器現狀

結合一實際水泥磨系統收塵器運行現狀，進行分析。選取的對象是氣箱脈沖收塵器，是一種脈沖袋式收塵器，原本是按照國家的排放標準30mg/m3的標準進行的設計，在實際的使用中排放濃度也在標準范圍之內。但是這一標準相比較國家的新要求，還是存在一定差距。此外，除了排放不到表，在使用中因為含塵氣體濃度比較高，還會出現磨損等工藝問題，在一定成上造成電力的浪費，也給風機的運行帶來安全隱患。此外，氣象脈沖收塵器對清灰機理的保護不到位，容易造成濾袋的損傷，無法均衡清灰效果，無法滿足長時間的運行要求，所以在改造中還是要以低阻低排為目標。所以本次對收塵器的改造目標也就是符合國家對水泥廠排放新要求：10mg/m2內[3]，同時還需要滿足節能、安全、高效的基本要求。

3.2 設計改造方案

結合實際存在的問題以及改造目標，以及氣箱脈沖收塵器的實際情況，對于上述問題的解決，有三種措施，分別是：（1）更換濾袋，也是最為簡單的一種方法。但是濾袋具有使用期限，一旦達到壽命期限，就必須要重新更換，間接性的增加了成本費用。無法徹底實現低阻低排、節能的改造。（2）整體更換新型收塵器，也是徹底解決問題的最佳措施。但是投資比較大，新設備費用、拆除安裝費用，無法滿足經濟方面的要求，而且直接更換還需要按照現有設備的相關要求進行設計，比較復雜。（3）對現有收塵器進行局部改造，結合實際情況，保留可行性部件，結合問題對特殊區域進行一個改造，不僅可以節省費用，還能縮短施工周期，確保水泥磨系統的運行[4]。

綜合考慮，本次選擇對現有氣箱脈沖收塵器進行一個改造優化，讓其滿足低阻低排目標。在改造過程中，需要考慮幾個問題，首先是過濾風速問題，應該適當增加過濾的面積，提高效率；然后是考慮清灰機理，改善內部通風環境，避免造成濾袋磨損等問題。可以適當擴大收塵器進出口通風面積，減少濾袋的過濾符合以此來降低收塵器阻力，達到排放要求。

3.3 改造方案設計

具體的改造方案為以下幾點。

將現有的氣箱脈沖收塵器改為高效脈噴收塵器，保留原有收塵器中輸灰系統，保留原袋室，但是需要在原有的基礎上進行一個調整，將袋室加高加長，并且預留一個沉降空間，一般在一米左右。原本高壓氣象脈沖方式的噴吹清灰變為低壓大流量脈沖文氏管誘導反吹風清灰方式。最后使用國內的通用符合排放標準的濾袋，還能降低壓差阻力，達到排放目的。簡單來講，就是降低了濾袋條數，增加過濾面積、降低了總過濾風速，而且大大地降低了運行阻力和含塵濃度[5]。

具體來講，各方面改造和功能的實現。首先是通過增加過濾面積，有效地降低過濾風速，從而達到10mg/m2以下的排放標準，滿足國家排放規定；針對前面所闡述的濾袋符合不均勻狀況，可以通過在收塵器的前端增加均勻布風系統，起到緩解的作用；擴大進風口進風面積，優化花板的排列，以此來改善內部通風效果；通過預留沉降空間，有效地減少了通風的阻力，實現低阻改造目標；最后通過優化清灰程序，防止出現塌料，威脅輸灰系統穩定的問題，提高穩定可靠性，還能有效地調整收塵器的阻力。

3.4 案例分析

對于水泥磨系統主收塵器低阻低排改造，本文做了詳細的分析，這里以具體的案例進行說明，結合當前研究以及工作經驗，再結合已有的研究成果進行一個闡述。隨著國家排放標準的提出，對于水泥系統來講，很多收塵器的根本無法達到排放要求，為此就需要進行一個改造。本次改造的目標上還在原來排放粉塵的濃度基礎上降低一半以上，并且降低收塵壓差阻力，以此來滿足排放標準，達到節能減排的目的。本次所選擇的元氣箱脈沖收塵器的實際排放粉塵濃度為24mg/m3，在實際運行中，因為對于過濾袋缺乏保護，導致該氣箱脈沖型收塵器的濾袋發生了一定的損傷，影響清灰效果，為此在改造中也需要注意該問題。該氣箱脈沖型收塵器的具體規格參數情況為：其處理風量為320000（m3·h-1），濾袋條數為4080（Φ130×3050），過濾面積為5080m2，總過濾風速為 1.05（m·min-1），運行阻力為 2000Pa~3000Pa，入口含塵濃度小于1000（g·m-3）。

為此，對于該氣箱脈沖型收塵器的情況，按照上述的三種改造方案對其進行一個改造，分貝時更換濾袋、更換新的收塵器、現有基礎上進行一個改造。對于三種方案的實際效果在上述已經做了簡單的分析，對于本文要想達到一個節能減排的目的，同時還需要注意成本，第三種方案是最為理想的。按照第三種方案進行改造設計，具體的與上述方案差不多，其中袋室變為高6.5m，長5.5m，保留1m 的凈高作為沉降空間。按照方案改造之后的氣箱脈沖型收塵器的基本情況為：其處理風量為320000（m3·h-1），濾袋條數為3240（Φ130×3050），過濾面積為7274m2，總過濾風速為 0.731（m·min-1），運行阻力為小于1200Pa，入口含塵濃度小于1000（g·m-3）。結合兩者數據就可以查看到其變化以及改造結果，濾袋條數有了明顯的減少，過濾面積得到增加，還有就是運行阻力，更是減少到1200Pa 以下。就一次來看，可以確定本次的改造是有效地，達到了低阻低排改造的目的。最終對于排放濃度進行了一個檢測，發現其實際排放濃度檢測值達到了6mg/nm3，相比較與改造目標，完全符合標準，而卻還取得了較為理想的情況，實現低阻低排，達到節能環保的目標。

本次分析，只是簡單的分析了案例，主要是通過實際的數據進行了一個說明，對該改造方案進行了一個驗證，充分確定了其有效性和結果。也充分的確定了可以對水泥磨系統主收塵器進行改造，來達到低阻低排的要求，不僅可以節約成本，還能達到節能環保的目的。

4 結束語

本文對于水泥磨系統主收塵器低阻低排改造的研究，是在一定理論基礎上，選擇脈沖袋式收塵器作為探究對象，通過闡述其在實際運行中存在的問題，提出改造方案，并且對改造方案進行設計，確保其可信性。但是在實際的收塵器改造中，要想達到低阻低排的要求，還需要結合工廠實際水泥磨系統的運行情況，結合其產品規格參數做詳細的分析，設計出完美的方案，才能進行實踐操作。本文的研究是結合已有的工作經驗進行的，雖然研究層次不夠深入，希望可以為實踐提供理論基礎，也會在后續的工作中，加大研究力度。