石灰窯頂除塵設施結露原因分析及改進

安 永，閆衛華，郭志剛，李曉光，韓園園

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305)

石灰窯在正常生產過程中，窯頂部位為微正壓操作，當物料進入石灰窯內的過程中，料盅與料斗下段分離，致使窯氣夾帶的大量粉塵進入密封罩內部，并通過密封罩空隙外溢到外部環境。我公司安裝了2套布袋除塵系統，用于控制上料過程的外溢氣體及調整降低石灰窯頂內部壓力。2臺套布袋除塵器及附屬除塵管線組成了獨立運行的除塵系統，每5座石灰窯為一組使用1臺套除塵系統，但在使用過程中存在煙氣結露現象，尤其在冬季低溫天氣和夏季高濕天氣，結露現象嚴重影響了除塵器的正常運行。

1 布袋除塵器結露的原因分析

石灰窯頂布袋除塵器在冬季低溫季節和夏季高濕天氣時，會出現明顯結露現象，結露后管道中及設備內部出現大量的冷凝水，致使濾袋表面結疤，壓縮空氣反吹失效，管道被淤泥堵塞，濾袋通透性下降，除塵器運行阻力增大，除塵處理功能失效，集灰斗內呈現粉塵稀泥，外排困難等現象。結合車間現場生產情況分析窯頂除塵系統結露的主要原因有含塵氣體的含濕量較高、除塵器存在漏風、含塵氣體溫度過低、除塵器殼體沒有隔熱保溫措施等[1]。其中影響最大的是煙氣含濕量較高和冬季含塵氣體溫度低。但由于生產性質的制約，這兩種工況很難改變。因此需對該除塵系統設備進行改造，來降低結露現象對窯頂除塵設施整體運行工況的影響。

2 改造方案

2.1 管道部分改造

布袋除塵器在低溫以及高濕天氣時，氣體中水分增加，當濾袋通透性下降后，被處理氣體氣速下降，氣體中的粉塵與水分混合沉降后積聚在管道內及濾袋外表面，因此，需要對管道進行引水及結疤清理。

1)在引風機殼體底部，安裝了DN50冷凝水外排閥門，定期將產生的冷凝水排出，保證了風機正常穩定運行。

2)在除塵總管的主管道側面，增加多個清理人孔，用于定期檢查結疤情況，適時安排對管道內部結疤進行人工清理，保持有效流通面積。

3)在布袋除塵器進氣管線彎頭下部安裝φ500×1500集水槽[2]，在集水槽上部1.2 m處安裝出口管，冷凝水通過溢流形式排出實現排水管的水封功能，避免水排空漏入空氣降低取氣點真空，通過將系統管線產生的冷凝水及時導出，減少了布袋潮濕結疤的現象。

4)在密封罩吸塵管處加裝氣體折流擋板，當潮濕氣體通過時，氣體與折流擋板接觸后，實現氣體及水分一定量的分離[2]。

2.2 濾袋材質改型

布袋除塵器原使用美塔斯針刺呢濾袋[1]，但該濾袋在結露工況下會出現壓縮空氣反吹效果不好，粉塵不易清除粘附較厚重，糊袋的現象，致使除塵器阻力增大、通風量減小，處理能力下降。在諸多材質的濾袋中，機織丙綸濾袋編織絲線強度高[1]，在高壓噴吹清灰的情況下，濾袋不易破損，同時濾袋表面光滑，粉塵極易脫落，清灰效果較好，可有效的降低濾袋結疤對除塵性能的影響。因此選用新型機織丙綸濾袋與美塔斯針刺呢濾袋在相同工況下作對比試驗，即在一個工作室內更換針刺呢、機織丙綸兩種濾袋，觀察吹掃、結疤、損壞、耐溫等使用情況。對比發現機織丙綸濾袋表面吹掃效果情況好，但是其耐溫性相對偏低。對被處理氣體溫度控制指標進行調整后，機織丙綸濾袋完全可以滿足現有工況使用，而且每條濾袋價格較原有濾袋降低70元。

2.3 引風機增容、葉輪改型

針對結露后布袋除塵器阻力增加、處理風量下降的狀況，考慮在現有工況參數條件下，保持風機葉輪外形尺寸不變的前提下，結合葉片進口安裝角度、葉輪出口寬度、葉片數及厚度等一系列的葉輪技術參數[3]，將葉輪后彎弧葉片的彎曲角度增加5°，提高風機的處理風量，風壓也隨之提高，運行電流顯著增大約20%，除塵能力和效果顯著提高，但運行后偶有超電流上限保護跳車現象，結合現場基礎及電機的實際尺寸，將電機由55 kW增容至75 kW，并修正了風機葉輪的參數，進一步進行了完善和改進。

2.4 氣動閥門結構改型

除塵器各窯頂吸塵點處氣動閥門在運行過程中，潮濕含塵氣體使閥門的閥板、閥體部位結疤嚴重，閥板軸與閥體軸套得配合在高粉塵環境下，粉塵進入軸與軸套配合間隙內，形成結疤，導致閥板轉動卡澀、失效。因此，對氣動閥門的結構進行了改造，將閥板軸與閥體配合方式由軸套配合方式改為軸承配合方式，并在軸承兩側安裝骨架油封，防止粉塵進入，保證閥板軸長期運轉靈活。

2.5 其他部分改進

布袋除塵器使用電磁脈沖的噴吹方式，室內部噴吹為行噴[1]，噴吹管受潮后銹蝕，更換濾袋時無法拆裝，后將噴吹管活接頭材質由鑄鐵改為不銹鋼并增加了四氟墊，提高了活接頭的抗腐蝕性能及密封性能。

在工藝操作方面，結合使用的丙綸材質濾袋不耐高溫的特性，制定了布袋處理氣體適宜的控制溫度指標，并嚴格按照此標準操作，當溫度超過控制指標時要及時開啟補氣閥門，補入冷空氣來降低系統溫度，避免了濾袋損壞。

3 結 語

通過以上的改進，在正常生產條件和自然天氣條件下的窯頂除塵設施穩定運行狀況顯著提高，整體運行工況得到較大的改善，保障了石灰窯頂部粉塵的有效治理；濾袋材質改型后，使用壽命較原有濾袋延長了半年，且價格較原有針刺呢濾袋每條降低約70元，僅此項每年就可節約采購成本約8.25萬元。

改造后的窯頂除塵系統為我公司帶來了極大的環保效益，同時也創造了一定的經濟效益。