摘要: 通過(guò)分析和比較低壓脈沖袋式除塵器與反吹風(fēng)袋式除塵器在水泥機(jī)立窯煙塵治理中的應(yīng)用, 提出兩種袋式除塵器的適用特點(diǎn), 并對(duì)袋式除塵器在實(shí)際治理過(guò)程中遇到的問(wèn)題給出解決辦法。

關(guān)鍵詞: 袋式除塵器, 水泥煙塵治理, 應(yīng)用比較, 問(wèn)題解決

0 前言

近年來(lái), 我國(guó)袋式除塵技術(shù)不斷進(jìn)步, 隨著國(guó)產(chǎn)除塵器的主要配件: 濾料、脈沖閥、氣動(dòng)閥等關(guān)鍵部件質(zhì)量的提高及自動(dòng)化控制技術(shù)的成熟, 布袋除塵器在機(jī)立窯上得到了較為廣泛的推廣應(yīng)用。在龍巖等市的水泥煙塵治理過(guò)程中, 我們先后對(duì) 80 多臺(tái)機(jī)立窯尾氣采用袋式除塵治理技術(shù)。實(shí)踐證明, 袋式除塵器除塵效率高達(dá) 99.5%以上, 且其運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高, 基本實(shí)現(xiàn)“無(wú)煙、無(wú)塵” 行業(yè)達(dá)標(biāo)排放, 排放濃度在 30 mg/Nm3以下, 是一種較理想的除塵設(shè)備。下面, 我們進(jìn)一步將兩種袋式除塵器的應(yīng)用進(jìn)行分析和比較, 并對(duì)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題提出解決辦法。

1 立窯煙氣的特性分析

立窯排放的煙氣受工藝特點(diǎn)、操作方法、配料方案、原料波動(dòng)等因素的影響較大, 主要特點(diǎn)如下:

1.1 溫度波動(dòng)范圍大

煙氣溫度高且變化大, 一般在 50 ~ 300 ℃左右。 正常情況下, 采用深暗火、淺暗火煅燒, 煙氣溫度在 50 ~ 120 ℃之間; 而在個(gè)別情況, 如窯內(nèi)偏火、垮邊、提火等不正常窯況, 溫度可達(dá) 400 ~ 500 ℃。

1.2 廢氣含塵、含濕量大

一般煙氣量為 35 000 ~ 45 000 m3/h, 熟料含塵濃度在 5 ~ 30 g/Nm3, 水氣量為10% ~ 20%, 露點(diǎn)溫度為 45 ~ 55 ℃。

1.3 腐蝕性、有害性大

通過(guò)分析可知, 立窯廢氣主要是由 CO, CO2,NOX 等組成, 由于原料和燃料中帶入的硫化物以及使用復(fù)合礦化劑后, 氟酸的腐蝕性尤為強(qiáng)烈。

許多學(xué)者、專(zhuān)家把立窯的這種煙氣特性稱(chēng)之為“濕、 蝕、 變” , 這就要求我們應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選型、選擇濾料, 才能達(dá)到預(yù)期的效果。

2 立窯袋式除塵器類(lèi)型的比較

目前, 在水泥機(jī)立窯上廣泛應(yīng)用的袋式除塵器主要有兩種類(lèi)型, 一種是采用脈沖噴吹清灰的袋除塵器, 另一種是采用反吹風(fēng)清灰的玻纖袋除塵器, 它們的工作原理都是采用引風(fēng)機(jī)將立窯煙氣通過(guò)進(jìn)風(fēng)連接管道引入本體布袋中, 經(jīng)過(guò)布袋過(guò)濾阻留粉塵,凈化后的氣體排入大氣。

2.1 兩種類(lèi)型除塵器主要技術(shù)性能對(duì)比

兩種類(lèi)型除塵器技術(shù)性能對(duì)比詳見(jiàn)表 1。

2.2 兩種類(lèi)型除塵器的相同點(diǎn)

(1)采用多點(diǎn)溫度檢測(cè)(進(jìn)口、 袋室、 出口) , 設(shè)有防高溫、低溫裝置, 運(yùn)行溫度由溫度記錄儀自動(dòng)記錄儲(chǔ)存, 便于管理。

(2)通過(guò)設(shè)置檔流板, 防止反火料球進(jìn)入濾袋,且有預(yù)收塵功能。

(3)采用自動(dòng)摻冷風(fēng)控制, 主進(jìn)風(fēng)管上設(shè)置冷風(fēng)閥, 當(dāng)廢氣溫度達(dá)到危險(xiǎn)溫度時(shí), 自控系統(tǒng)打開(kāi)冷風(fēng)閥, 摻入冷風(fēng)降溫, 當(dāng)溫度回落到安全溫度時(shí), 冷風(fēng)閥自動(dòng)關(guān)閉, 同時(shí)設(shè)置了聲、光報(bào)警信號(hào)。

(4)本體全鋼結(jié)構(gòu), 漏氣率低, 采用 δ= 100 mm石棉保溫, 防止結(jié)露, 凡是與煙氣接觸部位, 全部采用高溫防腐涂料, 減少腐蝕, 延長(zhǎng)本體管道使用壽命。

(5)整機(jī)系統(tǒng)采用 PLC自動(dòng)控制, 清灰時(shí)間、卸灰時(shí)間、振打時(shí)間、輸灰時(shí)間均可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)節(jié), 適應(yīng)能力強(qiáng)。

(6)均能實(shí)現(xiàn) “三狀態(tài)” 清灰, 防止粉塵二次吸附現(xiàn)象。

2.3 兩種類(lèi)型除塵器的不同點(diǎn)

(1)清灰方式不同

反吹風(fēng)采用的是反吹風(fēng)機(jī)將原來(lái)膨脹的濾袋在反吹風(fēng)的作用下壓縮變形, 從而清掉濾袋內(nèi)表面附著的粉塵, 屬低能清灰。 脈沖噴吹采用壓縮空氣以極短促的時(shí)間( 0.1 ~ 0.2 s)按順序通過(guò)脈沖閥, 經(jīng)噴吹管?chē)娮煜蛎織l濾袋噴射, 使濾袋迅速膨脹產(chǎn)生振動(dòng), 并在逆向氣流的作用下, 使附著在濾袋外表面上的粉塵剝離, 清灰壓力可根據(jù)濾袋粉塵粘附情況調(diào)節(jié), 屬高能可調(diào)節(jié)型清灰。

(2)濾料選擇不同

反吹風(fēng)袋式除塵器采用的是玻纖濾料, 高溫適應(yīng)能力較強(qiáng), 最高溫度可達(dá) 260 ℃不燒袋, 但抗折性能差, 低溫適應(yīng)能力差(應(yīng)在 75 ℃以上運(yùn)行) , 特別是使用復(fù)合礦化劑配方的企業(yè), 由于氟酸的影響, 對(duì)布袋損傷較大。脈沖噴吹除塵器采用的是拒水防油針刺氈濾料, 低溫適應(yīng)能力較強(qiáng), 可滿足 60 ℃以上運(yùn)行不糊袋, 但高溫區(qū)較差, 應(yīng)小于 150 ℃。 不過(guò), 通過(guò)技術(shù)改進(jìn)及操作上的指導(dǎo), 可提高脈沖袋除塵的高溫適應(yīng)能力。

(3)過(guò)濾風(fēng)速不同

反吹風(fēng)過(guò)濾風(fēng)速必須選擇在小于 0.5 m/min, 脈沖過(guò)濾風(fēng)速一般為 0.8 ~ 1.3 m/min, 由于過(guò)濾風(fēng)速的不同, 在處理相同煙氣量下, 反吹風(fēng)比脈沖過(guò)濾面積大一倍, 而同樣過(guò)濾面積的除塵器, 反吹風(fēng)比脈沖的體積要大 30%左右, 單位過(guò)濾面積的鋼材耗量反吹風(fēng) 35 ~ 50 kg/m2, 脈沖為 18 ~ 28 kg/m2。

2.4 結(jié)論比較

綜上所述, 我們發(fā)現(xiàn), 反吹風(fēng)袋式除塵器較為適合半明火或明火的煅燒操作、原燃材料差、窯況波動(dòng)大且不使用復(fù)合礦化劑的機(jī)立窯使用, 其缺點(diǎn)是由于面積大, 造成一次性投資大; 由于不適宜低溫操作, 造成能耗上升, 產(chǎn)量下降較為明顯; 由于清灰較弱, 在水氣大、粉塵粘度大時(shí), 過(guò)濾阻力上升較快, 在一定外部條件下, 容易糊袋, 布袋破損率高。脈沖噴吹袋式除塵器較為適合深暗火或淺暗火煅燒操作,一次性投資小、 能耗低、占地面積小, 其缺點(diǎn)是所用部件多, 維護(hù)保養(yǎng)要求較高。當(dāng)前, 在能源價(jià)格高漲、產(chǎn)品利潤(rùn)薄, 水泥企業(yè)為確保節(jié)能降耗, 降低成本,提高產(chǎn)量, 全面推行深暗火操作的情況下, 選擇這種體積小、造價(jià)低、安裝周期短、除塵效率高的脈沖噴吹袋式除塵器, 在機(jī)立窯上的應(yīng)用已成為水泥企業(yè)的共識(shí)。

3 立窯布袋除塵器應(yīng)用中的問(wèn)題及解決辦法

布袋除塵器在水泥機(jī)立窯上的使用效果的好壞, 不僅與除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)、選型、用料有關(guān), 更重要的是如何正確使用, 如何針對(duì)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題, 采取有效的解決辦法。 通過(guò)對(duì)近百臺(tái)機(jī)立窯布袋除塵器的使用情況進(jìn)行跟蹤了解, 目前存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 一是高溫?zé)? 二是低溫糊袋; 三是產(chǎn)量降低, 能耗上升; 四是運(yùn)行不穩(wěn)定, 故障率高。 針對(duì)這些問(wèn)題, 我們認(rèn)為應(yīng)通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)加以克服和解決。

3.1 高溫?zé)鼏?wèn)題

當(dāng)除塵器在高溫區(qū)運(yùn)行時(shí), 操作人員應(yīng)該注意進(jìn)入袋室的溫度是否超過(guò)所選用布袋的允許設(shè)計(jì)溫度。如果長(zhǎng)時(shí)間的高溫, 或反復(fù)高溫, 就容易出現(xiàn)布袋碳化, 造成燒袋。實(shí)踐證明, 若煙氣溫度超過(guò)設(shè)計(jì)溫度 20 ~ 40 ℃, 且連續(xù)運(yùn)行 20 ~ 30 min, 將不可避免地發(fā)生燒袋現(xiàn)象。因此, 將從以下幾個(gè)方面加以克服:

(1)科學(xué)配料、合理用風(fēng)、精心操作, 努力保持窯內(nèi)底火的穩(wěn)定。當(dāng)窯內(nèi)出現(xiàn)塌邊、偏火、抽心等不正常高溫窯況時(shí), 操作者應(yīng)嚴(yán)格以溫度控制為中心進(jìn)行操作, 采取減風(fēng)、局部壓料或停風(fēng)等辦法, 及時(shí)迅速地處理, 防止燒袋。

(2)合理設(shè)置冷風(fēng)閥、高溫直排閥、緊急停風(fēng)機(jī)裝置的工作溫度, 確保冷風(fēng)閥打開(kāi)后, 混和氣體能有效降低進(jìn)入布袋的溫度, 以及高溫氣體能及時(shí)保證直排, 危險(xiǎn)溫度時(shí)能夠自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn), 對(duì)于脈沖除塵器, 當(dāng)窯內(nèi)溫度為 130 ℃時(shí),開(kāi)啟第一冷風(fēng)閥; 溫度為 150 ℃時(shí)開(kāi)啟第二冷風(fēng)閥;當(dāng)經(jīng)冷風(fēng)混合后的氣體溫度達(dá) 140 ℃時(shí), 開(kāi)啟直排閥; 當(dāng)該氣體溫度上升至 170 ℃時(shí), 立窯主風(fēng)機(jī)將停止運(yùn)轉(zhuǎn), 防止燒袋。

(3)注重管理, 特別是做好交接班工作。 窯工、成球、送料人員實(shí)行崗對(duì)崗交接班制度, 防止崗位人員脫節(jié), 出現(xiàn)人為的燒袋現(xiàn)象。

(4)確保除塵器各保護(hù)系統(tǒng)的正常使用, 防止因保護(hù)系統(tǒng)失靈或部分提升閥門(mén)不關(guān)閉而造成的燒袋現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 低溫糊袋問(wèn)題

當(dāng)除塵器在露點(diǎn)± 10 ℃區(qū)域溫度內(nèi)運(yùn)行時(shí), 操作人員應(yīng)注意低溫區(qū)運(yùn)行的時(shí)間, 如果長(zhǎng)時(shí)間煙氣溫度控制在脈沖 55 ~ 65 ℃, 反吹風(fēng) 65 ~ 75 ℃, 會(huì)出現(xiàn)結(jié)露糊袋現(xiàn)象, 一般要求該區(qū)域運(yùn)行時(shí)間不超過(guò) 30 min。因此, 將從以下幾個(gè)方面加以克服:

(1)加強(qiáng)保溫, 嚴(yán)格控制漏風(fēng)。窯罩、 進(jìn)風(fēng)管道、除塵器上箱體、中箱體、灰斗以及箱體與箱體之間等部位, 全部采用 δ= 100 mm、 容重為 50 kg/m3巖棉,外表用δ= 0.5 mm鍍鋅板或彩鋼板保溫, 重點(diǎn)做好上蓋板、卸灰斗、檢修門(mén)等的密封工作。

(2)加強(qiáng)對(duì)成球水份的考核。 目前大部分水泥企業(yè)對(duì)立窯各班產(chǎn)量以水方耗量計(jì)產(chǎn), 由產(chǎn)計(jì)酬, 必然會(huì)因?yàn)樽非笏搅慷斐蓮U氣量中水氣量上升, 長(zhǎng)期積累, 將導(dǎo)致糊袋。我們認(rèn)為成球水份應(yīng)控制在13%以下為宜。

(3)對(duì)于脈沖布袋除塵器而言, 良好的清灰效果是減少糊袋的有效辦法。清灰周期、噴吹壓力的確定是關(guān)鍵。因?yàn)榍寤抑芷陂L(zhǎng)、噴吹壓力低, 易糊袋, 反之則易傷袋。因此, 我們認(rèn)為, 利用 1.5 m3/min, 功率為11 kW 的空壓機(jī)配 1 m3儲(chǔ)氣罐的供氣系統(tǒng), 使用
DN65DMF- Y型脈沖閥, 清灰周期設(shè)置為: 室與室之間 5 min, 同室布袋排與排之間間隔 10 ~ 15 s。噴吹壓力則采用分期設(shè)置, 每期為 2 ～3 個(gè)月, 初期噴吹壓力為 0.25 ~ 0.4 MPa, 中期為 0.25 ~ 0.45 MPa, 后期為 0.3 ~ 0. 5 MPa。

(4)注重對(duì)布袋在開(kāi)機(jī)、運(yùn)行、停機(jī)全過(guò)程的管理。一般在運(yùn)行中每天應(yīng)對(duì)布袋進(jìn)行檢查, 對(duì)于糊袋初始期, 可將窯內(nèi)溫度比平時(shí)提高 20 ℃左右運(yùn)行30 min, 則可消除; 開(kāi)機(jī)后、停機(jī)前均應(yīng)保證有 10 ~20 min 的烘袋時(shí)間(停機(jī)超過(guò)三個(gè)班以上) ; 對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)(停機(jī)超過(guò)六個(gè)班)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)清灰噴吹2 ~ 4 h。

3.3 產(chǎn)量降低、能耗上升問(wèn)題

(1)在配料上注重提高物料煅燒的上火速度, 加料上堅(jiān)持量少勤加。因?yàn)樯匣鹚俣瓤? 同等時(shí)間內(nèi)加料量增加; 加料量少, 窯內(nèi)降溫慢, 加料時(shí)間延長(zhǎng), 這兩種措施均能降低對(duì)產(chǎn)量的影響。

(2)對(duì)于除塵器的引風(fēng)機(jī)應(yīng)采用變頻控制技術(shù),控制窯內(nèi)廢氣的抽風(fēng)速度。因?yàn)槌轱L(fēng)速度過(guò)快, 窯內(nèi)降溫快, 加料時(shí)間相應(yīng)縮短, 而且增加風(fēng)機(jī)能耗。一般情況下, 以窯內(nèi)煙氣不溢出窯門(mén)影響操作為準(zhǔn)。

(3)確保窯罩、風(fēng)管的氣密性, 窯面操作應(yīng)做到閉門(mén)操作。因?yàn)閺母G門(mén)抽入的冷空氣將影響窯內(nèi)溫度, 而窯內(nèi)溫度的下降又直接影響到加料時(shí)間, 從而降低產(chǎn)量。

(4)加強(qiáng)除塵器的管理, 降低除塵設(shè)備的故障率, 以減少立窯的停機(jī)次數(shù), 提高臺(tái)時(shí)產(chǎn)量。

3.4 運(yùn)行不穩(wěn)定, 故障率高的問(wèn)題

(1)企業(yè)重視, 管理到位, 對(duì)除塵器應(yīng)設(shè)崗專(zhuān)人負(fù)責(zé), 加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)及巡視檢查工作, 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題, 及時(shí)處理, 把隱患和故障消除在萌芽狀態(tài)。

(2)重視培訓(xùn)工作, 操作管理人員應(yīng)全面掌握除塵器的性能、結(jié)構(gòu)、工作原理及使用維護(hù)辦法, 合理使用, 努力提高操作水平。

(3)重視質(zhì)量, 目前市場(chǎng)上除塵器配件、濾料生產(chǎn)廠家多, 技術(shù)水平參差不齊, 企業(yè)不能因眼前利益而降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn), 否則將直接影響除塵器的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

(4)保持操作人員、熟料工人的相對(duì)穩(wěn)定, 禁止未經(jīng)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的人員上崗操作,防止人為故障的發(fā)生。

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