前言

水泥生產(chǎn)過程的揚(yáng)塵問題歷來是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題，現(xiàn)代水泥生產(chǎn)對(duì)環(huán)保的要求也越來越高。但經(jīng)過環(huán)保工作者的不斷努力，現(xiàn)代化水泥廠已基本控制了過程排塵，各除塵點(diǎn)的排放濃度均可做到在50mg/m3(標(biāo)況)以下，這是環(huán)保除塵技術(shù)的不斷發(fā)展和除塵設(shè)備不斷完善的結(jié)果。

隨著我國(guó)新的環(huán)保法的頒布和實(shí)施，對(duì)水泥廠的排放要求已經(jīng)非常嚴(yán)格，為實(shí)現(xiàn)這一新要求我們前幾年對(duì)所有除塵器均作了結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

1.1 通用的除塵設(shè)備作了結(jié)構(gòu)調(diào)整

1.1.1 1997年前設(shè)計(jì)的水泥生產(chǎn)線庫(kù)底、庫(kù)頂、料倉(cāng)、物料轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)等處的除塵設(shè)備大都應(yīng)用機(jī)械振打清灰扁袋除塵器或富樂型搖臂清灰組合型小袋除塵器(小機(jī)組)。由于當(dāng)時(shí)條件限制，這些設(shè)備結(jié)構(gòu)不盡合理或關(guān)鍵件不能解決，實(shí)際應(yīng)用是不成功的。因此我們組織開發(fā)了小型脈沖噴吹清灰SD型系列袋除塵器，重點(diǎn)在主風(fēng)機(jī)參數(shù)選擇、清灰噴吹距離及袋口連接等結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了仔細(xì)考慮，并進(jìn)行了樣機(jī)試驗(yàn)。目前已成功地應(yīng)用到了許多新建水泥廠的各分散揚(yáng)塵點(diǎn)上，并于2000年12月通過了部級(jí)技術(shù)鑒定，被認(rèn)為是目前比較好的分散點(diǎn)除塵設(shè)備。

1.1.2 對(duì)于80年代后期廣泛采用的回轉(zhuǎn)反吹清灰FD(CXBC)袋除塵器，由于其不穩(wěn)定的技術(shù)性能，我們也采取了限制和替代，在吸收美國(guó)富樂公司袋除塵器技術(shù)的基礎(chǔ)上推出了LPF系列氣箱脈沖清灰袋除塵器。為了滿足新的環(huán)保排放要求，設(shè)計(jì)全部采用了高性能高質(zhì)量的濾袋(其重量指標(biāo)不低于500g/m2)和進(jìn)口名牌脈沖閥。并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)重要用途及特殊氣體參數(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)給予特殊考慮，包括特殊結(jié)構(gòu)處理、特殊慮料材質(zhì)及過濾風(fēng)速等。

LPF系列氣箱脈沖清灰袋除塵器不但廣泛應(yīng)用于水泥廠的礦山、原料粉磨、石灰石、生料、水泥等物料庫(kù)及各轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、喂料點(diǎn)的分散和集中除塵，同時(shí)成功應(yīng)用于水泥粉磨、O-Sepa選粉機(jī)、煤粉磨等的成品收集。

1.1.3 對(duì)于水泥廠主要排塵點(diǎn)的窯尾及生料磨、窯頭篦式冷卻機(jī)廢氣，我們目前多應(yīng)用電除塵器。天津水泥設(shè)計(jì)院會(huì)同2個(gè)除塵專業(yè)制造廠，于1984年和1995年分別引進(jìn)了德國(guó)LURGI公司BS780和BS930電除塵技術(shù)，經(jīng)過多年的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，技術(shù)水平達(dá)到了成熟地步。我們已經(jīng)開發(fā)了適合于1000t/d、2000t/d、2500t/d、3000t/d、4000t/d等規(guī)模的水泥生產(chǎn)線的電除塵器，并廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外幾百家大中型水泥廠。

1.2 開發(fā)了第二代電除塵器

1996年以前的電除塵設(shè)計(jì)我們稱之為第一代電除塵器，屬于引進(jìn)技術(shù)前期，無論從除塵器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是工藝應(yīng)用技術(shù)都不夠完善，因而實(shí)際應(yīng)用有許多不如意，例如電暈線經(jīng)常斷線、氣體分布板磨損過快及經(jīng)常燒毀極板等，甚至不能達(dá)標(biāo)排放。國(guó)家新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)頒布后，特別是隨著水泥生產(chǎn)工藝技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)廢氣處理的要求更趨嚴(yán)格。自從1997年以后，我們開始第二代電除塵器的設(shè)計(jì)研究，結(jié)合LURGI的BS930的技術(shù)，設(shè)計(jì)排放出口濃度不大于50mg/m3(標(biāo)況)。

排放濃度降低，但未增加除塵器重量。例如：雙陽(yáng)水泥廠一線和二線均是日產(chǎn)2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線，其窯尾廢氣利用和處理工藝也基本，一樣，分別采用2×21/10/3×8和30/12.5/3×9除塵器，重量分別為398t和310t減少了22％。由于還減少了3臺(tái)高壓電源裝置，設(shè)備投資約節(jié)省30％。

第二代電除塵器的主要改進(jìn)點(diǎn)是：

1)區(qū)別不同的工藝參數(shù)，包括風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)溫等確定采用不同的殼體結(jié)構(gòu)，即BS930或BS780，從而得到最輕的設(shè)備重量；

2)內(nèi)部構(gòu)件均采用最新結(jié)構(gòu)，包括極板懸吊、電暈極懸吊、振打錘、撞擊桿裝置等，均為加大振打加速度提供了有利保障；

3)振打傳動(dòng)功率從0.37kW降到0.18kW；

4)完全采用頂部電源，提高了供電系統(tǒng)的可靠性，降低了設(shè)備成本；

5)采用鋼支撐結(jié)構(gòu)或輥?zhàn)又未媪藵L珠支撐軸承，降低工程造價(jià)；

6)更新了排灰輸送裝置，加強(qiáng)系統(tǒng)鎖風(fēng)性能并提高了輸送裝置的工作可靠性；

7)為避免氣體分布板的快速磨損，窯頭電除塵器采用上進(jìn)氣方式取代水平進(jìn)氣；

8)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，窯尾電除塵器允許通過高負(fù)壓、高氣體含塵濃度。

近年來，為簡(jiǎn)化生料輥式磨工藝流程，出磨生料不再采用選粉機(jī)，而直接進(jìn)入電除塵器。這對(duì)除塵器是一個(gè)大考驗(yàn)，它不僅是傳統(tǒng)意義上的除塵器，更是1臺(tái)成品料粉收集器。

目前，我們開發(fā)出了2500t/d級(jí)和5000t/d級(jí)的這種電除塵器，首臺(tái)在海螺狄港2500t/d水泥熟料生產(chǎn)線上已得到成功的應(yīng)用，氣體入口濃度800g/m3(標(biāo)況)，操作負(fù)壓12000Pa，設(shè)計(jì)除塵器結(jié)構(gòu)在進(jìn)氣口采用復(fù)合型氣體折流均布板，能使約65％～70％料粉在通過時(shí)被截收到進(jìn)氣口灰斗中。而剩余的仍是高濃度含塵氣體，靠提高電場(chǎng)的電暈性能和改善電場(chǎng)氣流流動(dòng)性能來實(shí)現(xiàn)。

因?yàn)橥ㄟ^試驗(yàn)證明，高濃度含塵氣流對(duì)電暈電流有強(qiáng)烈的抑制作用，因此在前面電場(chǎng)采用長(zhǎng)刺型電暈線，而在兩電場(chǎng)間又設(shè)置了類似蓖水器的節(jié)流板強(qiáng)迫氣體在運(yùn)行中全部通過電場(chǎng)，大大提高了除塵效率。

1.3 改進(jìn)了增濕塔

水泥窯尾電除塵效率的高低，很大程度上取決于增濕塔性能的好與壞。而增濕塔性能的好壞最重要的取決于兩方面：一是噴水系統(tǒng)；二是噴水控制系統(tǒng)。

增濕塔的噴水系統(tǒng)多為回流式，這是因?yàn)楦G尾及生料系統(tǒng)工藝較復(fù)雜，工況較多并且變化頻繁，噴水系統(tǒng)必須跟蹤這一變化而變化噴水量。因?yàn)榛亓魇絿娮斓奶匦允窃诒ＷC額定水壓的前提下，可以使噴水量有很大的變化范圍，而霧化顆粒不變，德國(guó)LECHLER公司的回流噴嘴可以做到流量調(diào)節(jié)比例在1：12，這是我們采用此種噴嘴得到了最佳除塵效果的原因。

國(guó)內(nèi)許多廠家生產(chǎn)的這種噴嘴制造精度不過關(guān)，使正常霧化時(shí)調(diào)節(jié)比例范圍不夠?qū)挕Ｋ越?jīng)常在某種工況段造成塔濕底。采用回流噴嘴的另一個(gè)原因是它的噴嘴口徑相對(duì)較大，對(duì)水的潔凈度的要求也相對(duì)較低，更適合于水泥廠的較大水量連續(xù)噴水的情況。

回流式噴水系統(tǒng)噴水量的控制是靠安裝在回流管路的節(jié)流閥，調(diào)節(jié)回流水量來控制噴出水量的。在這個(gè)節(jié)流閥上加裝1個(gè)電動(dòng)比例調(diào)節(jié)控制器就可實(shí)現(xiàn)水量的自動(dòng)控制。當(dāng)然之所以說它重要是因?yàn)楣に嚬r是很復(fù)雜的，只有自動(dòng)控制系統(tǒng)能完全實(shí)現(xiàn)對(duì)變化工況的快速跟蹤才能對(duì)不同氣量不同溫度的氣體實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定調(diào)質(zhì)，并且不能造成塔濕底。

1.4 應(yīng)用了高溫袋除塵器

高溫袋除塵器主要用于窯尾、窯頭、物料烘干機(jī)等的廢氣處理。目前由于環(huán)保要求更加嚴(yán)格，在發(fā)達(dá)國(guó)家用其取代電除塵器的趨勢(shì)越來越迅猛。目前我國(guó)的應(yīng)用也逐漸增多，由于它的低排放和無事故排放的性能，使對(duì)環(huán)保要求極高的地區(qū)的水泥廠全部采用袋除塵器是必然的。天津院設(shè)計(jì)的北京水泥廠2000t/d水泥熟料生產(chǎn)線首次應(yīng)用了分室風(fēng)機(jī)反吹清灰的大型高溫窯尾袋除塵器，取得了巨大的成功，并獲得了1998年度國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步3等獎(jiǎng)。

另外在山西潞城水泥廠也是采用的這種窯尾袋除塵器，并且窯頭冷卻機(jī)也采用了袋除塵器；北京水泥廠的礦渣烘干機(jī)也首次采用了袋除塵器，都取得了很好的效果。

近年來濾料的發(fā)展速度很快，例如以美國(guó)CORE公司為代表的特富龍覆膜濾料的出現(xiàn)，改變了濾料的過濾機(jī)理，提高了過濾風(fēng)速并提高了濾料性能和使用壽命，推動(dòng)了袋除塵器的發(fā)展和應(yīng)用，例如高濃度和超細(xì)粉磨除塵等。我們最近為北京琉璃河水泥廠二線2500t/d工程設(shè)計(jì)的窯尾袋除塵器采用了這種濾袋，比北京水泥廠的窯尾袋除塵器規(guī)格小了許多。

2.1 水泥廠排塵的自動(dòng)連續(xù)監(jiān)控將逐漸實(shí)施。為此，我們需首先開展監(jiān)測(cè)反饋控制除塵器本體的研究，使除塵器特別是主要除塵器更具智能化，節(jié)能降耗、運(yùn)行連續(xù)穩(wěn)定。具體說，對(duì)電除塵器應(yīng)反饋控制氣體調(diào)質(zhì)、高壓供電及清灰振打系統(tǒng)，對(duì)袋除塵器應(yīng)反饋控制清灰程序使設(shè)備始終工作在最佳狀態(tài)。

2.2 隨著生料輥式磨的大量應(yīng)用，為簡(jiǎn)化粉磨工藝。降低工程造價(jià)，將大量采用高濃度電除塵器作為成品收集器。

2.3 隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，袋除塵器將越來越多的應(yīng)用于窯尾、窯頭的廢氣處理，取代或部分取代電除塵器。

2.4 將出現(xiàn)電、袋合一的除塵器投入工業(yè)運(yùn)行。但它絕對(duì)不是簡(jiǎn)單的電袋除塵器的組合，而是集電除塵器和袋除塵器的優(yōu)點(diǎn)于一身，低阻力、低出口排放。這極有可能在主要排塵點(diǎn)上取代現(xiàn)在的電除塵器和袋除塵器，甚至包括高濃度電除塵器。

作者：王作杰

來源：《天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院》

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