一次除尘系统（共9篇）
一次除尘系统 篇1
北京国华新兴节能环保科技有限公司结合自家系统工艺、设备方面的特点, 并利用在控制系统方面的优势, 对整个控制系统进行了多方面的改进创新, 在榆钢2012年投产的二炼钢3#、4#转炉工程中投入实践, 降低了电气系统的施工和维护成本, 对系统的运行起到了很好的促进作用。
1 概述
转炉一次干法除尘控制系统总体由两部分组成, 一是转炉车间内的蒸发冷却器和粗输灰系统, 简称转炉区;另外是包括静电除尘器、风机、切换站、放散烟囱在内的车间外部分, 简称现场区, 两个区域分别设置一套西门子S7400PLC系统, 之间采用光纤以太网通讯。
系统按照功能分为7个功能区:蒸发冷却器区、粗输灰功能区、静电除尘器区、风机区、切换站区、放散区、细输灰区, 各个功能区紧密结合组成大的系统, 同时由自成相对独立的系统。
为了施工和日后的维护方便并且更好地提高系统的可靠性, 控制系统做出了如下几个方面的改进。
2 由集中控制改为分布式控制
1) 转炉一次干法除尘通常控制方式为集中式控制, 转炉区PLC控制柜和电机控制柜分开, 并放置转炉电气控制室。现场区PLC控制柜和电机控制柜分开, 并放置现场区电气室。由于供配电柜和控制柜统一放置, 电气施工过程中, 大量的电缆堆一起敷设, 为现场的施工和日后的检修增加了难度。
在榆钢3#、4#转炉施工项目中, 电气系统放弃集中控制方式, 改为分布式控制, 并且PLC柜和MCC柜整合为一, 增加了系统的灵活度, 并降低了电气施工和检修的难度。
转炉区, S7400PLC控制柜放置于转炉电气室, 蒸发冷平台和粗灰仓平台分别设置ET200s远程站操作箱, 内置电机驱动电气设备, 如图1所示。
2) 现场区, 供配电柜和S7400PLC控制柜及风机变频柜放置现场区电气室, 干油站、除尘器二层平台、除尘器三层平台设置ET200Pro远程控制柜, 液压站一层、液压站二层分别设置ET200s远程控制柜, 柜内放置电气驱动电气设备, 如图2所示。
3 使用ET200Pro驱动电机
1) ET200Pro系列是西门子推出的具有IP65防护等级的采集和控制模块, 马达启动器可以直接配置在远程站中驱动电机, 在国内控制系统中鲜有使用。考虑本地气候条件和其他环境因素, 除尘器室外平台的远程柜采用防爆设计, 柜内电气元器件防护等级也相应提高采用ET200Pro系列。
2) 马达启动的试用, 不仅节约了远程柜内空间, 并且大大减少了PLC系统的IO点, 同是减少了系统故障点, 降低了施工和检修难度。
3) 马达启动器模块同时还具有故障诊断、设备电流检测等实用功能, 方便系统维护人员及时发现和处理问题。马达启动器电流计算方法如图3所示。
4 顺序功能由GRAPH语言实现
1) 根据转炉一次干法除尘工艺及设备的特点, 程序实现时, 将整个系统分为七大功能区, 蒸发冷功能区、粗输灰功能区、静电除尘器功能区、风机功能区、切换站功能区、放散功能区、细输灰功能区。各大功能区实现各自区域的电机控制、元器件检测、仪表检测。
2) 每个电机作为一个单独的个体可实现手自动运行, 顺序运行则交由上一层的功能区统一安排。即单独设备功能作为功能区的神经元, 而功能区又作为整个系统的神经元, 整体程序系统采用塔式结构。
3) 梯形图语言 (即LAD) 由于简单明了, 在工业逻辑控制中被广泛接受和采用, 但在顺序控制中, GRAPH语言则显示出其无可比拟的优势。干法除尘系统各个功能区, 尤其是静电除尘器和输灰系统, 功能区启动和停止时, 各设备需要按照规定的顺序逐一动作。GRAPH结构清晰明了, 可轻易的对单体设备的启动停止命令进行触发。
5 蒸发冷温度控制采用趋势控制
1) 蒸发冷却器的前期喷水量是根据蒸发冷却器入口温度、蒸发冷却器出口温度设定值以及静电除尘器之后的烟气流量进行计算的, 中后期的喷水量主要根据蒸发冷却器出口温度进行调节。蒸发冷却器的出口温度控制的是否稳定直接影响蒸发冷却器的后续设备的工作。通常温度控制方法是在双PID调节法, 即温度PID控制加冷却水PID调节。
2) 由于温度的反映滞后性, 温度PID环节往往出现大的波动, 影响系统的整体运行, 根据温度量变化的特性并结合实际情况, 提出温度趋势控制法。在温度PID工作过程中, 加入温度变化率, 将其作为决定参数修改PID的死区, 以达到温度PID提前反应的目的。
3) 温度的变化率, 即温度在固定时间的变化值。温度的变化率给温度的变化做出定量的描述, 并以此参与PID调节。
Tc=T2-T1
式中:T1——目前的温度;
T2——1min前的温度 (具体的间隔时间根据实际情况调节) 。
Tc——温度的变化率。
温度PID的死区, 即设定值与实际值之间的差值小于死区时, 设定值与实际值在程序中认为相等。
Er=|Ts-Ta|-Te的绝对值
式中:Er——PID调节时采用的误差值;
Ts——温度设定值;
Ta——温度实际值; Te——PID死区。
对于PID, 其输出量大小由Er决定, 当Er≤0, PID停止调节, Er>0, PID开始调节, 并且Er越大调节的输出量越大。当Er>0, Tc大于设定值, 并且实际温度向设定的温度变化时, 调整PID的Te, 使Te=|Ts-Ta|, PID停止调节, 进入温度自动变化阶段;其他阶段正常PID调节。图4为温度趋势控制法示意。
6 结束语
转炉一次干法除尘控制系统改进, 降低了电气施工和检修的难度, 提高控制程序的可靠性和可读性, 有效降低了堵灰和卸爆的几率。
摘要：转炉一次干法除尘, 根据工艺和安装设备的特点, 控制系统做了如下方面的改进:由集中控制采用ET200s分布式IO控制;传动的PLC带中间继电器驱动电机, 改为直接采用ET200Pro电机驱动器直接驱动;顺序功能直接由GRAPH直接实现;蒸发冷却器温度控制采用趋势控制法。
关键词：ET200s,分布式,ET200Pro,GRAPH,蒸发冷却器,温度控制
参考文献
[1]邹波.转炉一次干法除尘Step7程序[M].北京:机械工业出版社, 2005.
[2]张庆林.电除尘的主要控制因素[J].黑龙江造纸, 1998, 26 (2) :31-32.
一次除尘系统 篇2
联系人：潭小姐 总 机：0514-86821473 电 话：0514-86821475 传 真：0514-86821477 邮 箱：info@boji.cn 地 址：江苏省江都市双仙北路388号
烟囱烟道喷雾除尘系统是专门开发的烟囱烟道非标冶金除尘设备，用于将烟囱烟道进口温度范围和进口流量范围的含尘蒸汽/烟气冷却到期望的一个出口温度范围内，分阶段捕捉烟气中的粉尘，达到除尘目的，有效地改善环境。
除尘泵站
喷雾除尘系统的降尘分成两步来实现，一是粗除尘，一是精除尘。首先采用大颗粒的螺旋喷枪向烟道中的蒸汽/烟气流喷水，除去蒸汽/烟气流中的大颗粒。经过粗除尘后，蒸汽/烟气流中主要存在较小颗粒的粉尘。此时，使用更小喷雾颗粒的喷枪，喷出微细颗粒，使粉尘长大，然后使用较大颗粒的喷枪，压住这些已经被水包住的粉尘，达到精除尘的目的。2 应用领域
烟囱烟道喷雾除尘系统用于冶金行业、医疗物及垃圾焚烧等领域。先后在宝钢集团上海浦东钢铁有限公司渣处理工程、上海固体废物处置中心二期工程焚烧车间、宁波钢铁有限公司炼钢厂等进行了应用。
除尘泵站三维立体示意图 3 性能特点
△结构简单，可利用现有设施和条件进行改造
△投资少、改造量少、施工难度低；且运行成本低，显著节能 △实行PLC自动控制，根据烟气量，烟气温度，动态控制水气 △对每组流量、压力的进行分组控制，实现生产优化，减少能耗 4 除尘能力
△粉尘捕捉能力强。采用对喷技术使得雾化颗粒细小且覆盖面大，水雾颗粒通过弹性碰撞使粉尘颗粒湿润、附聚而沉降下来,达到最大限度的降尘效果。
△为了更好地抑制粉尘上升扩散，系统考虑布置多组喷雾装置，喷嘴错位分布，确保粉尘抑制范围在90%左右,系统降尘效果在80%-90%。
一次除尘系统 篇3
干熄焦一次除尘器1DC (1 Dust Catching) 是干熄焦工艺中的预除尘设备, 位于干熄室和干熄焦锅炉之间, 其作用是利用重力原理将循环气体中的大颗粒焦粉初步分离, 减少大颗粒焦粉对锅炉炉管 (主要是二次过热器的管道) 的冲刷磨损。一次除尘下面叉形溜槽连接的焦粉冷却套管顺利排出焦粉, 是判断除尘装置工作正常的主要标志之一。系统除尘过程是大颗粒红焦粉 (600~800℃) 通过叉形溜槽 (设计有料位计) 进入焦粉冷却套管, 经内外冷却套冷却后通过排灰格式阀排至储灰斗。
二、问题
莱钢焦化厂4套干熄焦装置自投产以来, 一次除尘排灰系统都发生过焦粉冷却套管排灰不畅, 叉形溜槽及焦粉冷却套管外防锈漆灼烧脱落的情况, 据记录统计, 每套干熄焦装置一次除尘排灰系统的冷却套管, 平均每季度出现一次故障。
三、原因分析
1. 叉形溜槽内焦粉烧结成块
冷却套管上部方法兰及冷却套管下排灰格式阀法兰均采用的是普通盘根, 不耐高温, 焦粉长时间的高温灼烧, 导致盘根烧损, 由于一次除尘下叉形溜槽处为负压区, 空气通过法兰密封失效处进入叉形溜槽, 使焦粉烧结成块, 造成蓬料和堵料。
2. 焦粉冷却套管内、外套漏水
(1) 上部方法兰内、外套焊口处泄漏。
(2) 内套筒的分隔板焊口处泄漏。 (1) 焊口受到热胀冷缩交替的变化应力, 疲劳损伤导致焊口开裂; (2) 冷却套管内外套进出口水管采用DN25 mm管道, 冷却水流量不足, 冷却套管内上部焦粉冷却效果不好, 上部方法兰焊缝长时间处在高温环境; (3) 内套设计不合理, 内套筒为中间加隔板, 加工工艺为先将内套无缝钢管从中间用气割剖开, 然后将隔板焊接入内, 将内套一分为二, 制作复杂, 并且在内套无缝钢管上增加了两条焊缝, 增加了设备泄漏隐患; (4) 内套的进出口水管在冷却套管上部, 暴露在焦粉腔内, 受到焦粉的直接冲刷, 也是造成内套进出口管焊缝处漏水的原因
(3) 内、外套筒焊管泄漏。焦粉冷却内外套由6 mm厚普通钢板卷制焊接而成, 材料耐磨性能较差, 焦粉磨损冲刷导致钢管泄漏。
3. 叉形溜槽内浇注料脱落
叉形溜槽内浇注料脱落造成叉形溜槽外防锈漆脱落, 大块的堵在冷却套管上法兰处, 形成蓬料, 小块的卡在排灰格式阀处。
4. 焦粉中含有大块焦炭或铁件
大块的焦炭或烧结成块的焦粉, 以及检修时遗留在炉体内的铁件, 随着焦粉的排出, 将排灰格式阀卡住。
5. 水质的影响
焦粉冷却套管改造前使用的是厂内循环水, 水质较差, 外套冷却水下部容易积存淤泥, 导致水流不畅, 影响冷却效果。
四、改造措施
1. 减少密封点
在保证冷却套管排灰顺畅的前提下, 重新设计制作叉形溜槽, 每个溜槽由两组冷却套管改为一组, 如图1、图2所示 (两图中下法兰均连接焦粉冷却套管) , 既简化设备, 又减少了密封点;将法兰密封处盘根改为耐高温含锆陶瓷纤维布 (耐高温1100C°) , 在高温焦粉长时间灼烧下, 仍能保持良好的密封性能。
2. 材料及工艺改进
(1) 首先在不改变焦粉冷却套管排灰腔容积的条件下, 将冷却套管内筒及中间筒改为无缝钢管, 管壁厚度由6 mm改为9 mm, 提高材料的耐磨性, 减少焊管上的焊缝。
(2) 焊缝改进。如图3所示, 将冷却套管的内环角焊缝改为上外侧环焊缝, 使内筒壁上下一体, 避免了焊缝受高热焦粉的冲刷磨损。
(3) 将内套筒的隔板结构改为DN50无缝钢管插入式套筒结构, 既能保证内套冷却水低进高出的要求, 又制作简单减少了焊缝, 杜绝泄漏隐患。
(4) 内套的进出口水管在冷却套管焦粉腔上部, 受到焦粉的直接磨损, 在水管及焊缝处焊上方盒, 涂上浇注料, 有效保护了进出口水管和焊缝。
3.
保证浇注料锚固钉的材料与焊接质量, 铆钉材料由0Cr18Ni9改为0Cr25Ni20, 严格检查焊接质量, 防止脱落的情况发生;浇注料的垂直厚度由100 mm增加到150 mm。
4. 检修时避免铁件遗漏或脱落进入一次除尘。
每次年修完毕时仔细检查确保一次除尘内施工清理干净。
5.
改善水质, 将冷却水由循环水改为除盐废水, 并且定期加大水流对焦粉冷却套管内外套进行排污。
6.
对焦粉冷却套管制作过程中的重点焊缝采用氩弧焊打底, 这样焊缝根部较平整, 缺陷较少;焊接完毕进行超声波探伤 (采用一次波和二次波探伤, 探伤频率选取2.5 MHz) , 特别是焦粉冷却套管上部与焦粉及水直接接触的焊缝, 此处易产生腐蚀, 如果此处有缺陷, 易向焊缝内部发展延伸;整个冷却套管制作完成进行水压试验, 水静压0.6 MPa持续2 h无滴渗为合格。
7. 规范操作
(1) 改造前, 排灰溜槽料位计损坏, 排灰系统未在联锁状态, 都是操作人员现场手动放灰, 放灰间隔时间长短不一, 放灰时间也难统一, 导致焦粉排放温度高低不同, 冷却套管内温度骤冷骤热, 致使焊缝甚至钢管母材开裂, 套管内时常被放空, 从格式阀处吸入空气, 导致排灰不畅, 既影响生产也对设备造成很大损伤;通过实践摸索, 系统循环风机正常运行时频率在83%时, 一次除尘下排灰溜槽料位计5 min报警一次, 每次报警延时3 s后, 焦粉冷却套管下排灰格式阀排灰10 s, 这样排出的焦粉温度控制在80℃以下。通过联锁改进, 排灰程序实现PLC控制, 降低职工的劳动强度。
(2) 冷却套管上部的排汽口定期 (每天一次) 放汽, 防止上部产生蒸汽, 套管内上部形成气压导致冷却水不畅通, 影响焦粉冷却效果。
五、改造效果
(1) 降本增效。一次除尘叉形溜槽下连接焦粉冷却套管由4组减少到2组, 设备更加简单实用, 每年可减少备件费用20余万元。
(2) 设备顺行提高效益。改进后, 排灰溜槽及冷却套管使用状况良好, 自2010年4月年修至今未出现排灰故障, 3套干熄焦按每年减少更换冷却套管停机时间按150 h计算, 产生蒸汽一项的效益可达上百万元。
摘要：分析一次除尘排灰系统排灰不畅、焦粉冷却套管外防锈漆灼烧脱落的原因, 采取改进焦粉冷却套管材料、增加管材壁厚、优化焊接工艺等措施, 延长设备使用寿命, 减少备件费用。
高炉干法除尘系统操作说明范文 篇4
一、概述
三安1050高炉自动化系统采用高可靠性的西门子S7 400系列PLC，通过Profibus-DP总线带图尔克远程站，操作站的人机接口界面采用Wincc6.0编制，系统具有与其他系统网络进行通讯的接口。系统可以手动控制单个设备，也可以进行自动控制。
二、控制设备组成
三安高炉干法除尘系统由进出口蝶阀、进出口盲板阀、脉冲阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、截止阀、放散阀、振动器、星形卸灰机、加湿机、氮气调压阀、煤气调压阀组等控制设备及检测设备组成。所有的设备在现场都有操作箱可以直接操作，也可以在计算机画面上进行远程操作。当现场操作箱选择就地开关后，按下按钮，即可对相应的设备进行控制；当现场操作箱选择PLC后，就可以在控制室进行远程控制了。
三、操作画面详解
操作画面由箱体1－
7、箱体8－
14、调节阀门、报警记录、历史趋势几个子画面组成。
图标颜色定义
绿色：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀的开到位状态；振动器、星形卸灰机、加湿机的运行状态。
灰色红色：振动器、灰仓卸灰机、加湿机的停止状态。
：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀的关到位状态。
黄色：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀无开到位或者关到位信号状态。
黑色：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、调压阀组后插板阀及蝶阀同时有开到位和关到位信号状态。
黄色与灰色交替显示
：进出口盲板阀、进出口蝶阀、放散阀、截止阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀打开或者关闭超时；调压阀组后插板阀及蝶阀的开关过力矩、松紧过力矩；或者振动器、星形卸灰机、加湿机故障。
红色与黑色交替显示
：除尘器进口煤气温度低于100℃或者大于260℃；除尘器进口煤气压力低于20KPa；除尘器进口煤气压力大于230KPa；除尘器各箱体出口含尘量大于10mg/m3；大灰仓煤气回收管道含尘量大于10mg/m3。
重要参数设置
输灰介质选择
可以选择“氮气”或者“煤气”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如
。当选择氮气时，可以对氮气放散阀进行操作；当选择煤气时，可以对煤气回收阀进行操作。氮气放散阀和煤气回收阀正常情况下只能打开一个。
输灰方式选择
可以选择“定时输灰”或者“手动输灰”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如。选择手动输灰时，输灰部分的阀门（煤气回收阀、氮气放散阀、卸灰球阀、钟型卸灰阀、截止阀）手动可以打开和关闭。选择定时输灰时，输灰部分的阀门将按照所定的时间长度进行卸灰。设定范围为0～9999分钟。第一次启动定时输灰时，程序会自动完成一次输灰流程，然后从卸灰完成后开始计时，到达设定的时间后自动启动输灰流程。
卸灰时间选择
可以选择“定时卸灰”或者“温差卸灰”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如。此设置仅用于定时输灰情况下的卸灰阀门控制。选择定时卸灰时，从箱体下部的下卸灰球阀、钟型卸灰阀、上卸灰球阀全部打开后开始计时，到达设定时间后开始关闭上卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀。设定范围为0～1800秒。选择温差卸灰时，根据箱体下部的上部温度和下部温度的差值与设定的温差进行比较，当差值大于温差时，开始关闭卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀。设定范围为0～100℃。
反吹方式选择
可以选择“定时反吹”、“差压反吹”或者“手动反吹”。选择其中一种时，按钮将变成深绿色，如。选择手动反吹时，进口蝶阀的打开关闭和脉冲阀的动作手动进行操作。选择差压反吹时，根据箱体的差压变送器检测的差压与设定值进行比较，当差压达到设定值时，喷吹部分的设备（进口蝶阀和脉冲阀）进行自动流程操作。设定范围为0～5KPa。当选择定时反吹时，喷吹部分的设备根据设定的时间进行喷吹。设定范围为0～9999分钟。第一次启动定时反吹时，程序会自动完成一次反吹流程，然后从反吹完成后开始计时，到达设定的时间后再次启动喷吹流程。
箱体的手自动选择
箱体选择自动时，有关的阀门（入口蝶阀、脉冲阀、上卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀）将带入自动流程中进行自动控制。箱体选择手动时，有关的阀门将跳过自动流程，通过相应的弹出子画面进行操作。
设备操作详解
盲板阀
阀门为纯手动控制，需要在蝶阀关闭到位后才可以进行放松、夹紧、打开、关闭操作，打开和关闭需要在放松到位后才可进行操作。操作画面如图所示。
信号显示说明：
“远程”前的方框为绿色时，表示现场操作箱选择远程控制（画面手动或者程序自动）。“机旁”前的方框为绿色时，表示现场操作箱选择机旁操作（操作箱手动）。
“开到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀打开到位的接近开关已经检测到信号。“关到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀关闭到位的接近开关已经检测到信号。“放松到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀放松到位的接近开关已经检测到信号。“夹紧到位”前的方框为绿色时，表示检测盲板阀夹紧到位的接近开关已经检测到信号。“开阀输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀打开命令。“关阀输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀关闭命令。“放松输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀放松命令。“夹紧输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出盲板阀夹紧命令。
手动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程时，打开操作画面，按下“放松”按钮，按钮将显示为绿色，表明已发出放松的请求，如果满足放松条件，那么就会输出盲板阀放松的命令。按下“夹紧”、“打开”、“关闭”按钮，与“放松”类似，按下“停阀”，则停止输出放松、夹紧、打开、关闭命令。
放散阀和出口蝶阀控制
阀门为纯手动操作。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复部分请参看盲板阀
“超时报警”前的方框为绿色时，表示在15秒内没有收到阀门打开到位或者关闭到位信号。
手动操作说明：
请参看盲板阀的手动操作说明。
进口蝶阀控制
阀门可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程时，蝶阀所在的箱体选择手动后，打开进口蝶阀的操作画面，通过上面的按钮即可进行“开阀”和“关阀”。蝶阀所在的箱体选择自动后，蝶阀的控制就会根据反吹方式进行自动控制。
脉冲阀
脉冲阀可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。脉冲阀打开需要入口蝶阀关闭到位信号。操作画面如图。
手自动操作说明：
反吹方式选择“手动反吹”，脉冲阀所在的箱体选择“手动“后，打开脉冲阀的操作画面，通过点击需要打开的脉冲阀即可，脉冲阀动作的时间为0.2秒。
反吹方式选择“定时反吹”或者“差压反吹”，脉冲阀所在的箱体选择自动后，程序根据条件对脉冲阀进行控制。
氮气放散阀和煤气回收阀
阀门可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。正常情况下，打开其中一个阀门，需要在另一个阀门关闭到位的情况下才可进行。操作画面如图所示。信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程，输灰方式选择“手动输灰”时，输灰介质选择“煤气”，可以通过画面对煤气回收阀进行操作；输灰介质选择“氮气”，可以通过画面对氮气放散阀进行操作。操作箱选择远程，输灰方式选择“定时输灰”时，程序会根据输灰介质的选择，打开煤气回收阀或者氮气放散阀。
截止阀
阀门可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。阀门打开需要氮气放散阀或者煤气回收阀打开到位才可进行，如果打开到位信号丢失，那么截止阀会自动关闭。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程，输灰方式选择“手动输灰”时，通过操作画面可以进行“开阀”和“关阀”的操作；输灰方式选择“定时输灰”时，程序会根据条件自动控制阀门的开关。
卸灰阀门
卸灰阀门（上卸灰球阀、钟型卸灰阀、下卸灰球阀）可手动操作，也可带入自动流程中自动控制。下卸灰球阀需要氮气放散阀或者煤气回收阀打开到位、所在侧的截止阀打开到位才能打开，下卸灰球阀打开到位后，钟型卸灰阀才可以打开，下卸灰球阀和钟型卸灰阀都打开到位后才可以打开上卸灰球阀，如果打开到位信号丢失，那么下一级的阀门会自动关闭。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复，请参看前面的设备
手自动操作说明：
操作箱选择机旁时，按下操作箱上的按钮或者旋转开关，即可发出相应的请求，如果满足相应的条件，即可输出对应的命令。
操作箱选择远程时，蝶阀所在的箱体选择手动后，打开进口蝶阀的操作画面，通过上面的按钮即可进行“开阀”和“关阀”。蝶阀所在的箱体选择自动后，蝶阀的控制就会根据反吹方式进行自动控制。
振动器
振动器为纯手动控制。启动振动器需要其所在箱体下部的卸灰阀（机）全部处于打开（运行）状态。操作画面如图。
信号显示说明：
重复部分请参看盲板阀。
“主电源”前的方框为绿色时，表示振动器的主电源回路已经就绪。“控制电源”前的方框为绿色时，表示振动器的控制电源回路已经就绪。
“运行”前的方框为绿色时，表示控制振动器的运行的接触器已经处于运行状态。“故障”前的方框为红色时，表示振动器的保护回路已经检测到故障状态。“运行输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经输出振动器运行命令。
“超时报警”前的方框为红色时，表示PLC输出振动器运行命令后3秒后仍没有收到运行信号的反馈。
手动操作说明： 请参看盲板阀的手动操作说明。
提醒：
当出现超时报警后，如果需要启动，请点击清除超时报警信号后，再次点击启动按钮。
按钮（报警记录画面中），灰仓振动器、卸灰阀（机）和加湿机
设备为纯手动操作。加湿机运行后，小灰仓卸灰机才允许启动，加湿机和小灰仓卸灰机都在运行时，小灰仓振动器才允许启动。大灰仓卸料机运行时，才允许大灰仓卸料阀打开，大灰仓卸料机和卸料阀都运行（打开）时，大灰仓振动器才允许运行。当上一级的设备停止时，本级也会停止。操作画面如图所示。
信号显示说明： 重复，请参看振动器
手动操作说明：
重复，请参看振动器
提醒：
重复，请参看振动器
调压阀门
可以手动控制阀门开度，也可以根据压力设定在一定范围内进行自动调节。操作画面如图。
信号显示说明：
黑底黄字的方框里的数值（不可输入数字）：表示一次仪表检测后传给二次仪表，再由二次仪表转化成电信号传给PLC，由PLC根据对应关系完成最终的转化得到的数值。
黑底黄字的方框里的数值（可输入数字）：为自动调节的压力设定值。白底黑字的方框里的数值：为手动输入的阀门打开位置（开度）。
手自动操作说明： 当选择手动时，输入阀门需要的打开位置（开度），阀门就会自动达到设定的位置附近。当选择自动时，根据压力设定值，阀门会根据调节阀后的压力，自动调节阀门开度，并稳定在设定值附近的一个范围内。（自动调节时，因为阀门开关，引起压力产生波动，所以调节到设定压力并稳定会需要一些的时间）
调压阀组后插板阀和蝶阀
阀门为纯手动控制。插板阀的操作需要蝶阀关闭到位后才可以进行。操作画面如图所示。
信号显示说明：
重复部分请参看盲板阀和蝶阀
“松紧过力矩”前的方框为红色时，表示插板阀在放松和夹紧过程中，检测动作力矩的传感器检测到力矩过大。
“开关过力矩”前的方框为红色时，表示插板阀在打开和关闭过程中，检测动作力矩的传感器检测到力矩过大。
“松紧停输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经发出插板阀放松或者夹紧停止命令。“开关停输出”前的方框为绿色时，表示PLC已经发出插板阀打开或者关闭停止命令。“开阀超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀打开命令后延时3分钟仍未收到开到位信号。（蝶阀为1分钟）
“关阀超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀关闭命令后延时3分钟仍未收到关到位信号。（蝶阀为1分钟）
“放松超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀放松命令后延时1分钟仍未收到放松到位信号。
“夹紧超时”前的方框为红色时，表示PLC发出插板阀夹紧命令后延时1分钟仍未收到夹紧到位信号。
手动操作说明：
重复，请参看盲板阀和蝶阀
提醒：
重复，请参看盲板阀和蝶阀
四、自动流程概述
大灰仓的自动功能 当大灰仓选择自动时，会根据大灰仓差压和“反吹压差设定”进行比较，如果差压大于设定值，那么大灰仓会自动进行一次反吹流程。在自动输灰流程一次运行结束后，大灰仓也会进行一次反吹流程。
自动反吹流程
具体描述：
从其他方式选择“定时反吹”后，程序将自动执行一次反吹流程。首先关闭1#箱体的入口蝶阀，当蝶阀关闭到位后，再输出1#脉冲阀动作命令，动作时间为0.2秒，然后间隔5秒后，输出2#脉冲阀动作命令，再间隔5秒，这样一直到15个脉冲阀动作完毕后，打开入口蝶阀，然后切换到下一个箱体。
选择“差压反吹”时，箱体将根据箱体进出口管压差与反吹压差设定值进行比较，如果进出口管压差大于设定值，那么该箱体将自动进行反吹。
提醒：
如果箱体自动反吹中，切换反吹方式到“手动反吹”，那么当前箱体的脉冲阀停止输出，蝶阀保持关闭状态。
说明：
1、同一时间只会有一个箱体（大灰仓）进行自动反吹操作。
2、如果当前箱体选择为手动时，那么当前箱体将不进行自动反吹操作，自动流程运行到该箱体时，会跳至后面的一个处于自动状态的箱体。
自动卸灰流程
具体描述：
从“手动输灰”选择“定时输灰”后，程序将自动执行一次输灰流程。首先根据“输灰介质选择”中的选择，打开氮气放散阀或者煤气回收阀（氮气对应氮气放散阀，煤气对应煤气回收阀），然后打开1－7箱体下方的截止阀，当阀门全部打开到位后，进行1箱体的卸灰流程。1箱体首先打开下卸灰球阀，打开到位后打开钟型卸灰阀，再打开上卸灰球阀。三个卸灰阀门都打开到位后，根据“卸灰时间选择”中的设置，控制阀门打开的时间。选择定时卸灰时，在三个卸灰阀门全部开到位后开始计时，到达设定的时间长度后，开始关闭阀门。选择温差卸灰时，箱体下部上温度与箱体下部下温度的差值大于设定温差时，开始关闭阀门。关闭卸灰阀门时，首先关闭上卸灰球阀，关闭到位后关闭钟型卸灰球阀，最后关闭下卸灰球阀。三个卸灰阀门全部关闭到位后，进行下一个箱体的卸灰。7箱体卸灰完成后，延时10秒关闭1－7箱体下方的截止阀，然后打开8－14箱体下方的截止阀，进行8－14箱体的卸灰。当14箱体也卸灰完成后，延时10秒关闭8－14箱体下方的截止阀。截止阀关闭到位后，关闭氮气回收阀或者氮气放散阀，结束一次输灰流程。
提醒：如果输灰过程中从“定时输灰”切换到“手动输灰”，那么正在卸灰中的箱体会从上卸灰球阀到钟型卸灰阀，再到下卸灰球阀的顺序关闭，并在切换的时候延时30秒后关闭箱体下方的截止阀，最后关闭氮气放散阀和煤气回收阀。
说明：
1、同一时间只会有一个箱体进行自动卸灰操作。
2、如果当前箱体选择为手动时，那么当前箱体将不进行自动卸灰操作，自动流程运行到该箱体时，会跳至后面的一个处于自动状态的箱体。
3、当前箱体在进行反吹流程时，当前箱体是不会进行卸灰流程。反吹流程结束后，会继续卸灰流程。
五、报警记录
可以方便查询已经产生的报警信息。记录的保存时间为1年。
画面上的“振动器超时复位”按钮，可以复位振动器、大小灰仓卸灰阀（机）、加湿机的超时报警信号。
六、历史趋势
干熄焦一次除尘器的工艺改造 篇5
干熄焦稳定运行关系到干熄焦系统的综合效益。位于干熄炉和锅炉中间的一次除尘器系统的稳定运行关系到干熄焦系统的整体运行, 本文通过研究目前我公司一次除尘器系统存在的问题, 针对高温膨胀节、排灰系统以及一次除尘挡墙进行了技术改造。
1 一次除尘系统存在的问题
如图1所示, 一次除尘器系统位于干熄炉和锅炉中间, 其主要作用是清除循环气体中的固体粉尘, 其工作方式是利用重力除尘原理将循环气体中的大颗粒焦粉 (6 mm以上) 进行分离, 实现循环气体的自净化功能, 减少大颗粒焦粉对锅炉炉管的磨损冲刷, 保证干熄焦系统的高效运行。
1.1 高温膨胀节存在问题及剖析
一次除尘器系统有干熄炉出口与锅炉入口两个高温膨胀节, 是干熄焦系统中重要的补偿元件。原设计利用主体波纹管的有效伸缩变形吸收循环气体从干熄炉进入一次除尘器系统以及从一次除尘器系统进入锅炉系统过程中的温度场变化引起的尺寸变化或轴向、横向和角向位移。我公司两套干熄焦系统自2009年6月投入运行以来, 每次年修时高温膨胀节都是必修或者更换的设备之一, 主要问题是高温膨胀节寿命短, 多次出现波纹变形, 侧墙和弧形顶部烧穿及浇注料脱落, 影响了干熄焦的稳定顺行生产, 如图2所示。原设计高温膨胀节损坏的主要原因有以下几种。
(1) 伸缩节耐火材料的工作层厚度不够。原设计高温膨胀节工作层浇注料结构可分为工作层和隔热层, 工作层为厚100 mm重质浇注料, 隔热层为150 mm轻质浇注料, 2010年修时, 发现大量浇注料脱落, 致使高温膨胀节高温变形。现场分析表明, 一次除尘器同一区域的工作层莫来石砖的厚度是406 mm, 2010年修后高温膨胀节浇注料总厚度也仅为300 mm。
(2) 干熄焦生产系统的频繁开停对一次除尘器区域的温度场影响很大, 造成浇注料内部结构频繁收缩变化, 尤其是锅炉爆管产生的水蒸汽对浇注料破坏很大。
(3) 由于高温膨胀节内耐火填充物填塞不密实致使正常生产时膨胀节内部有一定的负压, 这样伸缩节的金属易烧穿烧坏, 甚至损坏整个伸缩节。
1.2 排灰系统存在的问题剖析
我公司干熄焦投产以来, 一次除尘排灰系统使用效果始终不好, 出现有溜槽堵料、三重水冷套管排灰不畅、叉型溜槽浇注料脱落烧, 生产统计表明我公司干熄焦一次除尘排灰系统每季度都有故障记录。通过现场勘查, 总结分析得出。
(1) 由于排灰系统料位的波动, 加之密封效果不好, 会造成阶段性吸入空气, 空气与设施内的高温焦粉燃烧结渣, 形成块状物。造成空气吸入的原因是由于一次除尘器料位计出现故障, 出现阶段性的水冷套管排空所致。
(2) 由于叉型溜槽内外层浇注料施工质量问题, 不能有效粘结, 导致叉型溜槽浇注料脱落, 不能排除, 堵塞冷却套管。
(3) 冷却套管是工作原理是水与热灰的间接换热, 长时间的运行和热应力变化, 造成水管泄漏, 导致焦粉变湿成块, 度扫冷却套管。
(4) 由于冷却套管使用冷却水内含杂物较多, 水质较差, 导致水流不畅, 焦粉冷却效果不好。
1.3 一次除尘器系统挡墙倒塌
一次除尘器系统挡墙位于一次除尘器系统中部, 主要作用是降低通过循环气体的流速, 分离较大焦粉颗粒, 所处温度场温度900℃左右, 压力为负1050 Pa, 其总重约24 t, 材质为A级莫来石, 挡墙整体受力支撑由三个拱形梁完成, 上部挡墙由一个拱形支撑, 直至除尘器顶部, 下部挡墙由两拱环支撑, 下部空间为循环气体通道和灰仓双叉溜槽位置, 挡墙的相对设计尺寸为:有效高度6.81 m, 宽度6.1 m, 墙体厚度为0.23 m。我公司一、二号干熄焦装置分别于2009年6月和2009年10月投产, 先后于2011年6月、10月发生挡墙倒塌, 造成一次除尘器排灰不畅, 严重时堵塞不能排灰, 只能在线处理, 严重影响了炼焦的正常生产, 另外大颗粒的焦炭颗粒随着高速的循环气体进入干熄焦锅炉系统, 致使锅炉炉管的迎风面磨损严重, 造成锅炉炉管的爆管事故给生产安全带来了一定的隐患。通过现场勘查, 总结分析得出挡墙倒塌的原因为以下几种。
(1) 存在设计上的缺陷。如图3所示, 一次除尘器挡墙砌砖为单砖设计, 砖体接触面设有两处膨胀缝, 通过耐火火泥粘结密封。在干熄炉升温投产后, 除尘器挡墙上会出现一些接触面缝隙, 这些缝隙不会沿着膨胀缝的大小变化而涨闭, 缝隙在循环气体的吹扫作用下, 导致火泥逐步脱落, 首先造成挡墙局部窜气, 缝隙尺寸会逐渐变大, 缝隙周围的耐材在受到循环风推力作用产生松动, 出现孔洞, 久而久之最终致使挡墙坍塌。
(2) 干熄焦系统频繁波动。干熄焦系统频繁波动一是来自干熄焦正常生产时, 炉盖开关会导致预存室产生±100 Pa左右的压力波动, 参照锅炉入口压力为分析点, 装入炉盖打开前为-900 Pa, 以最大压力波动假设, 即干熄炉炉盖打开后压力值为-1100 Pa, 周期为每11分钟一次, 挡墙的面积约为41.5 m2计算, 挡墙受压力为3.8 t, 开盖后受压力为4.7 t, 这样形成的交变应力致使挡墙发生疲劳破坏。二是干熄焦由于外界因素的多次开停工也是造成挡墙受力变化的因素。
2 一次除尘系统结构的优化
2.1 高温膨胀节的结构优化
高温膨胀节下部结构、两侧面金属外壳不变, 上部拱梁砖及原设计浇筑料改为耐火砖材料, 如图4所示。
在严格保证耐火砖工作层和保温层砌筑尺寸的前提下, 将膨胀节弧形拱顶外壳及附近的钢板割掉后, 侧墙按伸缩节侧墙断面的变化用粘土砖和高铝质轻质砖砌筑, 拱顶用莫来石耐火砖和高铝质轻质砖按一次除尘器拱顶耐火材料图砌筑。
另外, 进一步优化膨胀缝结构。原设计高温膨胀节安装余量总宽度为100 mm, 膨胀节伸缩位移80 mm, 膨胀缝两边各10 mm。在实际使用过程中, 干熄稳定运行后, 膨胀节处膨胀系数变小, 100 mm宽的膨胀缝多出现了填料脱落, 影响了锅炉入口空气扰动, 影响了生产。
根据实际生产条件需求, 将膨胀节安装余量总宽度降低为90 mm, 两端各留45 mm。膨胀缝内填充物为工作温度为1260℃、体积密度为220 kg/m3的陶瓷纤维毯, 施工时确保膨胀缝内填充物密实。
我公司2010年修时, 将原设计高温膨胀缝改为上述结构式耐火砖式结构, 经过两年生产运行未出现损坏, 大大提高了干熄焦系统的稳定性, 2010年年修时实际工况图如图5所示。
2.2 排灰系统的结构优化
通过以上对排灰系统存在问题的剖析, 从以下三方面进行了调整。
(1) 焦粉水冷套管的技术改造。
①材料的改变。
改善材料的耐磨性能, 尽量减少冷却套管管体焊接部位。在保持排灰腔容积不图2高温膨胀节损坏情况变的条件下, 使用9 mm无缝钢管将冷却套管整体套筒原有的6 mm焊管替换。
②焊接工艺改进。
将内层套筒焊接方式调整, 取消原来的内环角焊接工艺, 采用上外侧环焊接方式, 使水冷套筒壁上下一体, 大大减少了焊接带来缺陷、加强了筒壁的耐磨性能, 一定程度上解决高温焦粉对水冷套管焊缝处的强烈冲刷的问题, 延长设备使用寿命。另外, 取消内套筒隔板结构, 采用DN50的无缝钢管插入内套的结构, 有效地保证了内套中冷却水由低至高的流向, 提高冷却效率。
(2) 溜槽的技术改造。
①铆固件的改进。
采用分层方式固定, 将铆固件间距130 mm缩短至60 mm, 由“Y”型铆固件改成层叠“”型, 尺寸由60 mm变为120 mm。
②优化焦粉溜槽结构。
③严格执行焦粉排放操作标准, 加强管理。
制定适当的焦粉排放标准, 严格控制一次除尘器 (1DC) 下部料位, 稳定排放频率, 减少高温焦粉在溜槽内的平均停留时间。此外, 要保证法兰连接处的严密性, 杜绝空气进入系统, 令焦粉烧结, 导致溜槽上部棚料。
(3) 改善冷却水质。
将冷却水由原来使用的工艺循环水改为除盐废水, 并且定期对焦粉冷却套管内外套进行冲洗、除垢排污等作业。
经过排灰改造, 使用两年后, 一次除尘器系统未出现高温变形, 增强了一次除尘系统稳定性。解决了长期困扰干熄焦稳定运行的难题。
2.3 一次除尘器挡墙改造
一次除尘器系统挡墙位于一次除尘器系统中部, 主要作用是降低通过循环气体的流速, 分离较大焦粉颗粒, 干熄焦一次除尘器系统挡墙需要进行改造, 满足以下两点要求, 一是确保一次除尘器将大颗粒的焦粉除去;二是合理有效改变一次除尘器系统区域温度场。
2.3.1 改造方案的确定
(1) 增加干熄炉出口顶部位置斜面挡墙。这样可以改变循环气体气流方向, 使焦粉通过一次除尘器的有效高度变小, 焦粉因撞击下沉, 有利于焦粉收集。
(2) 改变中心挡墙位置。在锅炉侧补偿器位置重新设置中心挡墙, 方法是以一次除尘器与锅炉方的膨胀节基础为底面, 在其上部砌筑挡墙, 来改变原有的遮挡沉降方式, 利用焦粉自重, 将循环气体中的大粒度粉尘沉降收集于双叉溜槽, 并通过水冷套管排除系统。另一方面, 不对一次除尘器系统温度场产生扰动。改造前后示意图如图6所示。
2.3.2 挡墙尺寸的确定
在充分考虑到系统阻力的影响下, 通过对实践经验的总结及对相应实验数据的分析:针对干熄炉与一次除尘器中间顶部位置的挡墙, 以改变循环气体的通过方向为目的, 根据一次除尘器内部尺寸, 如图7所示。
基本确定其挡墙尺寸为高为350 mm, 倾斜角度40°。确定干熄炉出口挡墙尺寸后, 锅炉入口的挡墙高度在综合考虑除尘效果和循环气体通过面积两方面因素的情况下, 在年修过程中进行了挡墙的预设和调整, 并将锅炉底部除尘灰的粒级进行了数据统计分析。
以上数据可以看出在挡墙尺寸调整的三个条件下, 锅炉入口压力变化不大, 当挡墙高度达到750 mm时, 焦粉的粒级分布中, 大于6 mm的比例已经为零, 所以, 最终确定锅炉入口挡墙尺寸为:高750 mm, 如表1所示。
挡墙改造后, 一次除尘器系统整体工况运行稳定, 除尘效果良好, 同时也未对锅炉管道造成负面的影响。
3 结论
(1) 通过将高温膨胀节金属外框结构改为耐火砖结构, 大大增加了高温膨胀节的使用寿命。
(2) 通过材料改进, 焊接工艺优化, 水冷套管结构改造以及水质优化, 大大增加了一次除尘器水冷套管的使用寿命。
(3) 通过一次除尘器挡墙改造, 增加了干熄焦系统的稳定性, 提高了一次除尘器系统的整体稳定性。
参考文献
[1]李春燕, 卢培山, 赵磊.干熄焦循环冷却水过滤器故障分析及解决措施[J].包钢科技, 2009 (3) .
[2]卢培山, 李春燕.干熄焦斜道焦炭漂浮的原因[J].包钢科技, 2009 (3) .
除尘器及除尘系统的改造 篇6
如何针对不同企业的具体情况, 因地制宜地制定改造方案, 在满足环保要求的前提下, 充分利用原电除尘器的结构, 缩短施工工期, 降低成本, 保证其服务的生产工艺的稳定性, 并实现节能降耗, 是除尘器改造技术至关重要的问题。
电除尘器及系统的改造一般有4种方案。
第一, “电改电”技术:原则是增加集尘面积, 提高除尘效率。按照Deutsch公式:
式中:η——除尘效率, %
A——收尘面积, m2
Q——处理烟气量, m3/h
ω——荷电尘粒在电场力作用下的驱进速度, cm/s
再考虑环境因素系数后计算出需要的集尘面积, 同时增加电场数量, 至少预留一个备用电场, 加大保险系数。
另外, 同时改进电源装置以提高粉尘荷电效率, 也是“电改电”技术措施之一, 如采用高频电源或电能增强器等。
实施“电改电”技术需配合进行气体的调质, 改善粉尘比电阻。例如, 水泥窑尾废气除尘效率的稳定性取决于系统设备配套增湿塔, 如果增湿塔工作不理想, 应考虑增湿塔喷雾系统的改造, 否则达不到改造效果。
“电改电”技术方案理论上可行, 但依据目前环保标准要求, 必须按照以上思路实施。因而, 改造成本很高, 有时受工艺布置及场地限制根本无法加接电场。
“电改电”技术实际上更多的是取决于工艺系统操作的稳定性和设备性能的可靠性, 一般很难避免事故状态超标排放, 例如断极线后无法在线检修。因此, 目前实施案例较少。
第二是“电换袋”。即拆除原来的电除尘器, 重新安装新型除尘器。此方案达到改造效果没有问题, 但一般投资高, 改造时间长, 很少实施此方案。
第三是改为“电-袋复合”除尘器。即保留电除尘器部分壳体和电场, 改为电-袋复合除尘器。
电-袋复合除尘器是电除尘器和袋除尘器的组合。目前世界上有2种形式的电袋复合除尘器, 一种称为COHPAC, 由美国电力研究所 (EPRI) 的Ramsay Chang博士开发并取得专利, Hamon Rasearch-Cottell公司将之实现工业化应用;另外一种称为Advanced Hybnd (简称AH) , 由美国南达科他大学的能源与环境研究中心 (EERC) 开发并取得专利。AH的结构比较复杂, 基本结构是在电场极板中穿插滤袋, 利用静电场力收集滤袋清灰以提高清灰效率, 从而提高过滤风速。COHPAC就是所谓的“前电后袋”的典型复合除尘器, 已经取得了工业规模的运行业绩。
电袋复合除尘器在我国国内也开始研究应用, 但多数为COHPAC方式。
COHPAC电袋复合除尘器理论上的优点在于经过电场除尘后, 滤袋的粉尘负荷降低, 滤袋过滤风速可适当提高, 清灰周期也可以延长。但电场故障时袋过滤部分负荷会增大, 系统阻力会增大而影响系统正常运行, 尤其不适合工艺除尘系统, 如电厂锅炉废气除尘和水泥窑尾除尘等系统。因此, 实际应用中滤袋的过滤风速不能取得太高, 比纯袋除尘器过滤风速提高20%为佳。从这个意义上说, 电袋复合除尘器的投资经济性和运行经济性都不是最优。
计算电袋复合除尘器的经济性, 包括投资经济性、运行经济性和可靠性, 投资经济性是考虑增加电场后, 减少滤袋部分投资能否补偿设置电场部分的投资;运行经济性则是所谓降低阻力, 即延长滤袋寿命节约的成本能否补偿电场部分额外耗电的成本。如果从理论计算则其假设很多, 难以置信。我们从成功运行的电袋复合除尘器和袋除尘器的比较看, 前者比后者实际投资一般高20%～30%, 而实际运行维护成本并没有明显差距。而电袋复合除尘器电场部分的可靠性对实际运行成本影响很大, 一旦电场故障实际运行的是一台纯袋除尘器。
电袋复合除尘器的主要缺点:a管理相对复杂, 电场部分不能在线维修, 整机维修比较困难。b运行费用偏高, 电袋复合除尘器实际上是两台除尘器 (一台电除尘器和一台袋式除尘器) 相串联, 两种除尘器的缺点也就集中到一起, 电场部分高压电源耗电+袋除尘器的系统阻力。
然而, 对于改造而言, 电袋复合除尘器倒是可以论证和考虑的方案, 尤其在高粉尘浓度下靠电场预降尘而降低滤袋部分负荷确有作用。天津水泥工业设计研究院有限公司在改造天瑞汝州和天瑞卫辉两台5000t/d高浓度高负压电除尘器时计算其原电除尘器的空间富余, 于是实施了电袋复合改造方案。改造后除尘器实际运行效果良好, 袋除尘部分总压差在1300Pa以下, 分室压差在1000Pa以下, 其中汝州天瑞电袋除尘器已经运行三年半未更换滤袋, 超出了预期寿命, 充分证明高含尘浓度气体的电袋复合除尘改造成功。
改造为电袋复合除尘器的前提是:a气体比电阻是适合的或气体调质系统是完好的;b原电除尘器确有充足的空间可保留一到两个电场。这时基本无需电场部分投资, “电改电-袋”方案实际投资成本并不高, 甚至偏低, 保留电场还可以减少改造工程量, 缩短施工工期。换言之, 如果空间不足, 需要另外增加电场或袋室的电-袋复合改造没有意义。
然而, 目前国内实际成功应用的工艺性电袋复合除尘器, 包括上面提到的天津院的电袋复合案例, 其袋滤部分的过滤风速并非如理论计算那样高, 即过滤面积基本不小于纯袋除尘器的方案, 因而具有真正的实用性和可靠性。
另外, 从我们近几年的改造实践看有富余空间的电除尘器并不多, 因此适合用电袋复合除尘器改造电除尘器方案的也不多。
第四是“电改袋”。即在保留原电除尘器部分壳体的基础上直接改为袋式除尘器。此项技术目前国内外电除尘器改造成功的应用案例最多。比较其他改造方案, 它有如下优点:
(1) 适应多数电除尘器的改造, 完全可以满足目前严格的废气粉尘污染物排放标准要求;
(2) 简单实用, 改造停窑时间短, 投资成本低;
(3) 完全可以在线维护和检修, 充分保证了系统运转率;
(4) 完全可以做到低漏风、低阻力和更长的滤袋寿命, 运行成本低。
天津院有限公司环保分公司多年来已成功运用电改袋技术改造了各种规模水泥生产工艺的除尘器近二十台套, 取得了许多有益的经验, 促进了除尘器改造。
表1是天津院有限公司环保分公司在水泥窑头窑尾除尘器及除尘系统改造的主要案例。
不同的应用工艺, 不同的原电除尘器规格, 必须采用不同的结构改造方案。例如:华新集团苏州金猫水泥有限公司4000t/d窑尾电改袋, 是原两条中空窑系统改造为一条4000t/d干法水泥熟料生产线, 要求利用其中一台窑尾电除尘器的基础进行袋除尘器改造。我们方案的重点是基础结构的优化, 尽量减少施工停窑周期, 巧妙利用原电除尘器结构, 实现气流合理走向, 谨慎改造原有力学结构, 不能出现结构失效事故。
综上所述, 目前多数情况下“电改袋”方案应是除尘器改造的优先选择, 然而, 要想改造成功, 体现上述优点, 必须注意如下两点:
(1) 采用的核心技术要先进、成熟、可靠, 并针对不同电除尘器实施不同的改造“嫁接”方案。
(2) 要同时考虑除尘工艺系统及相关设备的改造。
什么是先进、成熟、可靠的“电改袋”的核心技术?当然是先进的袋除尘技术。
先进袋除尘技术标准:
(1) 100%达到国家规定的排放标准, 甚至排放更低, 一般≤30mg/m3 (标) , 无事故排放。
(2) 集尘能耗最低。过滤元件的单位面积透气量大 (高通透率) , 过滤阻力低;本体结构简单合理, 结构阻力低, 袋除尘整机压差应低于1300Pa;宜用净气室内换袋结构, 降低设备漏风率。
(3) 清灰使用能量较少, 清灰效率高, 减少压缩空气使用量。
(4) 采用智能运行监测系统, 对气体温度、分室压差及压缩空气压力进行监控。实施压差反馈清灰控制;同时实施运行中破袋检测, 具备参数异常报警功能。
气箱脉冲技术虽已普遍应用, 但因其分室离线清灰和袋长限制的缺点而被行喷清灰技术所取代, 后者以简单、清灰高效、在线清灰和长滤袋而占绝对优势。
因此, 短袋的气箱脉冲袋除尘技术和长袋反吹清灰袋除尘技术都无法实现“电改袋”的结构要求, 而行喷吹清灰技术和引射喷吹清灰技术都非常适用, 后者清灰效率更高, 但由于结构处理较复杂, 还没有应用案例, 目前国内外电改袋的成功案例都是行喷吹清灰技术, 天津院有限公司成功实践的“电改袋”均是此技术。
为什么要同时考虑除尘工艺系统及相关设备的改造呢?那就是要充分了解和研究被改除尘器所服务的工艺系统的特点和要求, 充分评估改造后参数的变化对系统及设备的影响, 在设备改造的同时, 实施必要的系统改造。否则, 对于任何工艺系统采用固定的结构和定式的改造方法可能会导致改造失败。
现以水泥窑尾废气处理系统为例进行简单讨论。图1是两种典型的水泥窑尾废气处理流程图。
一般讲, 无论哪种工艺系统, 一旦实施“电改袋”, 系统设备方面需要改造的内容如下:
(1) 为确保改造后滤袋不被高温烟气损坏, 须将现有增湿塔的喷水系统改造升级, 将其改造为恒温控制喷雾系统, 或者增加进气冷风阀, 在除尘器入口负压不足或微正压时应增加鼓风机, 确保滤袋的安全;
(2) 利用现有的窑尾废气电除尘器壳体, 将其改造成一台先进可靠的行喷脉冲清灰袋除尘器;
(3) 为克服电改袋后设备阻力增加, 须将现有窑尾EP风机及电机改造或更换;
(4) 为满足改造后袋除尘器清灰压缩空气需求, 需要对原有压缩空气系统进行核算, 必要时新增空气压缩机, 并入原压缩空气系统;
(5) 最后还要注意核算原有系统风管和排料系统是否适应, 如果不适合要对系统实施必要改造。这一点一般不被重视, 但以笔者的体会, 关注系统是非常必要的。
下面, 从三个方面浅谈除尘器及除尘系统改造技术的研究和体会:
1 水泥窑头废气降温方式探讨和窑尾增湿塔喷水系统的改造
1.1 水泥窑头废气降温方式探讨
水泥窑头冷却机废气除尘已有更多采用袋除尘技术的案例, 但其废气降温方式是非常令人头痛的事。为保证不烧袋应将废气温度由250℃ (瞬时450℃) 的气体降到200℃以下, 降温方式有掺 (鼓) 冷风法、空气热交换器冷却法和喷水降温法。目前应用较多的是空气热交换器冷却法, 但根据热交换计算公式:Φ=A·k·△t需要的热交换面积很大, 因此热交换器设备成本很高。而掺 (鼓) 冷风法则使系统瞬时风量增大, 造成系统不稳定, 甚至发生危险。喷水降温法确是不错的选择, 它降温效果好, 反应速度快。主要是基于目前许多水泥系统都加入了余热发电锅炉系统, 一般情况下降温系统是短期和应急应用。焦作千业水泥窑头电改袋后就是采用了恒温控制喷雾降温系统, 运行两年多来降温控制准确, 在接入余热锅炉系统后确实起到了袋除尘器及系统安全的保护神的作用。
喷雾降温恒温控制技术的应用在千业水泥窑头电改袋工程中主要在篦冷机2、3段和篦冷机出口烟道内加装了喷水降温系统 (图2、3) 。
其技术难点在于长期连续大量喷水后怎样防止受潮熟料在篦冷机和烟道内结皮。喷雾系统技术参数见表2。
系统采用回流控制+分组及单枪控制方式, 安装远、近程多点温度检测, 并将数据即时反馈给中央处理器, 超前调整, 并反馈控制喷水喷头数量、位置和喷水量, 以保证除尘器进气温度在要求范围之内。图4为实际运行监测屏, 图中上面曲线为篦冷机出气口温度, 下面曲线为控制的和实测进入袋除尘器温度。可见, 在篦冷机出气口温度在350～530℃之间剧烈波动的情况下, 实际进入袋除尘器温度基本稳定在127℃。
1.2 窑尾增湿塔喷水系统的改造
一般认为, 水泥窑尾“电改袋”后对增湿塔喷雾系统的要求比电除尘器降低了, 只要保证不烧袋, 无需改造喷雾系统。但根据我们调查, 目前国内水泥窑尾增湿塔喷水系统工作不正常的约占80%, 一个原因是多数系统设计没有考虑精确的恒温自动控制技术, 而是将喷雾装置和水泵系统的控制割裂开来, 实施粗放和简单的控制;另一个原因是许多用户对喷雾系统的重要性认识不足, 维护不到位, 系统始终带病运行。其实, 这也是许多电除尘器运行不正常的原因之一。
正如窑头喷雾降温系统一样, 窑尾系统喷水降温系统温控的准确和稳定意义重大。不仅仅是防止烧袋, 更重要的是可以降低气体流量, 使系统运行稳定, 甚至可以减少袋除尘器过滤面积, 降低废气处理系统总投资和降低运行成本。
进行增湿塔喷水系统改造, 喷水系统应考虑采用恒温控制系统, 将入除尘器温度稳定控制在较低的温度范围内, 例如当生料磨及锅炉系统不运行时, 可以保证将废气温度控制在120℃±5℃, 当生料磨或余热锅炉投入运行时, 气体温度将更低, 任何工况下窑尾废气温度不会高于120℃±5℃。而目前窑尾系统工况废气量的温度一般是按照200℃换算, 例如把5000t/d水泥熟料生产线窑尾废气处理量提高到960000m3/h。从理论上讲按照125℃计算工况废气量可降低27%, 即5000t/d水泥熟料生产线窑尾废气处理量可按照604800m3/h, 实际考虑安全系数按照720000m3/h选择风机和袋除尘器, 可降低投资20%。当然, 如果采用可靠的恒温控制喷雾降温系统, 仍然按照960000m3/h进行废气处理系统设备的选型没有问题, 只是提高了安全稳定系数。同状况下除尘器过滤面积越大阻力越低。
增湿塔恒温控制喷雾系统应该是一个独立的控制系统, 它的工作需面对锅炉、生料磨开、停、窑况异常等不同工况条件, 烟气的温度、流量、湿度的各种变化。为满足上述各种变化, 并保证经济运行, 系统采用泵组运行方式。
当窑系统单独运行, 锅炉没有运行, 甚至出现异常高温时, 输水量较大, 多台水泵同时启动, 恒温系统可把增湿塔出口温度控制在120℃±10℃的区间内。
当回转窑与生料磨同步运行时, 生料磨需较高温度气体烘干生料, 设定出塔温度为180～220℃, 一般只开启一台水泵少量喷水。
一般水泥厂生料磨与回转窑同步运行率为85%, 通过以上运行方式可知, 单台水泵的运行时间将占全年总运行时间的80%以上, 单台水泵电机功率仅22～37kW, 所以对于自动温控系统, 低成本运行是主导运行方式。
采用恒温控制喷雾降温系统是需要我们研究探讨和推广应用的。我们即将实施改造的意大利富平水泥窑尾废气处理系统将同时改造增湿塔喷雾降温系统为恒温控制喷雾系统。
2 除尘器本体的改造
“电改袋”技术及本体方案有多种: (1) 美国GE (BHA) 公司的加设外风管及进风闸阀的方案, 例如北京燕山水泥厂窑尾袋除尘器改造。 (2) 天津院有限公司的袋室底侧风管内分风的方案, 如金隅集团琉璃河水泥厂一号窑尾除尘器改造。 (3) 天津院有限公司的保留部分电场, 袋室内隔板分风的电袋复合方案, 例如汝州天瑞5000t/d窑尾袋除尘器改造。 (4) 天津院有限公司的中心风道分风的电改袋方案, 例如焦作千业水泥5000t/d窑头电改袋。以上四种方案均为大净气室, 室内换袋结构。 (5) 其他公司的方案, 内隔板分风或内悬吊风管分风+小净气室, 顶换袋方案。
以上五种方案中第一种方案理论上是最完美的, 各分室进出口都有阀门, 从安全角度讲是最合理的, 即可以在线检修和换袋。但缺点是结构复杂, 施工量大, 改造需要停窑时间长, 一般要停窑一个月左右。第五种是最简单的改造方案, 耗钢率低, 应该可以最少的停窑时间完成改造。但缺点明显, 漏风率高, 能耗高, 易结露, 最不适合寒冷地区应用。
需要分析第二到第四种方案各自的优缺点和演变过程。第二种方案分风更合理, 减少滤袋不规则破损, 缺点是制造施工复杂;第四种方案结构简单, 可不改变进出风管连接方式, 简化施工, 缺点是钢耗偏高, 不适合双室电除尘器及鲁奇BS930结构改造;第三种方案结构气流更顺畅, 可使系统阻力更低, 而且可适用于大多电除尘器结构, 2010年初完成的大连小野田水泥窑尾高浓度电改袋就是应用的此方案。缺点是出风管连接复杂, 钢耗量大。总之, 第二到第四种方案均是天津院有限公司基于先进的TDM袋除尘技术, 根据不同的电除尘器结构, 不断总结、改进而创造的结构, 总优点是结构规范紧凑、漏风率低。
TDM袋除尘技术具有如下特点:
(1) 计算机专业软件辅助结构开发, 第二代行喷脉冲袋除尘器技术, 室内换袋 (Walk in) 结构, 更低的漏风率、低阻、节能。
(2) 核心结构——清灰机构以及控制拥有多项国家发明专利和实用新型专利。
(3) 采用低CAN风速结构设计, 保证设备高效运行。
(4) 挂袋多孔板全部采用数控激光切割成型, 确保尺寸定位及形状公差小于0.2mm, 孔板平面度公差小于3mm。
(5) 关键件采用国际名牌产品, 确保设备性能优越。
(6) 采用智能运行监测系统, 全面监视系统运行中的气体温度压力及分室压差监控、分风状况和破袋检测, 保证运行中破袋检测快速准确。
(7) 标准板块结构设计, 方便现场安装, 并利于结构密封施焊。
(8) 可靠的风路系统, 完全实现在系统正常运行过程中的分室在线维护和检修功能。
3 技术改造要充分了解所服务工艺系统的特点
在国家节能减排战略下, 现有水泥生产企业进行节能减排改造是当务之急。预热器改造, 冷却机改造, 水泥磨系统改造, 加上余热发电系统和工艺性除尘系统改造, 项目繁多。怎样用更低的投资达到更好的改造效果是生产企业最需要的, 也是我们科研服务企业所追求的。笔者体会, 各项改造应有机结合, 充分考虑系统工艺参数改变对改造效果的影响。
除尘系统改造绝不是除尘器本体改造好就万事大吉了。无论如何改造为袋除尘器以后, 过滤机理变化很大, 决不能影响生产系统的稳定性。要充分了解生产系统的特点, 例如改造前系统实际相关工作参数, 设备规格参数, 改造前后有无其他技术改造, 例如余热发电系统改造, 改造是否预留提产空间等等, 甚至应该了解系统管道的管径和走向。否则会使改造效果大打折扣, 甚至改造失败。
2008年7月金隅赞皇水泥有限公司2500t/d窑尾电改袋的实践中, 我们确实体会颇深。改造完成后我们就遇到了问题:首先系统阻力很高, 尽管除尘器本体压差显示阻力并不高, 约1300Pa, 但直接表现是新更换的废气风机能力不足, 尽管风机风门100%打开, 除尘器入口始终出现正压冒烟。而后, 不到三个月滤袋大面积破损。开始我们怀疑滤袋, 怀疑袋笼, 怀疑孔板, 甚至怀疑喷吹清灰机构。更换滤袋, 增加袋口保护罩, 均无济于事。
经过一年的研究探讨, 我们比较所有改造的案例结构没有差异, 对气体分布状况的数字模拟研究, 未发现问题。我们开始对系统进行现场标定, 结果是进入除尘器风管约20m长, 阻力太高, 达到1000Pa。我们再比较其他改造案例的工作环境认为, 工艺系统设计不合理、进气风速高 (超过30m/s) 是阻力高的主要原因。再经过数字模拟测试以及现场排查, 认为进气风速过高和排灰系统故障, 灰斗经常不定时不对称地积灰对袋室中工作滤袋的扰动作用相当大, 是造成滤袋早期破损失效的主要原因。
于是, 我们提出工艺系统改造方案, 今年三月份利用停窑检修实施了系统改造, 包括生料磨及除尘系统入风管加粗改造和灰斗拉链机完善。改造完成后系统运转良好, 系统阻力下降, 无正压现象出现, 废气风机阀门开度70%足够, 再没有滤袋破损现象。
产生这个问题的主要原因是此生产线设计工艺管路按照2000t/d系统设计, 而设备按2500t/d系统配套。另外由于此生产线还未建设完成就实施了电改袋, 我们的设计没有关注工艺系统问题。因此, 我们必须重视分析技术改造对其服务系统的影响。
4 结语
一次除尘系统 篇7
矿山除尘主要采用湿法除尘[1,2,3,4,5],矿山粉尘具有分散度高、粒径小等特点,目前使用的湿式除尘器对矿山粉尘的除尘效率特别是微细粉尘除尘效率较低( 一般为80% ~ 90% ) ,阻力太大( 约为2000Pa) 、 耗水量大( 0. 5 ~ 1. 2kg /m3) ,且需要建立大面积的污水沉定池进行污水过滤,增加了初投资,形成了二次污染[6]。随着环保意识的不断增强,国家对粉尘的排放要求也越来越严格,湿式除尘设备已不适用。 袋式除尘设备已逐渐被矿山企业公认为治理粉尘排放的高效除尘设备,能够满足国家颁布实施的粉尘排放新标准。
袋式除尘器因其单位粉尘处理效率较高、处理费用较低,投资回收周期短,是当前冶金矿山行业首选的除尘设备。然而,由于矿山粉尘普遍较潮湿,目前使用的布袋除尘器在除尘过程中极容易吸收粉尘气流中的水分造成粘袋,使通风阻力增大,抽风量减小,不能控制住含尘空气外溢。与此同时,目前袋式除尘器单个滤袋过滤面积普遍较小,并需配套骨架使用,运行中存在体积庞大、易磨损,使用寿命短等一系列问题。因此,在较好的清灰效果条件下,如何研究出体积较小、性能参数较好、适合于捕集矿山粉尘的高效袋式除尘器,是当前迫切需要解决的问题。 滤料是袋式除尘器的核心部件,其性能的好坏是袋式除尘器能否长期稳定可靠运行的关键因素。本文提出了一种新型高效袋式除尘器是采用特殊滤料加工工艺和表面处理技术,使除尘设备体积减少三分之一左右,除尘效率高、憎水性好且运行阻力低,该除尘器在安徽省霍邱县刘塘坊铁矿除尘系统应用中取得了良好的除尘效果及节能效果。
1除尘器的技术特点
该新型高效袋式除尘器的技术特点是: 将过滤材料硬化表面处理技术、高效过滤技术、旋流切换清灰技术有机结合优化,用于同一装置中。利用一定工艺加工制成微孔膜过滤材料,微孔膜过滤材料与发泡剂、环氧树脂胶连剂等通过热塑成型,高温烘干,制成波纹过滤元件,具有憎水、抗污性能等特点, 适应矿山条件过滤材料。新型的波纹过滤材料及过滤单元除尘效率达99% 以上,滤料净阻力660Pa; 滤料清灰采用旋喷分流结构清灰,采用旋转多通路切换阀对不同过滤单元清灰。大大简化除尘器清灰结构,减少常规清灰结构方式的结构复杂,故障率高的缺陷。提高除尘器的清灰效果,保障除尘器稳定高效运行。
2过滤材料结构设计
进行滤料选择时,要考虑到粉尘特性,如气体温度、湿度、粒径和含尘浓度等。气流湿度高低会影响到粉尘是否粘袋; 气流温度太低或太高都会对滤袋产生不利影响; 气流含尘浓度对滤料寿命也会有明显的影响。另外,粉尘颗粒的硬度直接影响滤料的使用寿命,硬度大粉尘应采用较低的过滤速度。性能良好的滤料应容尘量大、吸湿性小、效率高、阻力低、使用寿命长,同时具备耐温、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。滤料特性除与纤维本身的性质有关外,还与滤料表面结构有很大关系。表面光滑的滤料容尘量小,清灰方便,适用于含尘浓度低、粘性大的粉尘,采用的过滤速度不宜过高; 表面起毛( 绒) 的滤料容尘量大,颗粒能深入滤料内部,可以采用较高的过滤速度,但必须及时清灰。
2.1滤料的基料选择
目前,袋式收尘器使用的滤料主要有织造滤料、 非织造滤料、复合滤料三种类型,其基本材料都是纤维[7,8]。
织造滤料是用合股加捻的经、纬纱线或单线交织而成。通过经纬线间的空隙进行过滤分离含尘气体,滤料空隙率一般在30% ~ 40% 。织造滤料强度大,耐磨性强,但滤料本身阻力大,覆膜后可以实现表面过 滤,提高净化 效率和降 低滤袋工 作阻力[9,10]。
非织造滤料不经过一般的纺纱织造过程,目前袋式收尘器使用的大部分是针刺毡,针刺毡分为有基布和无基布两类。增加基布可以提高强度。把事先织好的基布放在上下纤维网之间,经过预针刺和主针刺加固,再进行必要的后处理就成为所需要的针刺毡滤料。针刺毡滤料中纤维呈立体交错排列, 利于形成粉尘层,没有直通的空隙,捕尘率高于一般织造滤料。针刺毡滤料没有或只有少量基布,所以空隙率一般在70% ~ 80% ,透气性好、阻力低[11]。
对于复合滤料,由于是用两种或两种以上各具特色的材料加工而成的滤料,这种滤料基本保持了各种材料良好性质,例如在针刺毡滤料或织造滤料表面覆以微孔膜制成的覆合滤料,可以实现表面过滤,提高了捕获率,而且由于粉尘只附着在滤袋表面易于剥离。覆膜滤料本身阻力较未覆膜时有所增加,但收尘器运行后由于是表面过滤,剥离性好,易清灰,尘粒不易堵塞滤料的孔眼,正常使用期的压力损失较低 且增长缓 慢,使用寿命 也较未覆 膜滤料长[12,13]。
综合分析织造滤料和非织造滤料的特点,本次过滤材料的基料选择针刺毡滤料( 即属于非织造滤料) ,相对于织造滤料,具有透气性好、阻力系数低、 过滤风速高、具有一定的刚性等特点。
2.2过滤材料的硬化和加工工艺
2.2.1过滤材料的硬化
过滤材料选用涤纶针制毡,特点是常温性能好, 能连续在130℃ 下工作,弹性回复性能好,强度为3. 52 ~ 5. 28CN / dtex,断裂伸长率30% ~ 40% ,其耐磨及耐热 性能优于 尼龙,强度较高。 厚度为2. 0mm,单位面积重量为500g / m2,对幅度按要求的尺寸进行剪裁,清除毛边,卷成卷备用。
把备用的针制毡开卷进入盛有硬化剂( 主要成分为硅酸盐类) 的槽中浸胶,缓慢移动滤料,使硬化剂浸透到滤料中,然后干燥,剪切或成波纹备用。
2.2.2硬化波纹滤料的制作[14]
硬化波纹滤料的制作过程比较复杂,只能在专门设计的加工设备上进行,其加工原理如图1所示, 由加热的移动齿板和两个上下运动的压头组成,压头1先压下,使料的一端固定,然后压头2压下,使硬化料成褶,再先后抬起压头1、2,压头抬起后,移动齿板。照此类推,即可连续生产出波纹滤料。
2.3过滤元件的类型及技术参数
将成型的波纹滤料根据需要可以制成圆形或扁形过滤元件,即相当于袋式除尘器的滤袋。简易模型如图2、3。
圆管型波纹过滤元件的过滤面积的计算可参照滤筒过滤面积计算公式:
式中,A代表过滤面积,m; L代表滤纸的折深, m; N代表折数; M为除尘滤筒的有效高度,mm。
以圆管型波 纹过滤元 件直径60mm、高度1700mm、折深45mm、折数为6计算,过滤面积为0. 918m2,相比长度为1700 mm、直径为60mm的滤袋( 过滤面积为0. 32m2) ,过滤面积扩大2. 9倍。
3滤料动态性能测试
试验滤料采用波纹滤料、针刺毡滤料、覆膜滤料,在一定的过滤风速下( v = 1. 0m/min) ,测定其定时清灰阻力和除尘效率。试验结果见图4、图5和表1。
由图4、图5可知,在过滤风速一定的情况下, 三种滤料的初始阻力基本相同,随着过滤时间的延长和清灰次数的增加,波纹滤料由于采用了表面处理,清灰后滤料初始阻力变化不大,阻力增加约5. 8% ,粉尘剥离率约97. 6% ; 覆膜滤料也因采取了特殊的表面处理,其阻力略有增加,阻力增加约12. 8% ,粉尘剥离率约96. 4% ; 针刺毡滤料的变化阻力相对较大,阻力增加约32. 1% ,粉尘剥离率相对较差。说明经过硬化处理后的波纹滤料,可实现真正意义上的表面过滤,运行过程中易清灰,运行阻力在多次清灰情况下基本平稳。
由表1可知,波纹滤料采取硬化处理后,具有覆膜滤料的特点,过滤性能上高于覆膜滤料和针刺毡滤料。对于呼吸性粉尘的过滤,波纹滤料和覆膜滤料过滤效率明显高于针刺毡滤料,而且波纹滤料的除尘效率降低趋势明显小于针刺毡滤料,同时在效率上略高于覆膜滤料,说明硬化剂的硬化处理效果较好,整体除尘效率相对比较稳定。
4应用实例
安徽刘塘坊矿业有限公司位于六安市霍邱县周集镇境内,矿山生产规模为竖井地下开采和选矿厂处理能力均为年产150万吨原矿。该矿井下粗破碎系统、选矿厂破碎、筛分系统以及皮带转运站系统等运行过程中会产生大量的粉尘,将设计的新型高效袋式除尘器应用于上述产尘点的除尘系统,除尘系统安装运行后,除尘效果良好,岗位粉尘浓度及排放浓度均符合国家标准。对井下粗破碎系统除尘器的主要性能指标( 包括除尘效率、设备阻力、漏风率等) 采集六组样品进行了现场监测,结果表明,除尘器的各项性能指标均达到了设计要求。
4.1除尘效率、漏风率及过滤速度测定
测试前提以净气箱静压保持在 - 2000Pa时测定的漏风率为准。利用浓度法计算除尘器总除尘效率,通过测定除尘器前后的空气含尘浓度及风量计算而得。除尘效率及漏风率、过滤速度监测结果见表2。
由表2可知,该除尘器在实际运行过程中,平均漏风率为2. 25% ,最大设备漏风率为3. 12% ,均低于设计目标要求( 设计目标漏风率为5% ) ,说明设备结构严 密性能优 异。平均除尘 效率可达 到99. 72% ,除尘效率最高可达到99. 84% ,最小也达到99. 61% 。随着粉尘负荷的增加,除尘效率随之增加,说明滤袋表面粉尘层增加,在易清灰、不堵塞滤袋及增加阻力的前提下,对提高除尘效率有一定的作用。
4.2除尘器阻力测定
除尘器阻力为除尘器进出口全压差,用毕托管和“U”压力计测定其阻力。除尘器运行时间与阻力关系见表3。
注: 清灰间隔时间设定为 60s、喷吹压力为 0. 3MPa。
三次运行均为连续运行,且在运行期间按设定要求进行清灰。由表3可知,该除尘器运行阻力均在1700Pa以内。三次运行情况分析如下:
1) 第一次连续运行时间为6个小时,阻力由1400Pa增加至1620Pa,增加幅度为15. 7% 。
2) 第二次连续运行时间为12个小时,前6个小时阻力由1450Pa增加至1630Pa,增加幅度 为12. 4% ; 后6个小时阻力由1630Pa增加至1680Pa, 增加幅度为3% 。
3) 第三次连续运行时间为24个小时,前6个小时阻力由1420Pa增加至1630Pa,增加幅度 为14. 9% ; 后12个小时阻力由1630Pa增加至1685Pa, 增加幅度为3. 4% 。
经分析,在开始运行的6个小时内,阻力上升较快,说明滤袋表面形成一层粉尘的粘附层; 随着运行时间的延长,阻力变化比较平缓,趋于稳定,说明该滤袋易清灰。因此,可以适当增加清灰周期,有效地保护了滤袋,提高了滤袋的使用寿命。
5结论
本文对涤纶针刺毡进行改进,设计了新型的高效硬化波纹袋式除尘器,通过现场应用对滤袋性能进行检验。结果表明,除尘器的性能指标达到了设计研究要求,是一种新型高效袋式除尘器,在工业生产系统中具有广泛的推广应用前景。
1) 以 φ60mm × 1700mm规格的滤袋计算,硬化波纹滤料制成的过滤元件过滤面积为0. 918m2,而同规格的圆形滤袋过滤面积为0. 32m2,过滤元件比常规滤袋增大约3. 0倍,同样处理风量、过滤风速的情况下,设备体积缩小,主要组成部件数量减少,一次性投资和日常维护成本均下降。
2) 简化了设备的结构,与常规滤袋或滤筒使用相比,无需用骨架支撑,过滤元件的使用寿命更长, 降低了维护工作量。
3) 采用特殊的硬化剂深层处理,成型后的波纹滤料强度高、憎水性好,具有覆膜滤料的特点,可实现真正意义上的表面过滤,实际运行过程中易清灰, 可以增加清灰周期时间,减少清灰次数,有效保护滤袋,提高了滤袋的使用寿命。
塑烧板除尘系统改造 篇8
南钢带钢厂生产线设计年产热轧钢卷55万t,品种有SPA-H、N45DHD、X32CrMoV、65Mn、50CrVD、20Mn2等几十种,产品广泛应用于五金工具、机械制造、汽车零件、建筑等领域。热连轧区域共1 1台机架,钢带精轧过程中,会产生大量含有FeO、Fe2O3等粉尘,冷却水蒸汽及润滑油的燃烧灰份。为了更好地减轻和消除这些有害物质对环境的污染,改善操作条件,满足现有环保要求,该厂决定利用原有的除尘场地施建塑烧板除尘系统。在工业上实现气固分离的除尘器主要分4类:机械式除尘器、湿式除尘器、静电式除尘器和过滤式除尘器。电除尘在高温、高压下电晕控制难度较大。湿式除尘则会产生大量的污水,需要二次污染处理。常用的布袋除尘采用的滤料所能承受的温度一般在250℃以下,如果收集含有一定水分的粉尘,往往会出现糊袋现象,维护困难且维护成本高。塑烧板除尘器是2 0世纪8 0年代开始应用于工业的新一代高效收集器,在过滤超细、高温、潮湿粉尘方面有独特的优点,效果好、适应性强。
1 除尘系统工艺流程
除尘系统由吸尘罩、调节阀、风机进风管、主管道、JSS塑烧板除尘器、风机、风机出风管、支管道、贮气罐、螺旋输送机、回转卸料器、排气烟囱和电控仪表设备等组成。精轧机排烟除尘系统共设了6个主要除尘点,系统运行时,由吸尘罩捕集到的各尘源点的含尘气体,经管道进入除尘器内,通过塑烧滤板进行尘气分离。净化后的气体通过风机经排气烟囱排入大气。附着于塑烧板表面的粉尘通过电磁阀引导压缩空气反吹后掉落除尘器灰斗内,然后通过螺旋输送机、回转卸灰器排出,统一回收处理。除尘系统可在电气控制室中进行监测、显示、控制和操作,并在现场设置机旁操作箱,以便调试维修。
2 JSS塑烧板除尘器性能特点
塑烧板是除尘器的核心,塑烧板的性能直接影响除尘效果。塑烧板由高分子化合物粉体经铸型、烧结成多孔的母体,并在表面及空隙处涂上氟化树脂(独特的涂层不仅只限于滤板表面,而且深入到孔隙内部),再用黏合剂固定而成。塑烧板内部孔隙直径为40～80μm,而表面孔隙为3～6μm,外表面为波纹形状,因此较其它过滤体过滤面积更大。
2.1 高效率粉尘捕集
塑烧过滤元件的捕集效率是由其本身特有的结构和涂层来实现的,它不同于袋式除尘器的高效率建立在黏附粉尘的二次过滤上,通常对2μm以下超细粉尘仍可保持99.9%的超高捕集效率。从实际测试的数据看,一般情况下除尘器排气含尘浓度均可保持在2mg/m3以下。
2.2 节省空间
由于塑烧板表面形状呈波浪形,装配成除尘器后所占的空间仅为相同过滤面积袋式除尘器的一半,附属部件也因此小型化,所以具有体积小、节省空间的特点。
2.3 处理风量稳定
由于波浪式塑烧板是通过表面的树脂涂层对粉尘进行尘气分离的,其树脂本身固有的惰性与其光滑的表面使粉尘极难与其物质发生物理化学变化和附着现象。滤板的刚性结构,也使得脉冲反吹气流从空隙喷出时,滤片不易变形,脉冲反吹气流的作用力不会如滤布袋变形后被缓冲吸收而减弱,即使有一些极细的粉尘进入空隙,也会被设定的脉冲压缩空气流及时吹走,所以在过滤板母体层中不会发生堵塞现象,过滤元件的压力损失趋于稳定。因此,除尘器运行后的处理风量将不会随时间而发生变化,保证了现场的除尘效果。
2.4 强耐湿性
由于制成滤板的材料及涂层具有完全的疏水性,含水、含油量高的粉尘也无法在其上沾粘结块,故不会发生像布袋式除尘器因吸湿而沾粘,致使阻力上升、处理风量减弱的情况。这对于处理冷凝结露的高温烟尘和吸湿性很强的粉尘是最佳选择。
2.5 使用寿命长
塑烧板的刚性结构,不会变形,磨损小,所以使用寿命长,约为滤袋的2～4倍。滤板不需要经常维护与保养,因此无故障运行时间长。良好的特性可保证塑烧板除尘器长期稳定有效地工作。即使因偶然的因素滤板损坏,也可用特殊的胶水重新粘合后继续使用,并不会因此而带来不良影响。
2.6 维护方便
塑烧板除尘器的特殊构造使拆装滤板这项工作变得十分容易,操作人员在除尘器外部即可进行操作,卸下2个螺栓即可更换一片滤板,工作强度得到根本改善。
3 除尘系统设计依据与原则
设计依据:《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996);《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996);《工业企业设计卫生标准》(GBZI-2002)。
设计原则:采用先进、成熟、可靠、经济、实用的尘源控制方式;除尘设施施工及运行不影响生产工艺设备的运行与检修;通过优化设计来尽量降低工程造价。
4 工艺条件
介质:含尘气体(含水汽和油雾);介质容重:约1.2kg/m3;吸尘罩入口粉尘浓度:1g/m3;粉尘成分:氧化铁粉;工作制度:连续工作制;吸尘罩入口空气温度:<800C;吸尘罩入口烟气含水量:15%～20%(质量分数)。
5 除尘器性能技术参数
处理风量:120000m3/h;全压P:6000Pa;粉尘捕集率>9 5%,目测岗位无烟尘外溢,厂房外目测无烟尘;总过滤面积:2016m2;过滤风速:0.99m/min;排放浓度≤20mg/Nm3;岗位粉尘浓度≤5mg/m3;漏风率≤3%;平均阻力:2000Pa;设备耐压:-7000Pa;脉冲电磁阀寿命:300万次;压缩空气耗气量:4Nm3/min;本厂提供水源、气源,气压0.55～0.6MPa,水压0.2～0.3MPa。
风机、电机启动及仪表显示均在除尘站操作室控制,卸灰在现场操作,实现无扬尘卸灰,风机采用变频启动方式,P L C采用西门子产品,电气元件采用施耐德产品,并配上位机远程监控。
6 系统设备组成
除尘器外部设备单线原理图如图1所示。
6.1 塑烧板滤芯式除尘器
型号,JSS224-1500/18-FW;数量,1台;塑烧板片数,224片;电磁阀数量,112套;除尘器为室外安装型,运行方式为连续运行,设计考虑防雷、防地震措施;风、雪、检修荷载及防冻措施,能承受所在地区7度地震烈度。
6.2 除尘器输灰装置
螺旋输送机:型号,D250;数量,1台;卸灰能力(单台),5m3/h(6t/h)。
回转卸灰阀:规格,300×300;数量,1台;卸灰能力(单台),15m3/h(18t/h)。
手动插板阀:规格,300×300;数量,1台。
6.3 除尘器压缩空气净化装置
贮气罐:数量,1套(含压力表、安全阀、放水阀、进气阀);容积,1m3。
压缩空气油水分离器:数量,2个(含压力表、手动球阀等);处理流量,6Nm3/min。
6.4 除尘系统的控制和监测
除尘器控制系统包含P L C、低压变频器装置、机旁操作箱、电磁阀控制箱、检修电源箱,并具有计算机远程传输显示功能。
变频器:型号为ATV61HC31N4,具有接口类型多、软件性能优越、制造精细、故障率低、服务及时、网络通信功能、保护性能强等优点。
除尘风机:风机类型为单吸离心式风机,型号为WFY-150,额定流量为120000Nm3/h,风机全压为6000Pa,电机功率为280kW。
除尘器PLC:系统采用SIEMENS S7-315-2DP;配以太网Profibus-DP通信模板、I/O接口板、工业控制PC机等;使用Step7编程软件,画面监控使用WinCC的系统软件。除尘器P L C负责风机系统机电设备的程序控制及画面检测,包括模拟量I/O、数字量I/O、故障报警等功能。
除尘系统机旁操作箱:包括对脉冲控制仪、螺旋输送机、泄料器的控制,对应有运行指示灯、报警指示灯、风机机旁控制箱主要实现对现场风机的控制,电机的频率由控制室上位机设置,面板上的仪表监视电机、风机的运行情况。
电磁阀控制箱:现场共2个,分别控制5 6个电磁阀,当脉冲控制仪上电时,便能在面板上控制电磁阀。
上位机:PC机选用IntelPIV2.8GHz CPU,内存1GB,硬盘120GB EIDE,DVD/CDR/WR,19″液晶显示器,画面用W i n C C的系统软件。风机轴承的温度测试点,电机的轴承温度测试点,绕组温度测试点,风机入口电动阀开启显示,风机轴承振动值,风机的运行、停止、故障信号均可在计算机画面上进行状态显示。
上位机操作包括停风机、改变电机运行频率。停风机按下主画面风机停止按钮,无论风机机旁控制箱的现场/远程开关在哪个位置,都可以控制风机的停止。频率修改是通过主画面上的动态滑动按钮,增大减小或直接输入想要设置的频率。频率设置有保持功能,前一次的设置频率将是下一次运行的起始频率。
当有报警发生时,扬声器发出声响,这时可以按“报警消音”按钮,声响停止,但报警显示仍在,具体报警信息可点击报警查询,直到报警条件不具备时报警才不显示。
7 结语
熟料卸车系统除尘设计改造 篇9
某公司年产100万吨水泥粉磨站, 2010年投产运行, 生产初期, 熟料卸车坑车间除尘效果较差, 导致熟料卸料车间工作环境恶劣, 整体呈现出“乌烟瘴气”的现象。为了改善工作环境, 实现清洁生产, 本文先分析了造成污染的原因, 并且通过设计和计算, 提出了具体的解决污染的改造方案。
2、生产流程及现场生产问题简述
原熟料卸车及输送车间设计方案大致如下:卸车部分设置了四个储量为100m3的熟料卸车坑, 实际生产时, 可以储存约560吨熟料, 可以满足七辆熟料自卸卡车的装载量。熟料卸料坑卸料口安装双层棒阀用于控制熟料流量, 熟料由800宽皮带输送机 (输送能力300t/h左右) 输送至配料库提升机, 熟料经提升后入熟料配料库。
本子项工艺流程如下:
图1熟料卸车及输送流程图
根据现场实际情况发现有如下问题:
1、由于是外购熟料, 质量参差不齐, 粉状颗粒比较多, 导致熟料侧卸车卸料的时候, 产生较大的扬尘, 除尘风口明显吸力不够, 导致现场除尘器效果不佳。
2、由于卸料坑是四个并排布置, 生产时至少两个棒阀同时卸料才能满足输送量, 由于皮带中转处单机除尘器距离卸料棒阀较远, 且除尘风量有限, 故地坑除尘效果也不理想。
3、问题分析及改造
图2是现场实际工艺平面布置图及立面图, 根据现场实际生产情况, 得出如下分析结果:
1、卸车棚除尘风量Q1计算
卸车棚进出车门4.5×5.0m, 考虑过滤风速0.5~1.0m/s, 计算出卸车棚除尘总风量Q1;
2、风机风量Q2计算:
风机风量考虑10%的富余量;
3、收尘器风机风压计算:
a.由于原除尘设备采用FGM128-8气箱脉冲袋式除尘器, 按照业主的要求, 在利用原除尘器基础上, 这样只能提高除尘器过滤风速。一般情况下收尘器阻力为1500~1700Pa, 由于除尘风量增大, 过滤风速提高到1.5 m3/min, 除尘系统阻力约为2200Pa;
b.直管的摩擦阻力:
4、改造方案
4.1 熟料卸车坑除尘系统改造
根据业主要求, 除尘器设备FGM128-8不变, 但根据除尘所需风量计算得, 过滤风速将会提高到1.5m3/min, 将会大大降低除尘器滤袋使用寿命。
风机调整方案:原风机型号, Y4-73No.14D;电机型号, Y315M1-6、960rpm;故在不改变风机机壳的前提下, 将电机转速调整为1450rpm, 这样就只要改造电机机座和部分电控设备即可, 调整后风机风量将达到143130 m3/h、风压将达到5460Pa, 满足生产要求。
4.2 卸车坑底熟料输送皮带机除尘改造
如图3所示, 在皮带输送机导料槽上增加改造后的不带灰斗的在线式袋式除尘器3台, 然后共用一台风机集中除尘。风机型号, 4-72 No.5A;风量, 9284 m3/h、风压, 3067Pa。
4.3 由于熟料流动性很好, 故现场发现双层棒阀安装位置到皮带输送机皮带面高差较大, 这也是引起扬尘的部分原因, 所以卸料溜子由直通式改造成45°斜角式, 能有效的减少熟料冲击产生的扬尘。
6、小结
本次改造仅仅更换了除尘风机电机及部分电控设备情况下, 就满足工艺设计要求, 达到了较好的除尘效果, 有效地解决了熟料卸车堆棚的工作环境, 本次改造体会如下:
(1) 熟料卸车堆棚卸车坑应该采用混凝土结构, 能保证卸料坑四周的密闭性, 且卸车棚需再增加一个进门防尘罩和一个出门防尘罩, 这样就更有效的防止熟料粉尘通过钢结构缝隙溢出堆棚外, 从而保证了除尘器有效的除尘风量。
(2) 由于熟料卸车坑底部空间有限, 输送物料皮带机采用改造型单机除尘器, 但效果比较明显, 该改造方案可以应用于熟料库底输送皮带机除尘使用。
(3) 由于熟料流动性较好, 粉尘扬尘大, 所以设计时, 应尽量减小中转处的落差, 这样也会更好减少熟料扬尘的产生。
摘要：本文针对某公司的熟料卸车系统存在的除尘效果较差的问题, 进行了相应的除尘设计改造, 经过改造之后的熟料卸车系统具有较好的除尘效果, 使得熟料卸车堆棚的工作环境得到了有效改善。
关键词：熟料卸车,设计改造,除尘
参考文献
[1]李奕芳, 谭渊.气箱式脉冲袋除尘器技术在海南昆仑水泥中的改造应用[J].低碳世界.2016 (22) .