方案介绍
脉冲袋式除尘器具有性能稳定、运行费用低、净化效率高、可回收 利用粉尘等优点,是处理细而干燥粉尘的理想设备,因而被广泛应用于 钢铁企业的粉尘治理工艺中。但如果设计、使用、维护不当,就很难发 挥其应有的作用,下面就结合国丰公司的实际情况谈一谈脉冲袋式除 尘器的应用。
1 脉冲袋式除尘器概况
1.1 结构、原理
脉冲袋式除尘器主要由上箱体(净气室)、中箱体(尘气室)、灰斗、脉 冲清灰系统、滤袋、滤袋骨架、进出风口、压差计、检修人孔、卸灰装置、 和PLC 控制仪等组成。其工作原理为: 脉冲袋式除尘器在风机动力的 牵引下,除尘器内部、除尘管道及除尘罩口处形成负压环境,使扬尘点 的粉尘在压差作用下进入除尘器,气流通过除尘滤袋过滤,粉尘被截留 在布袋表面,通过PLC 控制仪有规律地向脉冲阀输入脉冲信号,压缩气 体的高压风将粘附在滤袋表面的粉尘喷吹下来收集到积灰斗内,从而 达到回收粉尘的目的,处理后的干净气体经除尘风机从烟囱排出。
1.2 技术特点
(1)除尘效率高,粉尘排放浓度低,能满足新的环保标准。布袋除尘 器的除尘效率大于99.9%,特别是对于亚微米级(1 微米)的粉尘有很好 的收集效果。
(2)除尘效率稳定。排放浓度不受粉尘的比电阻、浓度、粒度的影响, 以及设备负荷变化。
(3)除尘器采用分室结构,可以分室轮换检修,而不影响生产设备运 行。
(4)布袋除尘器占地面积小,进、出口道布置紧凑。
(5)适应性强,捕集粉尘范围广,尤其适用于燃煤灰分高、比电阻值 大、硫分低和电除尘器难以收集的粉尘。
1.3 使用概况
脉冲袋式除尘器在我厂原料上料、转运,烧结混料、配料,高炉出铁 场、转炉炼钢二次除尘、散装料等工序中都有应用,目前我厂南区共有 此类除尘器24 台,总处理风量可达108 万m3/h,总过滤面积 156858m2,除尘滤袋65220 条,风机电机总装机功率23315KW。我厂运 行最老的脉冲袋式除尘器为二炼铁3#350 高炉出铁场除尘,于2001 年投入使用,已经运行13 年,现在依然运行平稳,烟气排放能达到国家 标准(见表2)。
2 国丰脉冲袋式除尘器系统的特点
2.1 变频调速
除尘风机电机已经全部改造为变频调速电机,可根据各工序生产 的特点来调节电机频率,从而达到调节风量的目的。如我厂1#1780 高 炉出铁场除尘,根据风机性能曲线及出铁场的运行情况设置了高、中、 低三个调速档,炉前工可以根据不同的工况来调节风量,从而达到节约 能源的目的(见表1)。
除尘器 | 1#1780高炉出铁场除尘 |
处理风量(m³/h) | 850000 |
电机功率(kw) | 1620 |
变频节电量(万度/月) | 25.2 |
2.2 计时器的使用
脉冲布袋除尘器(除尘风机)已经全部加装了计时器,每月对计时 器数据进行抄录,核算运转率,运转率不达标将会受到严厉的考核。
2.3 排放物检测
定期对各除尘器排放物进行监测(见表2)。对排放不达标的设备 要求及时处理。
除尘器 | 颗粒物排放浓度(国标) | 颗粒物排放浓度(实际) |
一炼铁5#450高炉出铁场除尘 | 30 | 4.06 |
二炼铁2#450高炉出铁场除尘 | 30 | 3.5 |
二炼铁3#450高炉出铁场除尘 | 30 | 3.6 |
储运部北区三期供料除尘 | 30 | 9.8 |
储运部南区c8除尘 | 30 | 16.6 |
一炼钢80吨倒灌站除尘 | 20 | 13.9 |
二炼钢1#2#转炉二次除尘 | 20 | 2 |
2.4 管理制度健全
制定环保设备全过程管理制度,从环保设备的设计、选型、申报、采 购、验收、使用、维护、保养、检修、报废等各个方面加以监督、检查、管 理。
2.5 滤袋尺寸统一
大部分脉冲滤袋除尘器采用的相同尺寸的滤袋(尺寸为φ130mm× 6000mm),可用通用,降低了滤袋的储备量。
3 脉冲袋式除尘系统在我厂的应用情况
3.1 除尘罩
除尘罩形式较多,伞形除尘罩、局部密闭除尘罩、侧吸除尘罩在我 厂都有应用。伞形罩的吸气气流易受室内横向气流的影响,为了防止粉 尘被横向气流带入室内,伞形罩最好靠墙布置。在工艺条件许可时,可 在伞形罩四周设活动挡板。而为了在不增加风量的条件下增加罩面风 速,可在罩内加挡板,提高吸尘效果。而侧吸罩往往在某些工艺或操作 的要求下不能设置各种形式的密闭罩时才被采用,侧吸罩的效果要比 伞形罩差,同时要求的吸气量也较伞形罩大,但在许多特殊场合是必 不可少的。如我厂120 吨渣房外购铁水兑倒处,由于天车高度的限制就 设计采用了柜式侧吸罩,除尘效果也达到了设计要求。局部密闭除尘罩 在我厂使用最多,主要用于各种原料转运皮带上。局部密闭罩要保证罩 内各点都处于负压,抽气量应该适当,认为抽气量愈大愈好的观点是不正确的,一般来说,排气罩内风速0.25-0.37m/s 的气流,不会使静止的 物料散发到空气中,而风速大至2.5-5m/s 时,物料就可能被气流带走; 为防止飞溅(诱导气流)而不使粉尘外逸,根据飞溅的特点,可将排气 罩往外扩大或设置挡板,使飞溅气流的速度在到达罩壁前就衰减掉。
除尘器 | 过滤面积(㎡) | 耗钢量(kg/㎡) | 漏风率(%) |
C9 | 4200 | 28.1 | ≤2% |
C4 | 6700 | 29.1 | ≤2% |
C3 | 1400 | 29.3 | ≤2% |
C6 | 6700 | 27.2 | ≤2% |
C7 | 2400 | 28.3 | ≤2% |
3.2 除尘管道
我厂除尘管道一般采用Q235 螺旋焊管或板材卷制,管道壁厚在 6-10mm 之间。对于管道风速的选择,有的采用16m/s-18m/s,有的采用 20m/s-24m/s。管道内的气速应合理地确定。气速太小,气体中的粉尘易 沉积,严重的破坏除尘系统的正常运转;气速太大,压力损失会成平方 增长,粉尘对管壁磨损加剧,使管道的使用寿命缩短。从我厂除尘管道 的运行维护来看,像一些处理烧结矿、球团矿、煤粉、石灰、焦炭等含有 粗颗粒或大块物料的除尘管道,管道磨损较为严重,此类除尘管道应以 低风速(18m/s)较为合适,同时管道壁厚应适当加厚。除尘管道的布置 间接制约着除尘风量的提高,在布置除尘管道时为防止管道内积灰, 就要在水平管道处安装清灰孔定期清理积灰否则将严重影响除尘风 量的提高。
3.3 除尘器本体
除尘器本体为进、出风口法兰之间,排灰口法兰以上部分,不包括 支架和保温层,但包括必要的工艺性扶梯、平台的设备。除尘器招标采 购时应考虑除尘器本体质量与过滤面积的比值(钢耗量),钢耗量(表 3)是一个重要的经济技术指标,钢耗量应该控制在一个合理的范围之 内,指标过高将增加投资,过低则可能导致一些厂家偷工减料,以致造 成设计不合理,使用维护困难的问题。根据我厂的使用情况,钢耗量应 不低于30kg/m2。
3.3.1 灰斗
我厂除尘器的灰斗一般都大于60°,存灰量一般都能满足8 小时 的处理量。灰斗中的存灰需及时卸出,存灰过多会造成各分室进风口积 灰堵塞,同时影响布袋寿命及除尘效率。我厂当拉灰汽车出现故障影响 拉灰时(卸灰与汽车拉灰同步进行),除尘器各分室进风口积灰堵塞问 题就比较严重,有的甚至需要切割管道进行人工清灰。因此协调好厂内 汽车拉运,准时组织卸灰非常重要,同时拉运汽车需有备用设备。卸灰 时不能将灰斗灰量放空,留有一定量的余灰能保证灰斗卸灰处的密封 性,放空后可能会由于卸灰阀密封不严导致漏风。我厂一些除尘器就发 现过从刮板机、螺旋输灰机向灰斗抽风的问题,而这种情况主要发生在 仅依靠人工来判断灰斗余灰量的地方,灰斗余灰量的控制依靠料位计 与卸灰电机的连锁来控制的除尘器就没有这种情况。因此料位计对卸 灰控制是相当有用的。
3.3.2 中箱体与上箱体
中箱体设计时一般要求高度比安装的滤袋长一米以上,这样有利 于气流的扩散,减少对滤袋的冲击,提高滤袋寿命及除尘效率。我厂 230 烧结配料除尘安装的滤袋基本与灰斗上沿齐平,导致布袋更换频 繁,现已准备改造。上箱体制作时应保证壁体光滑(特别是仓顶盖之间 的通道),保证雨水正常流走。安装仓顶盖的四边梁要有足够的强度,防 止四边梁变形、下沉,否则会导致仓顶盖密封不严漏风,我厂二炼钢50 吨转炉二次除尘就存在此问题,导致维护困难。箱体内的花板(上箱体 与中箱体之间隔板)是袋式除尘器的关健配件之一,主要起分隔尘气和 固定滤袋的作用。在招标时一定要采用定位靠模工艺,花板孔采用数控 四柱冲压加工,确保孔径偏差为±0.1mm,孔距偏差为±0.5mm,花板平面 度<2/1000,对角线长度偏差<5mm,确保滤袋安装牢固不掉袋,装拆方 便。花板腐蚀、变形导致的漏风,会使除尘器形同摆设。我厂储运部的焦 槽除尘就曾出现过花板腐蚀、变形,导致冒烟的问题,后对花板进行更 换,解决了冒烟的问题。
3.3.3 脉冲清灰系统
我厂主要采用离线分室清灰的技术,手动、自动皆可,喷吹一次的 时间为0.1-0.2 秒。脉冲阀以3 寸的淹没式脉冲阀为主,使用寿命一般 能达到18 个月,脉冲阀损坏主要为膜片的问题,可以通过更换膜片进 行修复,阀体的使用寿命可以达到5 年以上。脉冲阀作为一种易损件, 日常维护中需留有一定量的必备件,我厂一炼铁450 高炉除尘(5 台) 系统曾经出现过40 多个脉冲阀同时出现问题而无法及时更换的情况。
脉冲气源以氮气为主,少部分除尘器使用的压缩空气,减压后压力在0.2~0.4MPa之间,使用压缩空气作为气源时,储气罐,三联件需定期(每周两次)进行排污,否则会对滤袋带来不良影响,同时对分气包造成腐 蚀。我厂120 吨转炉二次除尘就曾因此问题出现过分气包焊口开焊的 现象(烟气温度能达到50-70℃,对布袋影响小),分析原因为腐蚀造成, 后加强了定期排污,没有再出现过此类问题。脉冲阀需配置防尘防雨 箱,我厂原料系统的除尘器脉冲阀都没有安装防尘防雨箱,锈蚀相当严 重,而其他安装有防尘防雨箱的脉冲阀则没有此类问题。
3.3.4 除尘滤袋
我厂使用的滤袋以克重为500 克/立方米的热轧压光处理的涤纶 针刺毡为主,滤袋过滤速度控制在1-1.2m3/min 之间,滤袋使用寿命一 般为12-18 个月,颗粒物排放浓度能够满足国标的要求(见表2)。滤料 质量对除尘器的除尘效率有直接影响。选择滤料时首先要选用透气性 能好、耐腐蚀、耐磨损、适合工况要求(如温度、化学侵蚀等)的滤料,以高 质量缝制技术加工而成的滤袋。如果滤料选用不当或加工质量差,易产 生水解、酸解、覆膜剥落、滤袋破裂等现象,就将显著影响除尘效果。滤 料的使用,除要求各项性能满足使用要求外,还应保证其使用年限和 价格,两者的比值是评价滤料经济性的指标。我厂二炼钢3#50 吨转炉 二次除尘曾有一段时间布袋烧损特别严重,一个月损坏布袋达三四百 条,分析发现由于除尘管道与转炉距离近,管道温度过高(超过130℃), 原打算将使用的常温涤纶针刺毡滤袋换成P84 玻璃纤维针刺毡滤袋 (耐温可达260℃),但由于价格相差悬殊,于是采取了控制转炉操作喷 溅、在除尘管道内部加装冷却装置等措施,很好的解决了滤袋烧损问 题,现在每月检修检查都没有发现此类问题。
3.3.5 压差计
压差计可用来判断运行情况:如压差增高,意味着滤袋出现堵塞、 滤袋上有水汽冷凝、清灰机构失、灰斗积灰过多以致堵塞滤袋、气体流 量增多等情况。而压差降低则意味着出现了滤袋破损或松脱、进风侧管 道堵塞或阀门关闭、箱体或各分室之间有泄漏现象、风机转速减慢等情 况。我厂大部分除尘器都安装的U 型压差计,主要依靠人工观察判断 来调整清灰时间,运行维护有一定的困难。在我厂1780 高炉出铁场除 尘及矿槽除尘加装了电子压差仪,实现了压差与脉冲清灰的自动连锁 控制,即能定时又能定阻进行清灰,降低了使用维护的难度,提高了除 尘器的运行效率,取得了良好的效果。
3.3.6 烟道隔板
烟道隔板在检修检查时往往会被忽略。我厂230 烧结配料除尘曾 发生过排放超标的问题,但在查找问题是发现布袋、花板等都没有问 题,最后在检查烟气隔板时发现隔板上有3 个较大的漏点,导致烟气未 经布袋过滤处理即以排放,在对隔板进行补焊后排放达标。因此对烟道 隔板的检查应该纳入每月的常规检查。
3.4 输灰装置
我厂布袋除尘器输灰装置以螺旋输灰机和刮板机为主,原有少部 分无托辊皮带输灰机,由于容易造成二次扬尘已经全部改造。手动控制 卸灰时应注意根据螺旋输灰机和刮板机输灰量的大小来操作卸灰阀, 灰量过大会造成螺旋输灰机和刮板机的损坏,我厂一些除尘就因此出 现过刮板机链条损坏的情况,在对卸灰操作修改后,链条损坏情况大大 降低。
3.5 除尘风机
在日常运行中必须按时检查风机轴承的振动和温度是否符合风 机的正常限度,并准确的记录,发现问题时需及时地采取措施,保证除 尘器的正常运行。而在除尘器长时间停运时,需彻底排空冷却系统内部 的冷却水,防止冷却水冻结发生事故,我厂原料场的C3、C4 除尘风机 在停运期间就发生过轴承座冻裂的问题。
4 结束语
随着环保标准的提高,新型滤袋材料的应用、除尘器的自动连锁 控制、无扬尘输灰装置的使用将成为今后布袋除尘器的发展方向。而优 化除尘管道设计,选择"简单、实用、可靠、经济"的除尘器,提高使用、维 护水平则是国丰布袋除尘器管理的重点。