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水泥生产线窑头电除尘器超低排放技改案例分享

2018/09/29 湖州煤山南方水泥 周士海 周智勇 徐明

 国家政策对大气污染排放的要求日益严格,各种环保政策的发布,直指所有燃煤企业,空气质量的持续严峻的情况下,空烟气治理,已上升为民生大事,水泥企业自2015年7月1日起执行窑头窑尾的粉尘排放浓度限值为30mg/Nm3,部分地区要求小于20mg/Nm3。水泥行业粉尘超低排放的要求,也将已为期不远。......

  国家政策对大气污染排放的要求日益严格,各种环保政策的发布,直指所有燃煤企业,空气质量的持续严峻的情况下,空烟气治理,已上升为民生大事,水泥企业自2015年7月1日起执行窑头窑尾的粉尘排放浓度限值为30mg/Nm3,部分地区要求小于20mg/Nm3。水泥行业粉尘超低排放的要求,也将已为期不远。

  在此背景下,2017年8月下旬,中国建材湖州煤山南方水泥有限公司领导和技术部门也在思考,湖州煤山南方水泥拥有两条2500D/T生产线,除尘系统均采用电除尘,是等待相关政策到来,倒逼企业进行超低排放改造,还是在政策之前,主动进行技术改造?如果改造,是电改电还是电改袋?

  摆在了煤山南方领导面前的难题是,在水泥行情看涨,生产任务不能因停窑改造时间过长而受影响的情况下,如果决定电改袋,30-40天的改造工期,势必对公司产能带来很大影响;如果决定电改电,公司目前使用的生产线电除尘器是按50mg/Nm3的排放标准设计和制造的,如何在不改变电除尘器本体外部结构,又不过多投入改造费用的情况下,完成减排改造?

  湖州煤山南方水泥技术部,在公司领导的大力支持下,主动进行了市场调研,经多方咨询和走访,查阅了国内外水泥行业电除尘器大量先进改造技术和经验,综合归纳出以下结论是:

  1、电改袋,排放效果稳定20 mg/Nm3左右内肯定没问题,但要达到<10mg/Nm3超低排放,也存在诸多不确定因素;30-40天的改造工期,改造成本是电改电的2-3倍,后期维护成本高,而且,由于改袋后必须加大风量的因素,生产能耗将会大幅增加;

  2、电改电,当时国内尚无电改电达到<10mg/Nm3超低排放的成功案例,但是经对电除技术进行深入研究,参考国外的电除尘技术发展状况和国内电除尘器进行比较和判析,如果对除尘器本体进行技术改造,同时将现有除尘电源更换成脉冲技术除尘电源,除尘效率完全可达到超低排放标准。缺点是电除尘器本体状况必须保证基本完好,尤其是除尘电源的选择和适配至关重要。

  综合上述改造方案对比分析,从投资成本上,电改袋总投资是电改电的2-3倍,后期维护和每年的换袋成本,也十分高昂。况且,电改袋的改造工期约需30-40天,有的甚至更长,在目前水泥行情看涨的情况下,停窑期间的效益损失,也是一笔不小的数目。经公司领导班子研究决定,由公司技术处徐明处长牵头,在充分调研和考察的基础上,决定大胆尝试实施电改电方案。

  因现有电除尘器本体收尘面积是为满足50mg/Nm3的排放标准而设计的,满足不了<20 mg/Nm3的新排放标准,如何在不改变电除尘器原有结构的前提下,通过技术改造,使除尘器出口粉尘满足新的排放标准?

  公司技术部一班人马,前期早已做过充分的市场调研和考察,他们首先从电除尘器本体入手。

  1、利用停窑检修期,在不增加电场的情况下,通过增加阴极线的放电点,来变相增加电场收尘物理面积,既将电除尘器第一二电场的阴极线由原来的V15线,全部更换成BS小刺芒刺线,这样可以通过多点放电,减小起晕电压,增加电晕电流,提高对经过一二电场粉尘的荷电机率,使粉尘在经过一二电场时,已完成80-90%的除尘效率;对三电场进行系统整修,保证阳极板及阴极线的工况完好,减少粉尘从未尾电场排出的机率。其次,对除尘器本体进行全面检修,排除壳体漏风,减轻电收尘负荷,消除二次扬尘;检查保温箱瓷瓶的加热装置,清理瓷瓶表面积灰,防止出现二次电压频闪;整修入口分布板,确保进风均匀;对灰斗出灰口加装止回阀,防止粉尘从拉链机输送槽回流进入除尘器从底部随着风流排放出去;

  2、打破传统振打方式,对振打系统进行技术优化,采用阴阳极振打交叉进行,前后电场分时及降功振打等措施,使极板极线始终保持在最佳电晕状态;

  3、最为重要的,是他们选择了与国外先进除尘电源技术同步的“智能变频脉冲电源”,将原有的工频电源更换成后,原有的工频电源工作频率为50HZ,现新的电源工作频率为500HZ以上;原工频电源采用直流供电,常规直流电源采用的可控硅调压时,供电不连续,无法应对高比电阻粉尘。工频电源工作电压仅可达到达30-40KV,更换后电场电压可以提升至60-72KV;运行电流比原工频电源提高了1.5-2倍,火花后电压恢复快。由于智能变频脉冲电源采用直流叠加高幅值的脉冲,峰值电压高,单位空间内被激发的电子密度大,更加有效轰击粉尘粒子表面,从而使粉尘获得更快的趋近速度,让带负电的粉尘到达阳极后,缓慢中和变成中性粉尘,有利于振打剥离落入灰斗,提高除尘效率。在提高电场电压的同时,能有效提高对高比电阻粉尘和细微粒径粉尘的荷电效率,大幅提高了电场的除尘效率,减少粉尘排放。

  通过以上几条技术改造措施,改造前后的粉尘排放变化,用环保部门的季度检测报告和国控在线监测与大家共享改造成果:

  在本次技改中,除尘器本体检修和改造,是利用停窑检修期间完成的。为直观验证智能变频脉冲电源的除尘效率,除尘电源是在生产期间进行不停窑更换的,更换前在线监测显示粉尘排放为29.6 mg/Nm3,更换完成后,监测仪显示粉尘排放很快降低至4.5 mg/Nm3左右,且一直稳定,除尘效果显着真实!

  综上所述,从改造结果来看,水泥行业原有的电除尘器,只要能确保除尘器本体各项工况完好,并对电场内部加以技术改造,配合生产工艺的严格把控,选择合适的除尘电源,使电除尘器出口粉尘达到超低排放,完全可以实现!

  中国水泥网将于2018年10月17-18日在浙江金华举行“2018第六届中国水泥节能环保技术交流大会”,本次大会以“深度节能 智能智造 超低排放”为主题,届时将会有关于电除尘方面的相关演讲,敬请期待!

(责任编辑:俞垚伊)

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