现有生产企业中,有不少的袋、电除尘器需要进行技术改造。
一.改造的前提
1.必要性
⑴除尘器先天缺陷,选型偏小,过滤风速大,阻力大,排放不达标。
⑵主机设备改造,增风、提产。
⑶主机系统采用先进工艺,如水泥磨+O—SEPA选粉机系统等。原除尘设备不适应新的入口浓度及处理风量的要求。
⑷环保新标准的实施,原有除尘器难以满足新的排放要求。
2.可能性
⑴有可行的方案和可靠的技术。
⑵现场条件许可。
a)现场空间允许。
b)原收尘器尚有可利用价值。
二.改造的原则
1.满足排放要求。
2.切合工厂实际(原有除尘器状况、操作习惯、允许的施工周期、空压机气源等)。
3.适应工艺要求:风量﹑阻力﹑浓度﹑温度﹑湿度﹑粘度等。
4.投资相对合理(初次投资与综合效益)。
5.便于现场施工(外型尺寸适应场地空间,设备接口满足工艺布置要求)。
三.改造的四种方式
1.袋改(为)袋
2.电改(为)电
3.电改(为)袋
4.电改(为)“电-袋”
四.袋除尘器的改造――袋改(为)袋
1.基本要求
⑴排放达标
⑵阻力适当,能长期稳定运行
⑶滤材要有-定的寿命周期
⑷除尘器的故障尽可能少
2.技术手段
⑴更换过滤材料
a.针刺毡取代“729” 滤布
b.覆膜滤料取代普通滤料
c.褶式滤筒取代滤布
⑵更换(强化)清灰方式
用高能型脉冲清灰取代中能型机械摇动及低能型反吹清灰,提高处理(风量、浓度等)能力。
采用傻瓜式的“水天兰牌”机理,用-台风机同时承担抽风和反吹清灰功能,结构简单,功能强、动力大。它采用圆型电磁铁控制阀门,不用气源,在供气不便的地方,尤为适用。
⑶用新型结构取代老式结构
老式的ZC和FD等机械回转反吹袋收尘器存在清灰强度弱,且内外圈清灰不均,清灰相邻滤袋粉尘的再吸附及花板加工要求严等诸多缺点。新型HZMC型袋除尘器圆筒形结构,扁圆型滤袋,只用一只高压脉冲阀,即可实现回转定位分室脉冲清灰,它克服了ZC和FD的上述缺点,吸收了回转收尘器结构紧凑,占地面积小以及分箱脉冲袋收尘器清灰强度大,时间短,清灰彻底的优点。该除尘器能直接处理较高含尘浓度和高粘度的粉尘,特别适用生料磨和水泥磨采用回转反吹收尘器的改造。
例如,在安徽桐城、兰州窑街、湖北枝江等水泥厂
水泥磨采用FD回转反吹袋收尘器的改造。
⑷增加过滤面积,降低过滤风速
a.增加袋室。
b.更换花板,增加开孔率,减少滤袋直径。
c.改变滤袋形状,如采用扁袋,菱形袋,“W”形内外双滤袋等。
⑸优化通风管道,均化气流分布。
⑹更换新型配件
如电磁脉冲阀,自控仪,油水分离器,各种气动器件、阀门等。
案例:
⑴覆膜滤料取代普通滤料
山西晋牌水泥厂(潞城),2000t╱d窑尾袋除尘器改造;
山东鲁南水泥厂,二台水泥磨回转反吹袋除尘器改造;
湖南金磊水泥集团,4#水泥磨气箱脉冲袋除尘器改造;
北京新港水泥制造有限公司,
熟料帐篷库顶SSUF(FM)-6袋除尘器改造。
⑵褶式滤筒取代滤布
●北京新港水泥制造有限公司,石膏、碎石破碎系统LPF-4╱8╱6袋除尘器改造;
昆明水泥股份有限公司,水泥磨回转反吹袋除尘器改造;
陕西秦岭水泥股份有限公司干法分厂,FD回转反吹袋除尘器改造。
五.电改为电
1.改造途径
在原有电除尘器仍有使用价值的情况下,串联或并联一台新的电除尘器。
在原有电除尘器基础上增大电除尘器(包括加长,加宽和加高)。
保留原电除尘器外壳,利用先进技术对内部核心部件改造,提高收尘效果。
2.“留壳改仁”的改造内容
利用先进技术对影响收尘效果和关键部件进行改造使之与原有壳体结构相匹配。
⑴阴极线,阳极板的形式及布置方案。
⑵气流分布板,阻流板,挡风板。
⑶振打系统(分布板及电极)。
⑷瓷套管清扫反吹系统。
⑸顶盖防爆装置。
3.案例:白马山水泥厂2号窑(1000t/d)电除尘器的改造。
六.电改为袋 -----以北京市燕山水泥厂窑尾电收尘系统方案改造为例
该厂原有日产700吨水泥熟料干法生产线,主机为带五级预热器及分解炉的Ø3×48m回转窑,窑尾使用Ø6×20m增湿塔和WY-70三电场电除尘器。自1987年投产至除尘器改造前,窑尾除尘器烟气排放不稳定,有时不能确保排放标准。为配合北京市申奥成功后的城市建设工作,原窑尾除尘器急需改造,以达到新的环保排放要求(排放<50mg/Nm3,稳定在30 mg/Nm3)。方案是利用原除尘器外壳,改造成脉冲袋式除尘器,该项目30天内完成安装,于2002年4月23日投入使用,至今运行正常。经北京市环保监测中心监测,排放浓度小于10 mg/Nm3。
1.原窑尾除尘系统存在问题
旋窑在点火投料长达8小时的时间内,电除尘器常因燃料的不完全燃烧使废气中CO含量超标而停止向电场送电,烟筒排出黑烟。
当旋窑设备因意外事故停止供料时,因增湿塔是人工调节喷水量,水量不能及时跟踪烟气量的变化,使烟气温度及粉尘比电阻值产生了波动,影响了电除尘效率。
原电除尘器是80年代的产品,原设计排放≤150 mg/Nm3,已经落后,亟需改造。
2.改造方案的确定
2.1电改电的方案,难以满足“旋窑提产”和“环保从严”双目标的实现;
2.2彻底废除旧的、重上新的袋除尘器,固然可满足提产和排放,但成本高、施工周期长;
2.3考虑到原有的电除尘器壳体、灰斗、管道,承重基础、物料输送系统都可以保留、沿用。从确保双目标、工期及综合效益考虑, “留壳改仁”,其内设置技术成熟、性能先进的脉冲袋式除尘器的方案是最佳选择。
3.改造内容
3.1稳定运行的增湿塔是系统改造的前提。
旋窑内高温气流经五级预热器后,温度高达3500℃左右,且时有波动,应用袋除尘器时必须确保除尘器的入口温度的稳定,才能保证运行正常,延长滤袋使用寿命。这主要依赖增湿塔(EGC)的可靠运行来实现,采用BHA设计的控制系统将烟气温度降至2000℃以下,波动范围不得过大。BHA全自动控制系统响应速度极高,在极短的时间内跟踪烟气温度的变化,并指令喷雾量的大小。特制的高强度钛合金喷嘴雾化效果好,且使用寿命长。由于采用了先进的技术与产品,确立袋除尘器入口温度的恒定范围,彻底杜绝了原增湿塔屡有发生的“湿底”现象,也保证袋收尘器的无故障运行。
3.2除尘器的改造是重头戏。
⑴设计依据
依据气流的温度,现有电除尘器的尺寸,所需处理的烟气量,入、出口浓度,过滤元件的材质等因素作设计取舍。同时要考虑安全运行的双保险。
⑵采用BHA-TEX®聚四氟乙烯覆膜滤袋。
⑶选择先进的脉冲清灰技术,同时尽可能避免按时清灰,实行按压差清灰。
⑷风机加转满足系统的全压流量。
⑸在入口管路系统中增设了能自动开闭的冷风阀。
4.技术优势
·效率高(排放低),滤袋寿命4年。
·与传统袋除尘器相比,改造后的袋式除尘器运行阻力低且稳定。
·可在线维护(当袋除尘器被分仓隔离时)。
·对入口粉尘的性质变化没有太多的限制。
·可处理增加的通风量。
·脉冲式袋除尘器可制作得很紧凑,外形尺寸可多种多样。
·设备所包括的机械活动部件数量较少,不需要进行频繁维护或更换。
·过滤元件既可在净气室进行安装(从上面将其装入除尘器),也可在含尘室进行安装(在除尘器下部进行安装)。 现场优势主要体现在其改造工程简便易行。(见图1)
图1 典型的电除尘器改造为袋式除尘器的图示
5.改造过程
5.1增湿塔的改造:
5.1.1 保留原增湿塔上两套环形供水管,拆除泵房内旧水箱、水泵、各种阀门及管路。
5.1.2 在原增湿塔上新装德国7短、7长共14根喷水枪。回流式喷嘴的设计可达到1:10的喷水流量比,运行水压在3.5MPa的条件下,可产生恒定的雾化粒径。
5.1.3 在增湿塔入口管道内增装四通道的导流板,使进入增湿塔的烟气分布更均匀。
5.1.4 新安装水箱、水泵、回水调节阀及各种仪表。
5.1.5 泵房内新装BHA公司生产的增湿塔控制柜,柜门上安装有DEDM显示屏,能显示喷水系统的运行状态和所有的设定及报警功能。第二套DEDM站安装在原电除尘控制室,用于远程控制运行。
5.2 电除尘器的改造:
5.2.1去除电除尘器内部的各种部件,包括极线、极板、振打系统、变压器、上下框架、多孔板等等。通常所有的工作部件都应去除。
5.2.2 安装花板、挡板、气体导流系统。对管道及进出风口改动以达到最佳效果。在结构体上部设计安装净气室。
5.2.3 安装人孔门,走道及扶梯。根据净气室及通道的位置来安装人孔门,走道及扶梯。
5.2.4 安装滤袋、喷吹清灰系统。采用的覆膜玻纤滤袋,正常运行温度为2600℃。袋除尘器的滤材选择至关重要,主要取决于风量、气流温度、除尘器尺寸、安装使用要求及价格成本。选择合适的滤材对整个工程的成败起着举足轻重的作用,特别对脉冲除尘器高温玻纤滤件,没有合适的过滤介质,改造后的袋除尘器未必会优于原有的电除尘器。更有甚者,错误的选择滤袋会导致其快速磨损,增加更多的维护工作量。只有合理的设计、选型和安装滤袋才会保证高效率除尘及最少的维护量。
5.2.5 安装清灰系统。
清灰系统主要包括压缩空气管线,脉冲阀、气包、吹管及相关的电器元件。同时尽可能实行按压差清灰。当控制器感应到压差增到高位时会启动脉冲阀喷吹至合适的压差即行停止。根据不同的工艺条件,清灰的“开”“关”点可以分别设置。
图2 改造后的电除尘器内的净气室,易于卸装的喷吹管安装在过滤元件之上
整个停车改造过程仅用不到一个月的时间,增湿塔的改造同步进行。工作包括清除原电收尘器内部件70吨,新安装袋收尘器部件50吨,以及试开车运行等。由于具备丰富的改造经验和充分的准备工作,加之设计合理,设备及配件制作精良,开车运行一次成功。
5.3 技术特点:
5.3.1现有增湿塔的外壳及入口管路的结构布置无须做大的改动,即可改造为一个新型的自动控制回流喷枪喷雾增湿系统,处理烟气量比以前增加40,000m3/h。
5.3.2现有的除尘器地基不动,外壳、进出风管路,输灰装置也不作改动,即可改造为脉冲式袋除尘器,可利用原外壳110t,节约资金,缩短改造工期。
5.3.3 新改造的增湿塔和脉冲式袋除尘器,能够及时处理非正常工况粉尘变化,保证窑尾除尘排放稳定达标。
5.3.4该窑尾脉冲式袋除尘器,因采用BHA-Tex覆膜滤袋,过滤风速高,过滤面积只是国内现在常用的干法窑尾反吹风清灰袋除尘器的-半,体积缩小一倍。
5.3.5除尘系统管理简单,维护工作量小。
6.改造后的效果
6.1改造后除尘系统的处理风量增加40%以上,为旋窑增产提供了有力保证。
6.2改造工期的压缩,有力地保证了工厂生产旺季的产品销售,保证了工厂应获得的经济效益。
6.3新型脉冲袋式除尘器运行后,显示其极高的收尘效率,经市环保监测中心检测,排放均小于10mg/Nm3,年减少向大气排放粉尘120吨左右,达到了清洁生产和保护生态环境的双目标。
6.4新改造的增湿塔和脉冲除尘器控制系统采用先进技术,能够及时处理非正常工况的出现,使窑尾收尘系统的操作运行自动化。
除尘器及增湿塔改造前后的参数比较见下面表一和表二。
表一、除尘器改造前后参数比较
指标 | 改造前 | 改造后 |
规格 | 70m2电除尘器 | 在线脉冲袋除尘器4290m2 |
处理烟气量(m3/h) | 176000 | 240000 |
粉尘入口浓度(g/Nm3) | ≤80 | ≤80 |
烟气最高温度(0C) | <300 | <260 |
阻力(Pa) | <250 | <1000 |
风速 | 电场风速0.7m/s | 过滤风速0.93m/min |
粉尘排放实测(mg/Nm3) | 99.6 | <10 |
使用效果 | 正常 | 从2002.4至今全程正常 |
表二、Φ6m×20m增湿塔改造前后参数比较
指标 | 改造前 | 改造后 |
入口烟气量(m3/h) | 219000 | 264700 |
出口烟气量(m3/h) | | 240000 |
进口烟气温度(℃) | 330 | 330 |
出口烟气温度(℃) | 170 | 180 |
喷水量(t/h) | 8 | 10.8 |
历史上对袋式除尘器较为关注的一个问题是其适应温度高的粉尘气体的能力,这也是为什么在发电厂、水泥厂等工业中静电除尘器如此流行的原因之一。另外较为关注的是高磨损性的粉尘易导致过滤元件过早的损坏(此问题在静电除尘技术中鲜为发生)。在制定电改袋方案时,应充分考虑这一问题,能够提出可行的相应解决办法。
将电除尘改造为袋除尘,到目前为止在世界各地已有些改造的案例。近来,随着电除尘使用的老化,对除尘效率要求的日益提高,电除尘改造为袋除尘的需求又被赋予了新的要求和生命力。从长远眼光看,一次性投资稍高些但搞得成功有效,比重复投资反复改造要经济得多,而且也有利于连续稳定生产。少花费资金,减少停工时间,电除尘器改造成袋除尘器是提高生产效率和收尘效率的一个有效且成功的方式。
七.电改为“电-袋”
以上海浦东水泥厂窑尾电除尘器的改造为例。
⒈ 概述
该厂地处浦东张江高新开发区。始建于1987年,一条日产700t/d、规格为Φ3×48m的回转窑,窑尾配一台70 m2三电场电收尘器及规格为Φ6×20m的增湿塔,设计排放浓度小于150mg/ m3。1999年因设备更新及降低排放浓度的需要,曾对增湿塔、电收尘器进行过一次技术改造。改造后,在正常条件下,可以使排放浓度降至100mg/ m3以下。近几年来,由于上海浦东经济的发展,张江一带已成为高新开发区,为满足环境要求,水泥厂烟气排放浓度高的问题急待解决。因此,该厂决定再次对预热器、分解炉进行改造,使其生产能力由700t/h提高到1000t/h,这样被处理的烟气量将由175000m3/h增至240000m3/h,同时要求出口排放降至30mg/Nm3以下。经厂方领导、技术人员、收尘专家论证研究,决定采用电、袋联合的收尘器技术,对原有70m2电收尘器进行重新设计,即“电--袋收尘器”。
工程由2003年2月25日开始,周期35天,4月1日开窑点火,4月3日正式投产。投产以来,设备运行正常,经多次标定其排放浓度均在30mg/Nm3以下,其阻力在900~1000Pa左右,达到了预期效果。
2. 电—袋收尘器的由来
电收尘器是利用粉尘颗粒在电场中荷电并在电场力作用下向收尘极运动的原理实现烟气净化的。在一般情况下,当粉尘的物理、化学性能都适合时,电收尘器可达到很高的收尘效率且运行阻力低,所以,它是目前广泛应用的一种收尘设备,但它也存在一些不足。
首先,收尘器的收尘效率受粉尘性能和烟气条件影响较大(如比电阻等);
其次,电收尘器虽是一种高效收尘设备,但其收尘效率与收尘极极板面积呈指数曲线关系。通常,一台三电场的电收尘器,其第一电场常有80~90%的收尘效率,而第二、三电场仅收集含尘量10g/Nm3左右的烟尘。有时为了达到20~30mg/Nm3的低排放浓度,收集很少的粉尘,需要增设第四、五电场。也就是说,为了收集很少的粉尘而需增加很大的设备投资。
袋式收尘器有很高的收尘效率,不受粉尘比电阻性能的影响,但也存在阻力大、滤袋寿命短的缺点。
“电—袋”收尘器,就是在收尘器的前部设置一个收尘电场,发挥电收尘器在第一电场能收集80~90%粉尘的优点,收集烟尘中的大部分粉尘,而在收尘器的后部装设滤袋,使含尘浓度低的烟气通过滤袋,这样可以大大降低滤袋的阻力,延长喷吹周期,缩短脉冲宽度,降低喷吹压力,从而大大延长滤袋的寿命。
电—袋收尘器与电收尘器一次投资比较如图1。“a”点的位置是根据不同烟尘性质而定,对比电阻高的烟尘“a”点将向左移
3.“电—袋”收尘器需解决的主要技术问题
3.1 如何保证烟尘流经整个电场,提高电收尘部分的收尘效果
烟尘进入电收尘部分,以采用卧式为宜,即烟气采用水平流动,类似常规卧式电收尘器。但在袋收尘部分,烟气应由下而上流经滤袋,从滤袋的内腔排入上部净气室。这样,应采用适当措施使气流在改向时不影响烟气在电场中的分布。(如图2)
3.2 应使烟尘性能既适合电收尘的操作又符合袋收尘操作要求。
烟尘的化学组成和物理性能,烟气的化学组成、温度等对粉尘的比电阻影响很大,很大程度上影响了电收尘部分的收尘效率。所以,在可能条件下应对烟气进行调质处理,使电收尘器部分的收尘效率尽可能提高。对袋收尘部分最主要的是烟气的温度,一般应小于200℃ 。
3.3 在同一个箱体内,要正确确定电场的技术参数,同时也应正确的选取袋收尘各个技术参数。(在旧有电收尘器改造时,往往受原有壳体尺寸的限制,这个问题更为突出。)
在电—袋收尘器中,由于大部分粉尘已在电场中被捕集,而进入袋收尘部分的粉尘浓度、粉尘细度、粉尘颗粒级配等与进入收尘器时的粉尘发生很大变化,在这样条件下,过滤风速、清灰周期、脉冲宽度、喷吹压力等参数也必须随着变化。这些参数的确定也是需要认真研究的。
3.4 如何使收尘器进、出口的压差(即阻力)降至1000Pa以下。收尘器阻力的大小,直接影响电耗的大小,所以正确的气路设计,是减少压差的主要途径。
4. 具体改造内容
上海浦东水泥厂工艺流程如图3。这次改造也包括增湿塔的改造。
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5.8 荧光粉检漏。用一定量的红色荧光粉从拉链机观察口处喂入,利用系统上的风机让荧光粉覆盖在滤袋上(电收尘部分不送电),然后进入袋房检查,观察袋口和花板、墙板等处是否有漏出荧光,若出现焊缝漏焊或密封性不够,则需进行补焊。
5.9 回转窑点火、烘窑、投料,增湿塔、收尘器进行热态调试。在增湿塔泵房内,调节出泵回流管路上的节流阀,使其进水管路的压力稳定在3.8Mpa,电控装置根据窑的工作状态(直接操作或间接操作)和出口烟气温度高低自动调节电动调节阀的开度。
6.2 由于烟气中的大部分粉尘在电场中被收集,收尘器的气路系统设计正确,所以收尘器的总压力降可以保持在700~900Pa之间,使收尘器的运行费用远远低于袋式收尘器。
综上所述,这种电-袋收尘器,充分利用了电、袋收尘器的各自优势,既降低了投资成本,也减少了占地面积,更降低了排放浓度,是值得推广的一种收尘设备。(中国水泥网 转载请注明出处)(中国水泥网 转载请注明出处)