磚混結構袋式除塵器在立窯煙氣治理中的應用
隨著GB4915—2004《水泥工業大氣污染物排放標準》的實施，機立窯的粉塵治理已成為水泥立窯企業的頭等大事，而袋式除塵器是實現機立窯“無煙無塵”達標排放的唯一選擇。
當前，立窯除塵的設備選型較多，有全鋼結構的反吹風袋式除塵器、低壓脈沖袋式除塵器、圓形袋式除塵器等，這些除塵器都存在投資大、設備運行維護成本高、使用壽命短等缺點。磚混結構袋式除塵器正是回避了全鋼結構設備的這些缺點而開發的新型除塵器，特別適合于機立窯煙氣“濕、蝕、變”的特性。
1結構原理
含塵煙氣由頂部的均風斜煙道進入除塵器，經均風斜煙道均風后，均勻地分向各室，部分粗顆粒由于慣性落入灰斗，其余經濾袋內表面過濾后，進入袋室，然后經通風槽、排風閥、排風變徑管，由排風機排入大氣。粉塵在某室濾袋內表面附積到一定厚度后，將導致系統阻力的增加。這時清灰系統將按設定的程序啟動反吹風機，關閉該室排風閥，停止該室的過濾，同時打開該室反吹風閥，反吹風經反吹風管、反吹風閥、通風槽進入該室，濾袋在反吹風的作用下縮癟（一次縮袋）。經短暫間隔，該室反吹風閥關閉，排風閥打開，重新進入過濾狀態，濾袋瞬時鼓漲（一次脈動），已松動變癟的塵餅在自重及濾袋抖動的作用下落入灰斗。排風閥再次關閉，濾袋在其它袋室的負壓抽吸作用下縮癟（二次縮袋），排風閥再次打開，濾袋再次鼓脹清灰（二次脈動）。兩次縮袋脈動清灰更適合又細又粘難于清灰的立窯袋式除塵器清灰。
2技術特點
2.1磚混結構優化設計
2.1.1能低溫運行，防腐蝕、抗結露、低成本
將傳統玻纖袋式除塵器的鋼結構外殼體設計成磚混結構，使得因煙氣腐蝕除塵器殼體而使除塵器失效的問題得以解決。同時磚混結構具有良好的蓄熱功能，在煙氣處于低溫時也能正常運行，不結露。傳統袋式除塵器一般要求在露點以上20℃才能正常運行，而磚混結構袋式除塵器在接近露點和短時間低于露點也可以正常運行。
磚混結構袋式除塵器更加適合我國的國情，適合在當前水泥行情下水泥企業對低成本投資的袋式除塵器的需求。由于這種除塵器省去了大量的鋼材、運費、安裝費等，所用的大量材料均是水泥企業比較容易得到的。與鋼結構的袋式除塵器相比節省投資近40%。
2.1.2抗震、防開裂優化設計
因地震、運行時間的增長等原因，開裂是磚混除塵器的首要解決的問題，本除塵器在以下幾方面著手解決：
（1）運用整體框架結構設計
在除塵器灰斗、上下花板和檐口等處共設有五道鋼筋混凝土圈梁，基礎立柱部分設框架，在除塵器的四角和內外墻交接處設構造柱，構造柱上下端箍筋加密，且與鋼筋混凝土圈梁連接，圈梁采用現澆混凝土，使圈梁、框架、構造柱形成整體，避免了因地基不平衡下沉而開裂，提高了抗震能力。
（2）因地制宜采用輕質砌筑材料（如P型燒結多孔磚、輕質預制件等）。一方面減少整體重量，抗震防開裂；另外提高保溫性能，減少投資。
（3）采用馬牙槎構造立柱和錨固式預埋件，避免開裂和減少漏風。
2.2優化設計清灰方式
2.2.1二次縮袋反吹風脈動清灰技術
清灰時，清灰系統按設定的程序啟動反吹風機，關閉該室排風閥，停止該室的過濾，同時打開該室反吹風閥，反吹風（排風機排出的凈氣）經反吹風管、反吹風閥、通風槽進入該室，濾袋在其它袋室的負壓抽吸和反吹風的共同作用下縮癟，灰塵松動。經短暫間隔，該室反吹風閥關閉，排風閥打開，重新進入過濾狀態，濾袋瞬時鼓脹，已松動變癟的塵餅在自重及濾袋抖動的作用下落入灰斗。排風閥再次關閉、打開，脈動氣流使濾袋產生抖動，則進一步提高了清灰效果。接著下一室的排風閥關閉，反吹風閥打開，又對下一室進行清灰。
2.2.2微結露狀態運行清灰技術
除塵器在將要結露但未結露或短時間輕微結露的情況下，清灰效果最好，尤其是在粉塵又細又粘難于清灰的情況下，除塵器微結露運行清灰有奇效。這一技術被我們成功地運用在湖北某水泥廠機立窯的煙氣治理中。
2.3系統控制
2.3.1采用西門子PLC，提高控制的準確性和可*性；
2.3.2內置記錄儀，可根據需要調閱和打印各種運行參數，幫助用戶采用智能化管理；
2.3.3運用在線檢測。在線檢測的使用不僅可以幫助用戶對除塵器的運行進行監測，同時還可以提供用戶以維護手段，使得只憑感官判斷變得更為直接，而且也符合新標準的要求。
2.4細節設計
2.4.1灰斗出風設計
傳統的全鋼玻纖袋式除塵器的每室出風口一般設計在側部，如果磚混結構除塵器仍采用如此設計，那么，勢必會增加除塵器的漏風系數。采用灰斗出風，一方面避免了此處漏風問題，另一方面還使每室的出風更加均勻，減少了除塵器的運行阻力。
2.4.2檢修門的改進
檢修門漏氣是除塵器最為常見的問題，在立窯除塵器上，*近檢修門處腐蝕最為嚴重，因此檢修門能否密封嚴實最為關鍵。傳統的檢修門密封條都是鑲嵌在門上，關門后是否密封看不到摸不著。將檢修門密封條鑲嵌在門框上，采用外扣壓緊式結構，關門后密封嚴實性可以一目了然，而且可調，開門關門快捷方便。
2.4.3各類閥門優化設計
反吹風類除塵器的閥門在整個立窯除塵系統中是相當關鍵的，其一是使用量大，一般八個室的除塵器正常要用30個閥門；其二是作用重大，如果閥門不能開啟，輕者會導致除塵器堵塞，重者糊袋、燒袋，除塵器失效。閥門關鍵之處就是閥板能否靈活轉動。傳統閥門主軸采用軸瓦支承，軸瓦支承焊接在閥體上。由于焊接的變形、高溫煙氣造成的熱變形、腐蝕等，閥板轉動不靈活，時？ㄋ。
改進后閥門閥板主軸兩頭都用外球面球軸承座支承，并考慮了閥門自身的密封。外球面球軸承座離開閥體，不受高溫煙氣的影響，而且外球面球軸承座安裝位置可調；外球面球軸承座還有一個明顯的優點，那就是在主軸翹曲和軸承座中心軸線有一定角度時，仍能轉動自如。我們使用外球面球軸承座后，從未有過閥門動作不靈活或動不了的現象，效果非常好。
3應用實例
河南某水泥廠是根據現場工藝設計的一種磚混結構袋式除塵器。其投資如下：除塵器配件24萬，風機空壓機2.5萬，非標管道，預埋件7.5萬，磚混結構墻體10萬，合計44萬。
自投運后，該設備一直隨主機運行。經環保部門檢測，標況下其粉塵排放濃度為43mg/m3。使用一年多來，經多次檢查一直無故障運行。對該廠的經濟分析如下：
(1)系統裝機容量105kW，實際耗電為84kW，一年按7000h生產計算，電費0.4元/kWh計算，則全年增加電費23.52萬元。
(2)濾袋壽命一般在18個月以上，按照1年換一次袋計算，則每年濾袋費用4.0萬。
(3)回收粉塵，標準入口濃度按8g/m3，出口按50mg/m3，年回收粉塵約5200t，粉塵按60元/t計，增加效益約31.2萬。
(4)增加人員工資約按1萬元/年計。
經計算，增加一臺磚混結構袋除塵器后，回收粉塵和運行費用大致相當。
4結束語
從運用效果來看，磚混結構袋式除塵器設計合理，投資費用低、運行維護費用省。該除塵器自2004年投放市場以來，經幾十家用戶使用，效果較好，排放濃度正常低于50mg/m3，低于國家標準的100mg/m3要求，是立窯水泥企業的優選產品。
但磚混結構袋式除塵器的施工周期長，一般需二到三個月時間，作為立窯企業要搞好立窯收塵，只能早計劃，早實施，早達標。
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