LCMG 型高溫長袋脈沖除塵器在5 000 t/d 熟料窯尾煙氣處理中的應用
1 窯尾廢氣性質及除塵系統介紹
廣東塔牌集團公司惠州龍門分公司5 000 t/d 熟料水泥生產線于2006 年8 月建成投產, 隨著水泥窯的正常投運, 窯尾廢氣處理系統也隨之同步運行。窯尾煙氣成分有CO2, O2, CO, N2, 其體積分數分別為:31.1%, 3.8%, 0.26%, 64.8%。廢氣處理系統工藝流程見圖1, 其中廢氣除塵采用了LCMG530- 2×14 型高溫長袋脈沖除塵器。其煙氣基本參數為: 煙氣量小于920 000 m3/h; 含塵濃度( 標況) 分別為<150 g/m3; 氣體溫度90～150 (最大280) ℃; 氣體壓力<107000Pa。
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2 除塵器的結構、原理和特點分析
2.1 結構和除塵原理
LCMG530- 2×14 型高溫長袋脈沖除塵器主要由濾袋、清灰機構、外殼和灰斗構成。其工作原理為采用分室, 中間風道進氣結構, 含塵煙氣由中間進風口進入風道, 經氣流分配機構將氣流均勻地分配給各過濾室。含塵氣體在進入過濾室時, 由擋板的折擋使較大的塵粒在慣性力和重力的作用下直接落入灰斗中, 其它塵粒隨氣流上升進入各過濾室濾袋; 經濾袋過濾后, 塵粒被阻流在濾袋外側, 凈化后的氣體由濾袋內部進入凈氣室箱體, 再通過提升閥、出風口排入大氣; 灰斗中的粉塵經卸灰閥、拉鏈機、斗式提升機輸送回收利用。
隨著過濾時間的延長, 濾袋外側附積的粉塵不斷增加, 從而導致袋除塵器本身阻力也逐漸升高。當阻力達到預先的設定值( 1.2～1.5 kPa) 時, PLC 清灰控制系統發出信號, 首先命令一個噴吹單元的提升閥關閉以切斷該室的過濾氣流, 接著給出指令打開電磁脈沖閥, 壓縮空氣以極短的時間0.1~0.2 s, 通過噴吹管和特制的噴嘴向濾袋噴入, 由于壓縮空氣的誘導作用把凈氣箱中大量的凈空氣吸入濾袋, 濾袋面自上而下順序開始膨脹, 并順序達到極限位置, 此時又在濾袋張力的作用下產生反向加速度, 這樣濾袋產生了高頻振動變形, 使濾袋外側所吸附的塵餅變形脫落。在粉塵沉降一定時間后, 提升閥打開, 此噴吹單元再次處于過濾狀態, 而下一個噴吹單元則進入清灰狀態, 如此周而復始地清灰→停止→過濾,使收塵器阻力始終處于一定值范圍內, 實現長期連續運行。
2.2 除塵器技術特點分析
LCMG530- 2×14 型長袋脈沖除塵器的主要結構和技術參數見表2, 主要技術特性分析如下。
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(1) 在該除塵器的鋼結構設計上, 一是充分考慮了除塵器在高溫狀態下運行, 采取了鋼材受熱膨脹伸縮措施, 以防止焊縫被拉裂造成除塵器漏風, 同時采用先進的焊接工藝和檢驗手段, 控制漏風率小于<3%; 二是采用分室結構、模塊化組合; 三是在濾袋下部設計有較大的空間, 使含塵氣體在到達濾袋前得到沉降,以減輕對濾袋的負擔,延長濾袋的使用壽命; 四是為使各室氣流分配較為均勻, 在進風道上我們設計了氣流均化裝置; 五是在收塵器內部采用了耐高溫的有機硅涂料, 使收塵器的壽命大大延長,主體設備的壽命>15 年。
(2) 考慮窯尾煙氣粉塵有一定的黏性和濕度,為提高清灰效果, 采用了先進的噴吹清灰技術, 使清灰強度進一步提高, 保證每條濾袋都保持最高的工作效率。清灰系統采用了較小的噴吹單元, 減少了噴吹面積, 最大限度地減少清灰時對窯尾處理風量的影響。另為了延長脈沖閥的壽命, 系統所供的清灰氣源進行了脫油水處理措施。
(3) 采用P84 耐高溫濾料。根據濾料要求, 濾袋骨架選擇12, 16, 24根縱筋優質鋼絲制作, 多點焊接自動生線生產, 既保證了濾袋骨架強度, 又防止了焊接毛刺對濾袋的影響, 減少了與濾袋的磨擦, 并采用了鍍鋅防護措施, 延長了濾袋骨架的使用壽命。
(4) 電氣控制上可提供集中控制(DSC 遠程控制) 和機旁控制, 采用了先進的PLC 清灰程序控制系統, 可提供定阻定時兩種清灰方式。
3 運行效果
該除塵器正常運行后, 除塵效果非常好, 具體運行技經指標如下。
(1) 實測凈化窯尾煙氣排放濃度( 標況) 僅為<50mg/m3, 遠低于當地環保控制指標, 且大大降低了生產水泥原料的損耗;
(2) 采用的P84 耐高溫濾料的過濾性能強, 阻力低, 使用壽命超過3 年;
(3) 過濾負荷( 即壓縮空氣用量, 折算成標況風量) 在離線清灰時, 通常為39 m3/(m2·h) , 在在線清灰時, 通常為42m3/(m2·h) ;
(4) 除塵器阻力控制在1 700 Pa 以下, 而噴吹清灰壓力始終在預定的0.4～0.6MPa 范圍內, 清灰周期設定為2 min, 清灰間隔8 s, 其清灰效果良好, 每次噴吹后, 設備運行阻力可下降至1 200 Pa。
(5) 為了保障袋除塵器的正常運行, 在窯立磨聯合運行時, 正常控制袋除塵器入口溫度在120～180 ℃范圍內。因為溫度太低易使濾袋結露,降低清灰效果; 若溫度高于280 ℃時, 濾袋過熱易燒壞且造成提升閥板變形。
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