普通除塵器用于高溫除塵的改進方法
某廠有一條機立窯水泥生產線,因工藝布置造成鎖風料柱較短,跑風引起了熟料出口處揚塵較大。為此,決定在熟料出口處加裝1臺STD－5型單機袋式除塵器,開始使用時狀況較差,改進后才收到較好的使用效果。現介紹如下：
1 技術狀況
1.1 STD－5型袋式除塵器技術參數
1)處理風量：5450m3/h；
2)過濾面積：74.30m2,32只滌綸纖維濾袋；
3)使用溫度：＜120℃；
4)入口氣體允許含塵濃度：≤100g/m3。
1.2 實際工況條件
1)粉塵粒度：＜0.08mm的占46％,＞0.08mm的占54％；
2)氣體溫度：＜120℃,高溫季節在120～160℃,出紅料時高達300℃左右；
3)氣體量：700～1200m3/h之間；
4)氣體含塵濃度：正常時在90g/m3左右,有時高達150g/m3以上。
1.3 改進前工藝設計
在電振機卸料管和顎式破碎機之間裝1個可拆卸的密封罩殼,用Φ300mm的鐵皮管與STD－5除塵器進風口法蘭盤聯接,再用相同直徑的鐵皮管一端與STD－5除塵器卸料分格輪法蘭聯接,另一端送向輸送熟料的鏈斗機。工藝設計示意見圖1。
2 使用時存在問題及分析
2.1 溫度過高導致濾袋使用壽命縮短
從工藝條件看,氣體溫度一般不超過除塵器的允許使用溫度。但在實際工作過程中,有時會出現短時高溫(200℃以上),使滌綸濾袋老化收縮變形變脆,在清灰擺動所產生的力作用下,新濾袋使用6d左右,下口50～150mm范圍內便出現收縮破裂現象,導致嚴重冒灰。
 圖1 改進前除塵器工藝布置 |
2.2 清灰效果不佳
搖擺式清灰機構當擺幅大時,雖然清灰效果較好,但濾袋下口受力較大,破損加速。擺幅適宜時,清灰效果較差,濾袋內表面吸附粉塵難以振掉,導致濾袋透氣阻力增加,使除塵器處理風量的能力明顯下降。如增加清灰的頻率,則除塵主風機經常停運,又導致除塵器投運率下降。
2.3 電氣故障頻繁
除塵器清灰是在除塵風機停止運行后,清灰電機啟動運行。由于擺動式的清灰效果較差,兩臺電機頻繁啟動,6倍左右的啟動電流沖擊控制電路的各個觸點,電氣故障增多。
2.4 卸料錐體周邊積料
卸料錐體周邊積料,一是因為錐角較大,二是因為低溫季節除塵器內外溫差較大,氣體結露所致。
3 改進方法
3.1 改進后工藝設計
為減少袋除塵負荷,在原方案基礎上,增設1臺Φ650mm規格的旋風除塵器,安裝在除塵器進風管道上,原風機不改動。又在聯接袋除塵器與旋風除塵器的管道之間,增設二次進風調節裝置。旋風除塵器收下的粉塵用管道送往熟料鏈斗機。改進后工藝布置見圖2。
 圖2 改進后除塵器工藝布置 |
3.2 二次風調節裝置
二次風調節裝置主要由Φ130mm的鋼管和蝶閥組成,在鋼管上按Φ18mm、Φ20mm、Φ22mm、Φ24mm、Φ24mm、Φ22mm、Φ20mm、Φ18mm的順序排列布置鉆孔,徑向6等分均布,軸向300mm范圍8排均布,目的是將二次風均布在含塵熱氣體之中,中和氣體溫度,避免滌綸濾袋受熱溫度過高。鋼管鉆孔端用鐵板密封,在進風端裝一蝶閥,控制二次風量。二次進風管鉆孔端安裝在旋風除塵器與袋式除塵器之間的進風管道中,水平放置,便于人工調節蝶閥。二次風調節裝置結構見圖3。
 圖3 二次風調節裝置 |
3.3 冷卻水控制系統
按照原除塵器多孔布風板的尺寸,加工1塊相同尺寸的多孔布風板,解體成4塊,由除塵器檢修門進入布風管,與原多孔布風板相距50mm水平就位,密封焊接,形成1個長方體水箱。在箱體對面兩側各焊1個Φ25mm的水管頭,并在出水端安裝1只閘閥,形成冷卻水系統。利用水冷卻控制多孔布風板的溫度,結構見圖4。
 圖4 冷卻水控制系統結構 |
3.4 減小集料錐角度
除塵器天方地圓的集料錐角度原為68°,現改成40°30′,保證無積料。
3.5 增設雙層保溫層
在除塵器體的四周,用30mm×30mm的角鐵,距母體100mm焊接成框架,再用1mm的鐵皮與框架用螺絲聯接成密封室,又在密封室的四周焊上V型筋點,涂上水泥、黃砂和麻絲比例為1∶2∶10的漿膏,這樣構成空隙和漿膏雙層保溫層,提高保溫效果。還在集料錐和除塵器室兩處加制作一副保溫門,以便更換濾袋和卸料分格輪或其它方面檢修維護。
3.6 清灰機構的改進
將原搖擺式的清灰機構改造成振打式。方法是：把原濾袋吊架4個活動絞鏈聯接改造成垂直滑動的彈性聯接,減速機偏心盤擺動裝置改造成靠邊輪傳動軸凸輪裝置,由原一側裝配改成中心裝配,并在濾袋吊架4個角各配1只慣性錘和振幅限位可調絲桿。改進前后結構見示意圖5、圖6。
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圖5 改進前擺動清灰機構 |
 圖6 改進后的振動清灰機構 |
工作時,濾袋吊架作垂直上下往復運動,并不斷碰撞限位絲桿,形成振打動力,清理濾袋內表面吸附的粉塵。這樣改變了濾袋的受力狀態,減少外力破壞環節。一般振幅上限控制在15mm左右為宜。
3.7 控制電路的調整
將風機電機與振打電機的控制電路分開,風機電機不再受時間繼電器的控制,實現連續運轉。用2個時間繼電器控制振打電機,1個用于啟動間隔時間的控制；另1個用于振打運行時間的控制。由于增設了旋風除塵器,原除塵器的除塵負荷下降,啟動間隔時間設定在20min,比原設定擴大2倍。振打時間設定在2min,比原設定縮小1倍,同時將5A的主接觸器更換成10A的(振打電機功率為1.5kW),這樣提高抗啟動大電流沖擊的能力,減少電氣故障的出現。
4 使用注意的問題
1)控制升溫用的冷卻水量要根據氣候加以調節,冬季的河水溫度較低,這時與除塵器體內的溫度形成較大的反差,容易使冷卻水箱上下兩面形成結露而積料,導致進風管堵塞,影響除塵效果。一般流出的水溫控制在10～20℃之間較好。
2)二次進風量也要根據情況合理控制。當窯情正常,含塵氣體的溫度＜120℃時,二次進風量可適當調小些；當窯情不正常,含塵氣體的溫度＞120℃時,二次進風量可適當調大些,使濾袋處于某一個溫度范圍內工作,這樣濾袋的收縮與膨脹也穩定在一定的范圍內,以穩定濾袋的過濾性能。二次進風量的大小,以出料口密封罩處有負壓現象為宜。如較長的陰雨天氣,空氣中濕度較大,二次進風量亦要適當調小些,防止水分在濾袋中積聚而導致粉塵粘糊,影響除塵器處理風量。
3)濾袋吊掛時,避免出現有長有短的現象,超長的濾袋下口彎曲過大,容易在布風管處積料。過短的濾袋振打清灰的受力較大,容易損壞,同時也影響振打清灰的效果。
5 使用效果
STD－5除塵器通過上述方法改進后,幾年的運行狀態一直良好。故障消除了,運行投運率達100％,濾袋使用壽命達到1年左右,除塵器粉塵排放經市環保局測定符合國家環保標準；年可收回1千余噸的熟料粉塵,效益亦可觀。
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