濕法回轉窯窯尾電除塵器改造
摘要:公司4臺Φ3.3m/3.0m/3.3m/3.5m×118m回轉窯窯尾18/2×4/350×7.0(立式、雙室單程)40m2電除塵器為原民主德國產品。1994年曾對1號、2號窯除塵系統進行了改造，其中2號窯尾采用國產ADT－70m2臥式除塵器；原1號、2號立式除塵器并聯，處理1號窯尾煙氣。
1 窯尾除塵系統工藝流程
系統的工藝流程見圖1、圖2。
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運行初期窯尾粉塵排放符合國家4類標準。但隨著使用年限的增加，標況下窯尾排放煙氣含塵濃度在324.6～3130mg/m3范圍內逐漸攀升。2002年在水泥窯大修和中修時先后對1號、2號、3號窯電除塵器技術改造，改造后3臺窯均實現了達標排放。
2 系統存在的問題
2.1 立式電除塵器
1)生產能力不匹配
回轉窯經過40多年不間斷的技術改造，臺時產量由原設計的13.9t/h提高到17.5t/h；處理的廢氣量由設計時的1.2×105m3/h增加到目前1.62×105m3/h；標況下入口含塵濃度由容許值的40g/m3增加到107.54g/m3；系統漏風率的增加使電場風速由設計時的0.833m/s上升到1.125m/s；收塵效率降至90%以下。電除塵器出口煙氣成分見表1。
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注：以上數據為1號、2號、3號窯平均值。
2)內部結構受損
除塵器內部混凝土結構(＋21.595m)損害嚴重，尤其是上部錐體部位混凝土鋼筋銹蝕嚴重，鋼筋外露，墻體時常掉塊撞擊沉淀極極板、電暈線，使之變形，甚至塊狀物體掉入電場內部造成短路。
3)極板腐蝕嚴重
邊排沉淀極極板腐蝕變形嚴重，電場放電、煙氣急速膨脹造成變形、銹蝕開裂，極間距發生變化，工作電壓無法保證，電場短路停車的情況經常出現。
4)供電電壓偏高
供電電壓可達55～75kV，電流20～100mA。電場電壓偏高，閃絡頻繁，電場擊穿現象嚴重，火花放電導致電場燃燒和輕度爆炸；電容電流密度很小，電場強度低，粉塵遷移速度降低。供電系統經常出現擊穿高壓電纜絕緣的故障；供電柜的供電性能不佳，不能滿足電場供電及操作要求。
5)振打裝置失靈
電場振打清灰裝置生銹失靈，振打沖擊力弱，無法及時剝離片狀粉塵，極板捕捉粉塵能力降低。
6)電場溫度低
1號、2號立式除塵器并聯后，分流風量不均，電場溫度低，除塵效率時高時低，難以穩定。
7)未設置溫度報警裝置
系統電場沒有裝設相應的溫度報警裝置，時常出現煤粉燃燒、煙氣爆炸現象，造成電場間距變化。
8)未采取保溫措施
高壓真空室沒有采取保溫措施，冬季溫度低、濕度大，放電現象嚴重。
高壓穿墻石英套管不但未采取保溫措施，且密封存在缺陷，影響供電等級的提高。
2.2 臥式電除塵器
臥式電除塵器主要技術參數見表2。
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1)極板銹蝕變形嚴重
除塵器超過維修期限，電場內部兩側殼體銹蝕穿孔；兩極大面積發生不同程度的變形，極間距減小，影響電場供電性能和粉塵驅進速度。
2)管道長且漏風
煙氣管道長，壓力損失大，冷煙室、風機至煙囪進出口管道無保溫層，尾溫降低幅度大，導致兩極及殼體銹蝕嚴重，煙氣管道穿孔，系統漏風嚴重，不但增加了風機的負荷與耗電量，工藝操作難度逐年加大。
3)振打裝置變形嚴重
陰極振打為底部傳動，振打錘及錘頭嚴重變形，傳遞力弱，電場內兩極積灰厚，形成“包灰”，使得電暈線放電不良，導致電壓、電流下降。
4)供電裝置落后
電場供電系統裝置相對落后(戶內式變壓器)，電纜擊穿故障多、供電不穩定，供電等級低；高、低壓控制裝置容量小、故障頻率高；振打控制系統電纜絕緣老化，故障率高。
5)自控配置低
原CO分析儀自動控制配置較低，且年久失修、失靈，除塵器長期存在事故隱患。電場沒有裝設溫度報警裝置。
6)保溫層厚度不夠
原設計本體保溫層厚150mm，未考慮系統熱耗大、溫度降幅大等因素，致使三電場溫度過低，冬季灰倉、卸料器及螺旋輸送機時常出現結露堵塞。
2.3 燃燒器
窯頭單通道燃燒器相對落后，操作難度較大，跑煤或給煤不足現象時有發生；導致窯尾溫度變化大，除塵運行不穩定。
3 設備及流程的改造
3.1 立式除塵器
1)＋21.595m混凝土結構采取內部表面處理，內植筋加固，內層鋼板焊接，鋼板與混凝土墻體之間采用拉鉚焊接，中間澆注細石混凝土，鋼板表面進行耐溫耐腐蝕涂料處理。植筋、拉結筋剖面見圖3、圖4。
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經此處理，增強了除塵器混凝土結構的整體強度，解決了以往墻體脫落掉塊造成電場短路的問題，減少或降低了電除塵器故障率。
2)整修陰極小框架，采用BS電暈線，更新變形、銹蝕嚴重和靠近墻體的4排極板。
3)更新振打裝置和控制線路。
4)改造1號、2號、3號除塵器煙氣分流管道、風量調節閘板閥，3號窯的一部分廢氣分流到2號除塵器進行處理。這樣，相當于擴大了3號窯立式電除塵器收塵面積(原40m2增加為60m2)，見圖5。
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5)改進電氣設備，利用L－C恒流電源，提高了電氣設備的功率因數，減少了電網污染。
6)立式除塵器內部增設2層折流板，加高雙室隔墻，更換恢復所有檢查門、采取堵漏措施，改造后漏風率≤3%，溫度提高了20℃左右。
7)1號、2號、3號電除塵器出口處安裝溫度數字報警儀(熱電偶)，設置溫度報警值>158℃時，系統自動掉閘，有效防止跑煤、流煤情況下電場內部出現燃燒及爆炸現象。
8)立式電除塵器高壓真空室采取2kW電加熱器，使溫度顯著提高、濕度減小，放電次數降低。
9)高壓穿墻石英套管采取保溫措施，改善了密封結構，提高了供電等級。
3.2 臥式除塵器
1)頂部、側面及進出喇叭口敷設3mm鋼板，內加150mm保溫巖棉，殼體保溫厚度達到300mm；更新檢查門、增設防爆閥，改進后系統密閉性及安全性大大提高。
2)更新沉淀極極板，采用480“C”板，修復極板懸掛梁，更換沉淀極撞擊桿；調整極間距，電場一律采用390mm寬間距，極板、電暈線共減少7排，有效除塵面積降低了8.7%，但不影響除塵效率。
3)更新電暈線，一律采用BS電暈線。
4)陰極振打由底部改為中部振打。
5)恢復CO分析儀及窯頭二次顯示與報警裝置；在除塵器入口處安裝了溫度數字報警儀(熱電偶)，設置溫度報警值為158℃，超過該溫度自動掉閘，防止跑煤、流煤情況下電場內部出現燃燒及爆炸現象。
6)改進電氣設備，利用L－C恒流電源，提高了電氣設備的功率因數，減少了電網污染；臥式電除塵器3個電場分別由內式改為戶外式高壓硅整流變壓器(并進行擴容改造)，輸出電壓直接進入電場，提高供電等級，有效解決了電纜擊穿故障和供電不穩定的問題；高、低壓控制一律采用PLC自動控制裝置，自動化程度提高。
7)改變除塵器煙氣進出口管道走向，并敷設150mm厚巖棉保溫層。經改造，降低了系統阻力，電除塵器進出口溫度分別提高10～20℃，高出露點溫度50～65℃，冷凝結露現象消失。改造后工藝流程見圖6。
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