電除塵器改造為布袋除塵器方案分析

　　電除塵器改造為布袋除塵器，能利舊即利舊，內(nèi)部全新改造。
　　一般情況下，現(xiàn)有電除塵器邊緣殼體、灰斗、框架、煙道、輸灰系統(tǒng)都可以保留并繼續(xù)使用，至于 袋式除塵器 的凈氣室是在原電除塵器殼體內(nèi)部增設(shè)、煙氣溫度等具體因素確定。
　　一般的改造工程可分為以下幾個(gè)步驟：
　　1、拆除電除塵器內(nèi)部及頂部的各種部件。包括極板、極線、振打裝置、上下框架、整流變壓器、多孔板和頂部蓋板等，通常只留下一個(gè)空殼。
　　2、安裝除塵器進(jìn)、出口煙道擋板閥。有些改造可能涉及到煙道和除塵器進(jìn)、出口的改造。對(duì)進(jìn)入各室的煙氣量要精確計(jì)算，并進(jìn)行氣流分布實(shí)驗(yàn)，保證各室的氣流相對(duì)均勻。
　　3、在除塵器殼體內(nèi)安裝煙氣導(dǎo)流板和氣流均布裝置。導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)要考慮防磨。
　　4、根據(jù)凈氣室和通道的位置，安裝入孔門(mén)、視窗、走道及扶梯。設(shè)立的入孔門(mén)要采取密封和保溫措施，視窗的設(shè)置應(yīng)能從除塵器外部方便的看到花板的積塵情況。
　　5、濾袋的選擇與安裝。 袋式除塵器 的濾袋選擇主要取決于煙氣量、煙氣溫度、煙氣成份、粉塵特性、除塵器的尺寸、安裝使用要求及成本。
　　6、安裝凈氣室和頂蓋。凈氣室設(shè)計(jì)高度要便與袋籠的安裝，頂蓋的設(shè)計(jì)要考慮清灰管道和其他設(shè)備的布置及起吊裝置的運(yùn)行。
　　7、安裝清灰系統(tǒng)。清灰系統(tǒng)主要包括壓縮空氣設(shè)備及管線、脈沖閥、儲(chǔ)氣罐、噴吹管及相關(guān)的電器元件。一般都設(shè)3種清灰裝置，即差壓自動(dòng)反吹清灰、時(shí)間繼電器自動(dòng)清灰和手動(dòng)清灰。根據(jù)濾袋的使用壽命和積塵情況。甚至和可以將壓差自動(dòng)反吹清灰在分為快、中、慢3中方式。
　　8、保護(hù)系統(tǒng)的安裝。包括旁路煙道、除塵器進(jìn)口煙氣超溫報(bào)警和緊急降溫裝置。為了避免鍋爐點(diǎn)火燃油損壞濾袋而設(shè)置旁路煙道時(shí)，涉及到鍋爐與除塵器的銜接和配合，尤其從旁路煙道切換到除塵器本體運(yùn)行時(shí)，爐堂負(fù)壓將有較大的波動(dòng)，要求爐膛負(fù)壓自動(dòng)裝置反映迅速，動(dòng)作靈活。另一個(gè)為題是煙溫，國(guó)內(nèi)大多數(shù)鍋爐的世紀(jì)煙溫均超過(guò)設(shè)計(jì)值，有些超溫幅度還較大，通過(guò)運(yùn)行調(diào)試及投入吹灰器來(lái)控制。此外也可
　　在煙道增設(shè)緊急報(bào)警和緊急降溫裝置。
　　9、特工儀表及控制裝置。可以將原電除塵器控制室內(nèi)的高壓電源“請(qǐng)出去”，經(jīng)改造電氣、熱控線路后安裝用于 袋式除塵器 PLC和PC機(jī)上。
　　10、改造鍋爐DCS和操作規(guī)程，以適應(yīng) 袋式除塵器 的運(yùn)行與管理。
　　11、改造引風(fēng)機(jī)和電機(jī)。
　　窯尾電除塵器改造為布袋除塵器方案分析，本文由長(zhǎng)沙麥迪環(huán)保特聘專家提供。
　　隨著新型干法水泥技術(shù)的飛速發(fā)展，上世紀(jì)建設(shè)的2 000t／d以下水泥生產(chǎn)線普遍面臨著技術(shù)改造，改造后燒成系統(tǒng)的產(chǎn)量會(huì)大幅度提高。原配套的窯尾除塵器無(wú)論從處理能力還是除塵效率都已不能滿足要求，也進(jìn)行改造或更換。
　　1 .電除塵器和袋式除塵器的特點(diǎn)   
　　目前，國(guó)內(nèi)新型干法水泥生產(chǎn)線燒成系統(tǒng)窯尾大部分選用電除塵器，其特點(diǎn)是：   
　　（1）運(yùn)行阻力低且穩(wěn)定；   
　　（2）要對(duì)煙氣進(jìn)行深度調(diào)質(zhì)處理才能具有良好的收塵效率；   
　　（3）基本能滿足<50mg／Nm3的排放要求，由于電除塵器的收塵效率與收塵極極板面積呈指數(shù)曲線關(guān)系，如果要進(jìn)一步降低排放濃度，要通過(guò)增加每個(gè)電場(chǎng)的極板面積或增加電場(chǎng)數(shù)量從而大幅度地增加收塵面積，設(shè)備的投資以及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)因此大幅度增加，但效果并非十分顯著；   
　　（4）清灰不徹底及極板、極線的變形，很難保證除塵效率長(zhǎng)期高效；  
　　（5）電除塵器存在事故排放的缺陷；   
　　（6）電除塵器的性能除了與結(jié)構(gòu)有關(guān)外，在很大程度上受煙塵性能(尤其粉塵的電性能特征)和操作條件的影響。   
　　影響電除塵器的性能除和操作條件有關(guān)外，主要因素有：煙氣工況(成分、溫度、含濕量、含塵濃度、露點(diǎn)值、含硫量等)、粉塵性質(zhì)(粒徑、粉塵顆粒組成、黏附性、浸潤(rùn)性等)、煙氣在電場(chǎng)中的速度、除塵器的漏風(fēng)率、電極肥大、電極操作等。煙氣工況和粉塵性質(zhì)決定了粉塵的比電阻值的高低。   
　　上世紀(jì)90年代引進(jìn)美國(guó)富樂(lè)(Fuller)公司大布袋除塵器技術(shù)，經(jīng)消化吸收、改進(jìn)國(guó)產(chǎn)化后，袋式除塵器已逐步推廣應(yīng)用于新型干法生產(chǎn)線。近幾年來(lái)，隨著脈噴清灰技術(shù)的發(fā)展及高性能濾袋的出現(xiàn)，袋式除塵器已廣泛用于回轉(zhuǎn)窯窯尾。其特點(diǎn)是：
　　（1）除塵效率高且穩(wěn)定可靠，高效脈噴袋式除塵器用于窯尾除塵時(shí)排放濃度可低于10mg／Nm3；
　　（2）對(duì)煙氣的處理只需降溫即可，除煙氣溫度和粉塵的黏性外，袋式除塵器的性能幾乎不受煙塵其他性能的影響；   
　　（3）濾袋為消耗品，需定期更換；   
　　（4）除塵器系統(tǒng)阻力較高，且隨著濾袋的運(yùn)行時(shí)間及清灰效果而變化；   
　　（5）維護(hù)方便，通常可以在線不停機(jī)檢修、更換濾袋。   
　　基于上述特點(diǎn)，在水泥廠環(huán)保專項(xiàng)改造需要提高除塵器的除塵效率或窯系統(tǒng)綜合改造時(shí)，既要提高除塵器的處理能力，又要提高除塵器的效率，不少用戶提出了希望將原電除塵器改造為袋式除塵器的設(shè)想。
　　2．“電改袋’’的幾種技術(shù)方案   
　　由于老廠改造要考慮現(xiàn)場(chǎng)空間位置的限制，將窯尾電除塵器改造為袋式除塵器的方案有：
　　2．1 拆除原電除塵器，重新上新袋式除塵器“電換袋”   
　　新型脈噴袋式除塵器的結(jié)構(gòu)緊湊，即使窯系統(tǒng)技改后產(chǎn)量大幅度提高，原電除塵器的空間一般是可以安裝一臺(tái)袋式除塵器的。作為煙氣調(diào)質(zhì)的增濕塔與電除塵器配套時(shí)，需要將煙氣溫度從320℃降至150℃左右，而與袋式除塵器配套使用時(shí)只要降至260℃或200℃以下(由所選濾袋而定)，所以技改前的煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)完全可以使用。
　　此方案的優(yōu)點(diǎn)：不受其他條件制約，袋式除塵器選用經(jīng)優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)配置，除塵器的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。可根據(jù)需要采用離線清灰方式或在線清灰方式，可以通過(guò)袋式除塵器內(nèi)的預(yù)除塵及均風(fēng)裝置將煙氣預(yù)除塵和負(fù)荷均勻分配，保證袋式除塵器不同位置的濾袋負(fù)荷基本相同，還可通過(guò)隔離閥門(mén)實(shí)現(xiàn)在線不停機(jī)維修和換袋。當(dāng)然，如有必要完全可以根據(jù)原有電除塵器的基礎(chǔ)調(diào)整袋式除塵器的基礎(chǔ)。其缺點(diǎn)是施工周期長(zhǎng)，原有電除塵器的灰斗和殼體未能充分利用。
　　2．2保留電除塵器部分殼體和灰斗改為袋式除塵器 “電改袋”   
　　保留電除塵器殼體、灰斗、管道，承重基礎(chǔ)、物料輸送系統(tǒng)。去除電除塵器內(nèi)部的各種部件，包括極線、極板、振打系統(tǒng)、變壓器、上下框架、多孔板等等。   
　　在殼體內(nèi)安裝花板、擋板、氣體導(dǎo)流系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)體上部安裝根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)的凈氣室。根據(jù)凈氣室及通道的位置來(lái)安裝入孔門(mén)、走道及扶梯。
　　要正確選擇和安裝濾袋。采用覆膜玻纖或P84纖維濾袋，正常運(yùn)行溫度應(yīng)控制在濾料耐受溫度之下。袋式除塵器的濾材選擇至關(guān)重要，主要取決于風(fēng)量、氣流溫度、濕度、除塵器尺寸、安裝使用要求及價(jià)格成本。選擇合適的濾材對(duì)整個(gè)工程的成敗起著舉足輕重的作用，沒(méi)有合適的過(guò)濾介質(zhì)，改造后的袋式除塵器未必會(huì)優(yōu)于原有的電除塵器。更有甚者，錯(cuò)誤的選擇濾袋會(huì)導(dǎo)致其快速損壞，增加更多的維護(hù)工作量。只有合理的設(shè)計(jì)、選型和安裝濾袋才會(huì)保證高效率除塵及少的維護(hù)量。   
　　正確選擇和安裝清灰系統(tǒng)。清灰系統(tǒng)主要包括壓縮空氣管線，脈沖閥、氣包、噴吹管等。   
　　該方案成功案例有：2002年4月投入運(yùn)行的北京燕山水泥廠700t／d生產(chǎn)線窯系統(tǒng)的改造；2005年4月投入運(yùn)行的北京琉璃河水泥廠2 000t／d生產(chǎn)線窯系統(tǒng)的改造等。   
　　此方案的優(yōu)點(diǎn)：縮短施工周期，可減少一定的設(shè)備投資。其缺點(diǎn)是：受原有電除塵器結(jié)構(gòu)(尤其電除塵器的梁、柱位置)的制約，改造后的袋式除塵器很難構(gòu)成最佳配置，具體體現(xiàn)在：   
　　(1)濾袋在除塵器內(nèi)很難按最佳方式布置，濾袋的間距、每只閥門(mén)清灰濾袋的數(shù)量(清灰面積)濾袋的長(zhǎng)度、清灰氣路系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)等很難作到最佳匹配，影響脈噴清灰效果。
　　(2)電除塵器的進(jìn)出風(fēng)位置和方式限制了預(yù)除塵及均風(fēng)裝置的效果。
　　(3)可以安裝提升閥實(shí)現(xiàn)離線分室清灰，但在每個(gè)袋室的進(jìn)風(fēng)口沒(méi)有也不能安裝隔離閥門(mén)，原電除塵器的灰斗不能保證每個(gè)袋室間相互隔離，不能在不停機(jī)時(shí)在線維修和更換濾袋，給檢修帶來(lái)了不便。
　　2．3  保留電除塵器部分殼體和灰斗改為電一袋式除塵器(電改“電一袋”)   
　　通常，水泥窯尾電除塵器的第一電場(chǎng)收集了煙氣中絕大多數(shù)粉塵，即一電場(chǎng)收塵效率超過(guò)80％。“電一袋”除塵器，就是在除塵器的前部設(shè)置一個(gè)收塵電場(chǎng)，發(fā)揮電除塵器在第一電場(chǎng)能收集80％以上粉塵的特點(diǎn)，收集煙塵中的大部分粉塵，而在除塵器的后部裝設(shè)濾袋，使含塵濃度低的煙氣通過(guò)濾袋．這樣可以大大降低濾袋的過(guò)濾負(fù)荷，延長(zhǎng)噴吹周期，減少清灰次數(shù)，從而延長(zhǎng)濾袋的壽命。電除塵器的殼體內(nèi)除第一電場(chǎng)外，有足夠的空間能安裝全部的濾袋，在除塵器改造時(shí)可以改為“電一袋”除塵器。   
　　例：上海某水泥廠于2003年2月對(duì)φ3m×48m回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，產(chǎn)量由700t／d提高到1 000t／d，除塵器改造時(shí)既要考慮處理煙氣量的增加，又要將排放濃度由150m／Nm3降至低于30mg／Nm3,該水泥廠在有關(guān)專家的推薦和指導(dǎo)下將原三電場(chǎng)的70m2的電除塵器改成了“電一袋”除塵器。   
　　此方案的優(yōu)點(diǎn)：縮短施工周期，可減少一定的設(shè)備投資。其缺點(diǎn)是改造后的除塵器實(shí)際是兩臺(tái)除塵器(一臺(tái)一電場(chǎng)電除塵器和一臺(tái)袋式除塵器)相串聯(lián)，兩種除塵器的缺點(diǎn)也集中到一起，具體體現(xiàn)在：    
　　(1)改造后的除塵器阻力為兩臺(tái)除塵器的和；  
　　(2)改造后的除塵器依靠后半部分的袋式除塵器實(shí)現(xiàn)低濃度排放，但煙氣的調(diào)質(zhì)系統(tǒng)要將溫度降至適應(yīng)電除塵器工作時(shí)的150℃左右；
　　(3)兩套除塵系統(tǒng)增加了故障率和維護(hù)工作量；   
　　(4)其余缺點(diǎn)同方案2(“電改袋”)。
　　這三個(gè)水泥廠技改后受原來(lái)電除塵器殼體和灰斗結(jié)構(gòu)的限制，即使有兩個(gè)廠采取分室離線清灰，但在每個(gè)袋室的進(jìn)氣口未能安裝隔離閥門(mén)，所以，改造后的袋式除塵器也不能在不停機(jī)的情況下在線維修和更換濾袋。因原來(lái)電除塵器梁和柱的影響，改造后袋式除塵器袋室的大小很難做到完全相等，提升閥的安裝也受到影響。   
　　如果上述三個(gè)水泥廠的技改采用“電換袋”方案，同樣采用停機(jī)檢修和換袋方案，選用定型的脈噴窯尾袋式除塵器性能指標(biāo)如表2所示。

　　有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備供應(yīng)商在脈噴袋式除塵器設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)采取先進(jìn)的“模塊化”設(shè)計(jì)理念，出廠時(shí)將龐大的箱體分解為“模塊化”的小箱體，而并非板塊散件，現(xiàn)場(chǎng)安裝只需象搭積木一樣拼裝，大大節(jié)約了安裝時(shí)間，并保證了安裝質(zhì)量。
　　“電改袋”或“電改電一袋”的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約施工時(shí)間。從表1和表2的比較可看出，采取先進(jìn)的“模塊化”設(shè)計(jì)并供貨的袋式除塵器正常安裝時(shí)間完全不會(huì)影響窯系統(tǒng)的改造計(jì)劃，如果各方面安排得當(dāng)，起吊機(jī)具完備，加班加點(diǎn)，安裝周期還會(huì)縮短。因此，采取“模塊化”設(shè)計(jì)并供貨后，“電換袋”的安裝時(shí)間與“電改袋” 或“電改電一袋”方案基本接近，所能節(jié)省的僅為拆除老設(shè)備的時(shí)間。
　　“電改袋”或“電改電—袋”的另一優(yōu)點(diǎn)是充分利用原有電除塵器的灰斗和殼體，節(jié)約設(shè)備成本。從表l和表2的比較可看出：北京燕山水泥廠改造后的設(shè)備重量160t，而經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備重量?jī)H為120t，也就是說(shuō)，留下的原部件110t僅相當(dāng)于節(jié)約了70t。北京琉璃河水泥廠技改后留下的部件工作量?jī)H相當(dāng)于35t。   
　　“電改電—袋”方案是利用一電場(chǎng)的電除塵器作為袋式除塵器的預(yù)除塵，降低進(jìn)入袋式除塵器內(nèi)的煙氣濃度。但新型脈噴袋式除塵器在結(jié)構(gòu)上考慮了煙氣進(jìn)入濾袋過(guò)濾前的預(yù)除塵，增加了均風(fēng)預(yù)除塵裝置，其效果與一個(gè)電場(chǎng)相近，完全可以處理l 000g／m3以下的高濃度煙氣。即使該電場(chǎng)是本來(lái)就有的，因袋式除塵器內(nèi)的均風(fēng)預(yù)除塵裝置在運(yùn)行電耗、維護(hù)工作量、阻力、對(duì)煙氣調(diào)質(zhì)的要求等都遠(yuǎn)優(yōu)于電除塵器的一個(gè)電場(chǎng)，留用一個(gè)電場(chǎng)除塵器甚至連入口C0檢測(cè)儀也必不可少，所以，是否有必要以一個(gè)電場(chǎng)的代價(jià)用于預(yù)除塵有待商榷。從上海某水泥廠改造結(jié)果來(lái)看，電—袋式除塵器使用半年后，阻力上升到2 000Pa左右，幾經(jīng)改造仍不理想，影響了窯產(chǎn)量。
　　4  結(jié)論   
　　(1)水泥窯尾用袋式除塵器比用電除塵器更容易實(shí)現(xiàn)<30mg／Nm3的低濃度排放。   
　　(2)采取“電改袋”或“電改電—袋”方案能在一定程度上縮短改造周期，但改造后除塵器性能指標(biāo)不理想。   
　　(3)l 000t／d及以下規(guī)模的回轉(zhuǎn)窯環(huán)保技改時(shí)，將不能達(dá)標(biāo)的電除塵器改為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的在線清灰脈噴袋式除塵器是一種可選的方案，如將過(guò)濾風(fēng)速控制在O．8m／min左右，選用國(guó)產(chǎn)玻纖覆膜濾料更經(jīng)濟(jì)。   
　　(4)2 000t／d及其以上規(guī)模的回轉(zhuǎn)窯技改時(shí)，建議采用“電換袋”方案，必要時(shí)可充分利用原來(lái)電除塵器的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。   
　　(5)“電改電—袋”方案，明顯弊大于利，不建議采用。