普通除尘器用于高温除尘的改进方法
某厂有一条机立窑水泥生产线,因工艺布置造成锁风料柱较短,跑风引起了熟料出口处扬尘较大。为此,决定在熟料出口处加装1台STD－5型单机袋式除尘器,开始使用时状况较差,改进后才收到较好的使用效果。现介绍如下：
1 技术状况
1.1 STD－5型袋式除尘器技术参数
1)处理风量：5450m3/h；
2)过滤面积：74.30m2,32只涤纶纤维滤袋；
3)使用温度：＜120℃；
4)入口气体允许含尘浓度：≤100g/m3。
1.2 实际工况条件
1)粉尘粒度：＜0.08mm的占46％,＞0.08mm的占54％；
2)气体温度：＜120℃,高温季节在120～160℃,出红料时高达300℃左右；
3)气体量：700～1200m3/h之间；
4)气体含尘浓度：正常时在90g/m3左右,有时高达150g/m3以上。
1.3 改进前工艺设计
在电振机卸料管和颚式破碎机之间装1个可拆卸的密封罩壳,用Φ300mm的铁皮管与STD－5除尘器进风口法兰盘联接,再用相同直径的铁皮管一端与STD－5除尘器卸料分格轮法兰联接,另一端送向输送熟料的链斗机。工艺设计示意见图1。
2 使用时存在问题及分析
2.1 温度过高导致滤袋使用寿命缩短
从工艺条件看,气体温度一般不超过除尘器的允许使用温度。但在实际工作过程中,有时会出现短时高温(200℃以上),使涤纶滤袋老化收缩变形变脆,在清灰摆动所产生的力作用下,新滤袋使用6d左右,下口50～150mm范围内便出现收缩破裂现象,导致严重冒灰。
 图1 改进前除尘器工艺布置 |
2.2 清灰效果不佳
摇摆式清灰机构当摆幅大时,虽然清灰效果较好,但滤袋下口受力较大,破损加速。摆幅适宜时,清灰效果较差,滤袋内表面吸附粉尘难以振掉,导致滤袋透气阻力增加,使除尘器处理风量的能力明显下降。如增加清灰的频率,则除尘主风机经常停运,又导致除尘器投运率下降。
2.3 电气故障频繁
除尘器清灰是在除尘风机停止运行后,清灰电机启动运行。由于摆动式的清灰效果较差,两台电机频繁启动,6倍左右的启动电流冲击控制电路的各个触点,电气故障增多。
2.4 卸料锥体周边积料
卸料锥体周边积料,一是因为锥角较大,二是因为低温季节除尘器内外温差较大,气体结露所致。
3 改进方法
3.1 改进后工艺设计
为减少袋除尘负荷,在原方案基础上,增设1台Φ650mm规格的旋风除尘器,安装在除尘器进风管道上,原风机不改动。又在联接袋除尘器与旋风除尘器的管道之间,增设二次进风调节装置。旋风除尘器收下的粉尘用管道送往熟料链斗机。改进后工艺布置见图2。
 图2 改进后除尘器工艺布置 |
3.2 二次风调节装置
二次风调节装置主要由Φ130mm的钢管和蝶阀组成,在钢管上按Φ18mm、Φ20mm、Φ22mm、Φ24mm、Φ24mm、Φ22mm、Φ20mm、Φ18mm的顺序排列布置钻孔,径向6等分均布,轴向300mm范围8排均布,目的是将二次风均布在含尘热气体之中,中和气体温度,避免涤纶滤袋受热温度过高。钢管钻孔端用铁板密封,在进风端装一蝶阀,控制二次风量。二次进风管钻孔端安装在旋风除尘器与袋式除尘器之间的进风管道中,水平放置,便于人工调节蝶阀。二次风调节装置结构见图3。
 图3 二次风调节装置 |
3.3 冷却水控制系统
按照原除尘器多孔布风板的尺寸,加工1块相同尺寸的多孔布风板,解体成4块,由除尘器检修门进入布风管,与原多孔布风板相距50mm水平就位,密封焊接,形成1个长方体水箱。在箱体对面两侧各焊1个Φ25mm的水管头,并在出水端安装1只闸阀,形成冷却水系统。利用水冷却控制多孔布风板的温度,结构见图4。
 图4 冷却水控制系统结构 |
3.4 减小集料锥角度
除尘器天方地圆的集料锥角度原为68°,现改成40°30′,保证无积料。
3.5 增设双层保温层
在除尘器体的四周,用30mm×30mm的角铁,距母体100mm焊接成框架,再用1mm的铁皮与框架用螺丝联接成密封室,又在密封室的四周焊上V型筋点,涂上水泥、黄砂和麻丝比例为1∶2∶10的浆膏,这样构成空隙和浆膏双层保温层,提高保温效果。还在集料锥和除尘器室两处加制作一副保温门,以便更换滤袋和卸料分格轮或其它方面检修维护。
3.6 清灰机构的改进
将原摇摆式的清灰机构改造成振打式。方法是：把原滤袋吊架4个活动绞链联接改造成垂直滑动的弹性联接,减速机偏心盘摆动装置改造成靠边轮传动轴凸轮装置,由原一侧装配改成中心装配,并在滤袋吊架4个角各配1只惯性锤和振幅限位可调丝杆。改进前后结构见示意图5、图6。
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图5 改进前摆动清灰机构 |
 图6 改进后的振动清灰机构 |
工作时,滤袋吊架作垂直上下往复运动,并不断碰撞限位丝杆,形成振打动力,清理滤袋内表面吸附的粉尘。这样改变了滤袋的受力状态,减少外力破坏环节。一般振幅上限控制在15mm左右为宜。
3.7 控制电路的调整
将风机电机与振打电机的控制电路分开,风机电机不再受时间继电器的控制,实现连续运转。用2个时间继电器控制振打电机,1个用于启动间隔时间的控制；另1个用于振打运行时间的控制。由于增设了旋风除尘器,原除尘器的除尘负荷下降,启动间隔时间设定在20min,比原设定扩大2倍。振打时间设定在2min,比原设定缩小1倍,同时将5A的主接触器更换成10A的(振打电机功率为1.5kW),这样提高抗启动大电流冲击的能力,减少电气故障的出现。
4 使用注意的问题
1)控制升温用的冷却水量要根据气候加以调节,冬季的河水温度较低,这时与除尘器体内的温度形成较大的反差,容易使冷却水箱上下两面形成结露而积料,导致进风管堵塞,影响除尘效果。一般流出的水温控制在10～20℃之间较好。
2)二次进风量也要根据情况合理控制。当窑情正常,含尘气体的温度＜120℃时,二次进风量可适当调小些；当窑情不正常,含尘气体的温度＞120℃时,二次进风量可适当调大些,使滤袋处于某一个温度范围内工作,这样滤袋的收缩与膨胀也稳定在一定的范围内,以稳定滤袋的过滤性能。二次进风量的大小,以出料口密封罩处有负压现象为宜。如较长的阴雨天气,空气中湿度较大,二次进风量亦要适当调小些,防止水分在滤袋中积聚而导致粉尘粘糊,影响除尘器处理风量。
3)滤袋吊挂时,避免出现有长有短的现象,超长的滤袋下口弯曲过大,容易在布风管处积料。过短的滤袋振打清灰的受力较大,容易损坏,同时也影响振打清灰的效果。
5 使用效果
STD－5除尘器通过上述方法改进后,几年的运行状态一直良好。故障消除了,运行投运率达100％,滤袋使用寿命达到1年左右,除尘器粉尘排放经市环保局测定符合国家环保标准；年可收回1千余吨的熟料粉尘,效益亦可观。
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