GMC高溫脈噴袋除塵器在大連某水泥廠應用
1 GMC 高溫脈噴袋除塵器介紹
1.1 基本結構
GMC高溫脈噴袋除塵器的基本結構如圖 1。其結構主要有支架、袋室(有袋籠和濾袋)、灰斗、噴吹管路和控制系統等組成。
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1.2 工作原理
含塵氣體通過風道進行預收塵后, 經除塵器灰斗進入袋室, 并均勻地分散到各個濾袋表面, 粉塵被阻留在濾袋外側, 過濾后的干凈氣體由濾袋內經過濾袋口進入到上部凈氣室, 最后通過出口排風機排入大氣。 積附在濾袋外側的粉塵, 一部分靠自重落入灰斗中, 而另一部分繼續留在濾袋外表面, 并使得設備阻力逐漸升高。為保證設備阻力不超過某一設定值(如 1500 Pa) , 每隔一定時間或達到預定阻力時就要清灰一次, 將積附在濾袋外側的粉塵清除干凈。
在凈氣室中, 對應著每排濾袋的上方都裝有一根噴吹管, 它與脈沖閥及壓縮空氣主管相連, 噴吹管上有許多小孔, 每個小孔均對應著一條濾袋的中心,工作時可根據含塵氣體性質等情況在微機控制儀上設定清灰周期和噴吹時間(可以隨時調節) , 在除塵器工作時, 微機控制儀將自動發出命令, 控制各個脈沖閥順序開啟, 此時高壓空氣( 0.4~0.6MPa)以極快的速度從噴嘴中噴出, 并通過喇叭管(文丘里管)從周圍吸引大約 5～ 7 倍噴出空氣量的二次氣體與之混合, 然后沖進濾袋內, 像一個從上到下運動的 “脈沖氣泡” , 使濾袋鼓漲變形, 引起一次振幅不大的沖擊振動, 同時在瞬間產生由里向外的逆向氣流, 將積附在濾袋外側的粉塵抖落到灰斗。
1.3 性能特點
(1) 因采用高壓脈沖清灰方式, 故清灰動能大,清灰徹底, 系統阻力低, 運行電耗小。采用在線清灰,設備運動部件少, 故障率低, 且系統阻力波動小。
(2) 因選用優質玻纖布覆膜濾料, 其除塵效率高, 能實現排放濃度(折算為標況下) 50mg/m3, 且濾袋使用壽命長, 一般能達到 2 年。
(3) 與其他形式的袋除塵器相比, 設備體積小,重量輕, 鋼耗少, 安裝方便, 工藝布置靈活方便, 土建投資小。
(4) 由于清灰過程中高壓氣體主要起誘導作用, 清灰氣流中的大部分氣體來自除塵器內已過濾的干凈氣體, 這樣既節約氣源又避免因大量外部冷空氣的引入而造成系統結露。
(5) 除塵器的噴吹清灰、卸灰、超高(低)溫報警及切換等工作均由自動控制系統來控制執行。該系統對溫度進行全程監控, 能實現超高溫和超低溫報警和超高溫切換功能, 能有效防止除塵器的燒袋和糊袋。
(6) 設備殼體內部及袋籠均采取防腐處理, 其使用壽命及性能得到改善。
2 高溫脈噴袋除塵器在立窯環保中的應用
2.1 應用背景
大連某立窯水泥廠 1995 年年底經過改造后形成年產10萬 t 水泥生產線, 熟料燒成采用 3.0m×10m機立窯, 機立窯煙氣的除塵選用了 CDLY- 30/2(A)型高效電除塵器。但由于立窯煙氣溫度、濕度的較大波動, 使該電除塵器長期不能可靠穩定運行。1998 年年底, 該除塵器因溫度長期超高使極板嚴重變形, 基本失去效能, 立窯煙氣直接通過電除塵器及煙囪對空排放, 造成環境的嚴重污染。 根據國家環保局 1998 年 11 月 4 日下發的通知, 大連市環保局要求大連市市區及郊區所有水泥廠必須在 2000 年 8月 31 日前治理達標, 該水泥廠也列為重點治理單位之一。 經多方調查和論證, 結合現場工藝布置和立窯的運行情況, 在進行 LFEF(Ⅲ)型立窯玻纖袋除塵器系統和 GMC高溫脈噴袋除塵器系統技術經濟比較的基礎, 確定采用我院新開發的 GMC高溫脈噴袋除塵器。
2.2 工藝方案選擇
立窯環保改造工藝流程圖見圖 2。其控制系統主要承擔除塵器的噴吹清灰、卸灰、超高(低)溫報警及切換等。
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其中: (1) 除塵器濾袋的定時噴吹清灰是由定時控制器對電磁脈沖閥定時順序控制來實現的, 定時清灰可確保收塵器的阻力控制在較低的范圍內。 (2) 超高(低)溫報警及切換。 其具體控制方法如下:
在窯門罩出風管和除塵器進風管處分別設置了一支熱電偶(見圖 2) , 以測量這兩處的煙氣溫度(T1和T2) , 并在除塵器控制室的電控柜及窯面操作現場均設有溫度顯示和自動報警裝置。根據濾袋的耐溫值和煙氣的露點, 再結合現場調試取得的數據, 將T1 和T2 分別控制在 80~280℃和 70~220℃。當T1 和T2 在此控制范圍內時, 氣動蝶閥1處于開啟狀態, 氣動蝶閥6處于關閉狀態; 當T1 或 T2 高于各自的高限、或低于各自的低限時, 氣動蝶閥 1 關閉, 氣動蝶閥 6 打開, 同時自動超高溫或超低溫報警, 以提示窯面操作工要采取相應的降溫措施 (如增加喂料量和打開部分窯門等)或相應的升溫措施(如提火和減少喂料量等) ; 當T1和T2 調整至正常控制范圍時, 氣動蝶閥 1 打開, 氣動蝶閥 6 關閉。注意當進行超高(低)溫切換時, 煙氣短時對空直接排放, 此情況應盡量避免。
2.3 設備運行效果
該袋式除塵器自 2000 年 8 月 26 日投運以來除正常更換濾袋外, 系統能夠穩定高效地運行, 具體運行效果如下。
(1) 該除塵器能耐高溫 260℃, 并對抗結露有較好的適應性。因除塵器控制室及窯面操作現場均設溫度顯示, 且控制系統采用了超高(低)溫報警和自動切換功能, 使窯的操作工與除塵器崗位工密切配合, 及時采取有效的控溫措施。因此, 除塵器入口的煙氣溫度基本控制在 70～ 220℃范圍內, 投運近 6年, 除塵器基本沒有發生過結露和燒袋現象。
(2) 除塵器濾袋的使用壽命長, 自投運以來, 已更換了四次濾袋, 平均壽命為一年半以上。
(3) 操作簡單, 管理方便, 維修工作量小。且由于采用尾排風機負壓式, 使窯面的操作環境得到極大改善。
(4) 收塵效率高, 煙氣排放濃度(標況下)低于50mg/m3。大連市環境監測中心對該袋除塵器的除塵效果進行了監測, 其除塵效率達 99%以上。
(5) 能有效去除 SO2、 NOX 和 CO 等有害氣體。為測定該袋除塵器去除有害氣體的效果, 由大連市甘井子區環境監測站專門測定了 SO2、 NOX 和 CO在袋除塵器的進口和出口濃度。
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