0、引言
立窯在
熟料煅燒過程中,產(chǎn)生大量的含塵煙氣。由于立窯煙氣的特殊工況,其治理難度相當(dāng)大。而絕大多數(shù)立窯廠家,由于其資金緊張及觀念上的原因,對除塵設(shè)備的投資特別敏感。新的環(huán)保要求立窯排放必須無煙無塵,這與惡劣的工況及低投資的要求形成了強(qiáng)烈的反差,也對環(huán)保設(shè)備廠提出了新的挑戰(zhàn)。
由于袋式除塵器除塵效率高,適應(yīng)粉塵濃度范圍寬,且不受粉塵比電阻的影響,采用袋式除塵器進(jìn)行機(jī)立窯煙氣治理已成為大多水泥生產(chǎn)廠的選擇。通常只要設(shè)計(jì)選型合理,制作無缺陷,采用袋式除塵器都能達(dá)到<50mg/Nm3的排放要求,完全可以保證達(dá)到<100mg/Nm3的一般排放標(biāo)準(zhǔn)。目前市場上使用較多的有LFEF上進(jìn)風(fēng)反吹、SKB下進(jìn)風(fēng)反吹及噴吹脈沖除塵器等,但大都存在投資大,故障點(diǎn)多,濾袋壽命短等缺陷,難以推廣。
JLDC圓筒型立窯袋式除塵器的研制成功,解決了現(xiàn)有袋除塵器中存在的結(jié)構(gòu)不合理、投資大、運(yùn)行費(fèi)用高,濾袋密封差,壽命短、“糊袋”、“燒袋”,氣流不均等問題,具有很好的效果。
1、JLDC圓筒型袋式除塵器的開發(fā)研究
JLDC袋式除塵器是在傳統(tǒng)的反吹風(fēng)除塵器基礎(chǔ)上,根據(jù)立窯煙氣特點(diǎn),大膽創(chuàng)新,研究設(shè)計(jì)的一種新型袋式除塵器。該除塵器開發(fā)的宗旨有四:①結(jié)構(gòu)要緊湊,努力縮小設(shè)備重量,降低除塵器的造價(jià);②設(shè)計(jì)要合理,充分考慮檢修,安裝等問題;③使用效果要好,盡量延長濾袋的使用壽命;④操作要簡單,盡量減少運(yùn)動部件,降低故障率。為此筆者在JLDC設(shè)計(jì)過程中主要考慮了以下幾點(diǎn):
1.1工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
為了減少系統(tǒng)漏風(fēng),降低阻力,在工藝設(shè)計(jì)方面,該除塵器采用一級收塵,風(fēng)機(jī)盡量布置在窯房頂部,以便于檢修。
1.2工作溫度的選擇
由于立窯正常工作時煙氣溫度一般在45-250℃之間,故設(shè)計(jì)除塵器的最大工作溫度≤200℃,如遇到不正常窯況,溫度過高時,可采用在進(jìn)風(fēng)口摻冷風(fēng)的辦法,進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于立窯出風(fēng)點(diǎn)位置較高,在設(shè)計(jì)時JLDC除塵器采用頂部進(jìn)風(fēng),由中心風(fēng)管導(dǎo)入下部,取消傳統(tǒng)的上花板,使設(shè)備重心下移。此外結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還考慮了補(bǔ)償熱變形(在設(shè)備的基礎(chǔ)上設(shè)置了彈性墊,煙道與除塵器聯(lián)接部位設(shè)膨脹節(jié)),防腐蝕(所有與煙氣接觸部位均涂耐高溫防腐涂料)等一系列措施,特別是采用圓筒形結(jié)構(gòu),使設(shè)備占地面積大大縮小,適宜場地狹窄的老線改造。因?yàn)閳A形結(jié)構(gòu)受力均勻合理,耗材少,因而相對來說造價(jià)也較低。
1.4濾料選擇
目前能耐高溫的濾料有玻纖濾料,復(fù)合濾料,金屬濾料等,復(fù)合濾料、金屬濾料價(jià)格昂貴,一般中小型企業(yè)無法承受,玻纖濾料又有連續(xù)玻纖平幅布、玻纖膨體紗、玻纖針刺氈三種,其中連續(xù)玻纖平幅布價(jià)格較低,但除塵效率低,風(fēng)速低,排放濃度高,適用于要求不高的場合;玻纖膨體紗收集細(xì)小粉塵能力強(qiáng),除塵效率高,價(jià)格適中,適用于反吹風(fēng)清灰除塵器;玻纖針刺氈收塵效率高,透氣性好,允許過濾風(fēng)速較高,但價(jià)格較高,一般用于脈沖式除塵器回收高附加值的粉塵。
EWF550-RH玻纖膨體紗濾料采用RH配方,利用非有機(jī)硅類憎水劑把憎水、耐磨、耐折、防腐等性能通過特定的工藝有機(jī)地統(tǒng)一在一起,具有耐高溫、耐腐蝕、抗結(jié)露、易清灰、尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn),可在280℃下長期使用,瞬時高溫可達(dá)300℃,是立窯除塵器的理想濾料。
1.5選擇合理的風(fēng)速
過濾風(fēng)速不僅決定了除塵器的體積大小,而且對設(shè)備的除塵效率、阻力、清灰效果、壽命等都有著決定性的影響,玻纖膨體紗的允許過濾風(fēng)速為0.6m/min,為了保證除塵器長期穩(wěn)定高效低阻運(yùn)行,JLDC除塵器的過濾風(fēng)速確定為0.5m/min。
1.6改進(jìn)濾袋固定方式
采用卡箍代替扎繩,濾袋固定更牢固,密封效果更好,從而減少了掉袋故障,也提高了收塵效率,彈性吊掛裝置的使用,可以很好地維持濾袋形狀,減少濾袋的磨損,延長濾袋的使用壽命。
1.7抗結(jié)露設(shè)計(jì)
由于立窯煙氣露點(diǎn)較高,在除塵器進(jìn)氣管道、殼體、灰斗等部位均采用100mm硅棉保溫,以減少殼體的散熱,提高設(shè)備的蓄熱能力。此外還使用了潔氣反吹,減少反吹時因內(nèi)外溫差形成的結(jié)露。實(shí)際使用效果表明,除塵器的最佳使用溫度在65-260℃之間,一般在60℃時也能正常使用。對于更低的窯溫,可采用熱風(fēng)爐在煙氣進(jìn)除塵器前摻加少量熱風(fēng),在不影響立窯正常操作的前提下提高除塵器進(jìn)口溫度;也可采用降低濕含量、控制濕料層厚度、閉門操作、適當(dāng)增加配煤量等方法來提高除塵器進(jìn)口溫度。
1.8微機(jī)控制系統(tǒng)
控制機(jī)構(gòu)的優(yōu)劣,對設(shè)備的正常運(yùn)行影響極大,JLDC的微機(jī)控制系統(tǒng)采用西門子公司的PLC可編程序控制器,按預(yù)定程序進(jìn)行反吹與工作的控制。該控制系統(tǒng)還增加了超溫聲控系統(tǒng),出現(xiàn)反常的煙氣溫度時及時提醒操作工進(jìn)行調(diào)整。
1.9 減少運(yùn)動部件
為了簡化操作,減少運(yùn)動部件,降低故障率,JLDC立窯袋式除塵器采用了提升切換閥取代原來的出風(fēng)及反吹蝶閥,多個室共用一個灰斗及一個卸灰閥。這樣整個除塵器僅用八個閥,較LFEF少近2/3,比SKB少一半。
2、JLDC立窯袋式除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工藝要求
2.1 JLDC立窯袋式除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
如圖所示,JLDC立窯袋式除塵器具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
2.1.1 JLDC立窯袋式除塵器采用圓筒形分室結(jié)構(gòu),頂部進(jìn)風(fēng),在灰斗部位折流向上,從而使大顆?;鹦堑纫螂x心作用直接落入灰斗,避免了燒袋的發(fā)生。
2.1.2氣流均布裝置的應(yīng)用,使氣流均勻進(jìn)入各袋室,杜絕了因風(fēng)速不均而出現(xiàn)的局部濾袋磨損現(xiàn)象。
2.1.3 EWF550-RH玻纖膨體紗濾料的使用,及濾料彈性吊掛、卡箍等的應(yīng)用,使得濾袋的使用周期大大延長。
2.1.4多種抗結(jié)露措施,灰斗輔助清灰設(shè)備的使用,有效提高了灰斗的粉塵溫度,防止了灰斗內(nèi)粉塵潮解,結(jié)拱的發(fā)生,也杜絕了糊袋現(xiàn)象。
2.1.5專利型提升切換閥(專利申請?zhí)?3259336.8)的應(yīng)用,大大簡化了清灰程序,降低了故障率。
2.1.6采用中心風(fēng)管進(jìn)風(fēng),煙氣在進(jìn)入袋室前,經(jīng)過一段溫度緩沖區(qū),可以有效防止高低溫對設(shè)備的影響。
2.1.7設(shè)備檢修簡單,工作環(huán)境好。
2.2生產(chǎn)工藝要求
為了使立窯收塵器能夠長期高效運(yùn)行,在生產(chǎn)過程中還應(yīng)注意采用以下措施:
2.2.1采用小料球淺暗火連續(xù)操作煅燒,做到加料、上火、卸料三平衡,窯內(nèi)濕料層厚度應(yīng)適宜(40cm左右),從而使煙氣溫度保持在60-100℃之間,始終高于露點(diǎn)。若采用深暗火煅燒,則應(yīng)在立窯收塵器進(jìn)風(fēng)口前加一熱風(fēng)爐,在不影響正常操作的情況下,提高煙氣溫度,防止結(jié)露的發(fā)生。
2.2.2對于超溫報(bào)警信號,處理窯況要及時。
2.2.3盡量實(shí)現(xiàn)閉門操作,減少漏風(fēng)量,提高煙氣溫度,降低設(shè)備能耗。
2.2.4結(jié)合采用新型窯體隔熱保溫技術(shù),減少立窯熱耗,降低中邊部溫差,提高產(chǎn)量,減少窯況波動,提高設(shè)備壽命。
3 設(shè)備的工作原理
3.1 預(yù)分離
立窯排出的含塵氣體經(jīng)煙道進(jìn)入除塵器中心的進(jìn)氣總管,在除塵系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓作用下由灰斗上方均勻進(jìn)入除塵器的各個濾室,含塵煙氣中的粗顆粒粉塵由于導(dǎo)流板的攔阻及自身重力的作用直接落入灰斗,實(shí)施粉塵預(yù)分離。
3.2 過濾
含塵氣體進(jìn)入濾袋,粉塵被滯留在濾袋內(nèi)表面,含塵氣體則經(jīng)過濾袋過濾得到凈化,凈化后的氣體進(jìn)入袋室,然后經(jīng)由三通切換閥排氣通道、出氣管道,由排風(fēng)機(jī)排入大氣,該設(shè)備為頂部進(jìn)風(fēng),負(fù)壓操作內(nèi)濾式袋式除塵器。
3.3 清灰及自動控制
除塵器運(yùn)行一段時間后,濾袋內(nèi)表面捕集的粉塵增厚,除塵器的運(yùn)行阻力上升,當(dāng)增加到一定值后,就需要對濾袋進(jìn)行清灰,這時微機(jī)指令提升切換閥關(guān)閉排氣通道,同時打開反吹風(fēng)通道,在反吹風(fēng)機(jī)的作用下(方向與原氣流方向相反)將原來膨脹的濾袋壓癟變形,清除掉濾袋內(nèi)表面附著的粉塵,清下的粉塵落入灰斗,經(jīng)卸灰閥排出,整個清灰過程是分室輪流進(jìn)行的,不影響除塵器的正常工作。
4 設(shè)備應(yīng)用舉例
JLDC立窯袋式除塵器研制成功后,由于其與眾不同的優(yōu)點(diǎn),很快得到了用戶的認(rèn)可,產(chǎn)品已在江蘇、廣東、河北、貴州、四川、重慶、江西、山東、寧夏、湖南等地得到應(yīng)用,均取得了良好的效果。
廣州鶴山水泥廠φ3.0×11機(jī)立窯原來采用了LFEF立窯除塵器,該除塵器自投產(chǎn)以來,由于設(shè)計(jì)不合理,進(jìn)風(fēng)不均勻且常有火星燒袋現(xiàn)象,濾袋僅兩個多月就更換一次,粉塵排放經(jīng)常超標(biāo)。該廠于2002年2月份拆除原除塵器,將之更換為JLDC-3.0型除塵器,投運(yùn)后,一直隨主機(jī)同步運(yùn)行,經(jīng)環(huán)保部門檢測,其粉塵進(jìn)口濃度11.3g/Nm3,排放濃度僅47mg/Nm3。使用一年多來,經(jīng)多次檢查,一直無故障運(yùn)行,未發(fā)現(xiàn)濾料的糊袋,燒袋或破損現(xiàn)象。對該廠進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析如下:
⑴系統(tǒng)裝機(jī)容量83KW,實(shí)際耗用約65KW,一年按300天生產(chǎn)計(jì)算,電費(fèi)按0.4元/度計(jì)算,全年增加電耗18.72萬元。
⑵濾袋壽命一般在二年左右,按1.5年換一次袋計(jì)算,每年濾袋費(fèi)用3.5萬元。
⑶設(shè)備總投資約50萬元,按10年折舊,年折舊費(fèi)5萬元。
⑷回收粉塵:入口濃度按10 g/Nm3,出口按100mg/Nm3,年回收量:(10000—100)×70000×300×24×10-9=4990t
按每噸粉塵70元計(jì),增加效益4990×70=34.93萬元。
⑸增加人員工資按1.5萬元/年計(jì)。
⑹全年經(jīng)濟(jì)增減34.93-18.72-3.5-5-1.5=6.21萬元。
這樣增加JLDC立窯除塵器后,扣除一切費(fèi)用,還可增收6.21萬元。
此外,四川二郎山水泥廠兩臺3.2m立窯共用一臺JLDC-2×3.2m除塵器,排放濃度僅17 mg/Nm3;廣東梅州東南水泥廠JLDC-3.0型除塵器排放濃度僅23mg/Nm3,由于變自然排風(fēng)為機(jī)械排風(fēng),其產(chǎn)量因此提高了0.6t/h。
5 結(jié)束語
JLDC立窯除塵器在立窯上使用,使立窯排煙由自然拔風(fēng)改為機(jī)械強(qiáng)制排煙,窯面基本處于負(fù)壓狀態(tài),可大大改善窯工的操作環(huán)境,對提高立窯產(chǎn)量有益,JLDC立窯除塵獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得進(jìn)風(fēng)管道大大縮短,熱損失減少,對于立窯的節(jié)能降耗也有一定好處。
由于立窯煙氣濕度大,低溫時結(jié)露嚴(yán)重,除塵器對立窯的窯溫要求較嚴(yán),這是立窯袋式除塵器的一個缺陷;但只要嚴(yán)格按設(shè)備的操作規(guī)程進(jìn)行操作,在設(shè)備管理上下功夫,JLDC立窯袋除塵器完全能夠長期有效地運(yùn)行,使用立窯除塵器也有著可觀的經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)能降耗與環(huán)保達(dá)標(biāo)完全可以同時實(shí)現(xiàn)。
(中國水泥網(wǎng) 轉(zhuǎn)載請注明出處)