耐火材料廠布袋收塵系統(tǒng)改造

孫雪蓮

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪335424)

1 引言

江銅集團(tuán)(貴溪)新產(chǎn)業(yè)開發(fā)有限公司選礦耐火材料加工廠主要是以磚為原料生產(chǎn)耐火材料，其生產(chǎn)流程主要是將磚原料經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎后進(jìn)入干式球磨機(jī)進(jìn)行球磨最后再進(jìn)入干式攪拌機(jī)攪拌，經(jīng)過(guò)一系列干式磨礦工序后，整個(gè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的灰塵最后進(jìn)入布袋進(jìn)行清灰，而原布袋收塵系統(tǒng)由于達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，對(duì)清灰造成一定的影響，使用效果不好，除塵器經(jīng)常堵塞，造成生產(chǎn)崗位粉塵濃度很高，不但危害崗位工人的身體健康，還給周邊環(huán)境造成了一定的污染，針對(duì)以上情況，對(duì)布袋收塵系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

2 布袋收塵系統(tǒng)工作流程

2.1 布袋收塵器工作原理

耐火材料廠采用的是脈沖式布袋收塵，脈沖式布袋收塵器系外濾式，內(nèi)側(cè)設(shè)支撐骨架，粉塵被捕集而沉降在濾袋的外側(cè)的表面。是利用壓縮空氣周期地向?yàn)V袋噴吹，清除袋上的積塵，在清灰時(shí)的一瞬間，當(dāng)高速噴射氣流通過(guò)濾袋頂端時(shí)，能誘導(dǎo)幾倍于噴射氣量的空氣，一起吹向?yàn)V袋內(nèi)部，形成空氣波，使濾袋由上向下產(chǎn)生急劇的膨脹和沖擊振動(dòng)，產(chǎn)生很強(qiáng)的清落粉塵的作用，噴吹時(shí)在文氏管喉區(qū)形成瞬時(shí)抽力，使周圍空氣大量透入濾袋，以振落濾袋上的積塵，這種收塵器清灰效果較好，處理能力較大［1］。其具體原理可分為以下幾點(diǎn):

(1)過(guò)濾原理。含塵廢氣在后排風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入收塵器，由于氣流的折流減速，粉塵顆粒的碰撞等作用，部分較大的粉塵顆粒經(jīng)過(guò)灰斗時(shí)，受慣性和重力作用被分離出來(lái)，自然沉降落入灰斗排出;其它粉塵隨氣流進(jìn)入各袋室，經(jīng)濾袋后的氣體經(jīng)排風(fēng)閥匯入出口管道排入大氣，粉塵被阻留在濾袋內(nèi)部，凈化后的氣體經(jīng)濾袋口進(jìn)入上箱體，再由出風(fēng)口排出。由PLC程序控制，關(guān)閉排風(fēng)閥，阻斷過(guò)濾空氣，打開反吹風(fēng)閥及反側(cè)風(fēng)機(jī)出口控制閥進(jìn)行下一步的清灰操作。此操作逐風(fēng)室進(jìn)行，粉塵落入灰斗經(jīng)螺旋輸送機(jī)及分格輪卸入［2］。

(2)清灰原理。隨著濾袋表面粉塵不斷增加，除塵器進(jìn)出口壓差也隨之上升。當(dāng)除塵器阻力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出清灰指令，清灰系統(tǒng)開始工作。首先電磁閥接到信號(hào)后立即開啟，使小膜片上部氣室的壓縮空氣被排放［3］，由于小膜片兩端受力的改變，使被小膜片關(guān)閉的排氣通道開啟，大膜片上部氣室的壓縮空氣由此通道排出，大膜片兩端受力改變，使大膜片動(dòng)作，將關(guān)閉的輸出口打開，氣包內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)由輸出管和噴吹管噴入袋內(nèi)，實(shí)現(xiàn)清灰。當(dāng)控制信號(hào)停止后，電磁閥關(guān)閉，小膜片、大膜片相繼復(fù)位，噴吹停止。清灰完畢后，電磁脈沖閥關(guān)閉，提升閥打開，該室又恢復(fù)過(guò)濾狀態(tài)。清灰各室依次進(jìn)行，從第一室清灰開始至下一次清灰開始為一個(gè)清灰周期［4］。

(3)粉塵收集。經(jīng)過(guò)過(guò)濾和清灰工作被截留下來(lái)的粉塵落入灰斗，再由灰斗口的卸灰裝置集中排出。

2.2 壓縮空氣的條件

脈沖式布袋收塵系統(tǒng)所選用的壓縮空氣在進(jìn)入設(shè)備前需經(jīng)過(guò)如下處理:

(1)空壓機(jī)出來(lái)的壓縮空氣經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器去除所含的灰塵顆粒及粒徑較大的液態(tài)顆粒;

(2)再經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器去除空氣中殘留的油;

(3)進(jìn)入冷凍脫濕機(jī)干燥;

(4)出口經(jīng)微油霧過(guò)濾器精過(guò)濾最后進(jìn)入設(shè)備所附帶的氣動(dòng)三聯(lián)件。

此收塵系統(tǒng)中便是通過(guò)空壓機(jī)將空氣壓縮后壓縮空氣周期地向?yàn)V袋噴吹，清除袋上的積塵。

2.3 冷凍脫濕機(jī)工作原理

為確保布袋上不因粉塵中含過(guò)多水分，造成布袋粘結(jié)，此系統(tǒng)中也應(yīng)用到了冷凍脫濕機(jī)。冷凍除濕機(jī)通常由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥、風(fēng)機(jī)和外殼等組成。正常工作時(shí)，蒸發(fā)器吸收外界的熱量，冷凝器向外放出熱量，在風(fēng)機(jī)的作用下，濕空氣從左邊進(jìn)風(fēng)口吸入，通過(guò)蒸發(fā)器時(shí)進(jìn)行熱交換，其溫度降低;當(dāng)濕空氣達(dá)到露點(diǎn)溫度時(shí)，水分因結(jié)露被析出，濕空氣的絕對(duì)含濕量下降，而繼續(xù)通過(guò)冷凝器時(shí)再次發(fā)生熱交換使其溫度升高，從而達(dá)到保溫除濕的目的。

當(dāng)溫度下降時(shí)，空氣的含水能力亦下降，原為氣態(tài)的水份將變?yōu)橐簯B(tài)，冷凍脫濕機(jī)即是利用這一除濕原理。首先對(duì)壓縮空氣作冷卻處理，使其中的氣態(tài)水份析為液態(tài)，再通過(guò)分離器使氣液分離，最后由排水閥將水份排出，從而獲得干燥的壓縮空氣。設(shè)備的工作具體分為空氣系統(tǒng)及制冷系統(tǒng)兩部分［6］。

空氣系統(tǒng):壓縮空氣進(jìn)入空氣預(yù)冷器預(yù)冷并除去部分水份，再進(jìn)入空氣冷卻器(蒸發(fā)器)使溫度降至2℃露點(diǎn)溫度)，空氣中的水份在此溫度下析出，再經(jīng)氣水分離器分離并由自動(dòng)排水閥將水份排出，而干燥的低溫空氣則進(jìn)入空氣預(yù)冷器，再與未處理的壓縮空氣進(jìn)行熱交換升溫后輸出，即為處理后的干燥空氣。

制冷系統(tǒng):低溫液態(tài)致冷劑在空氣冷卻器中吸收了熱量后成為汽態(tài)，經(jīng)凝聚器及吸入過(guò)濾干燥器，確保進(jìn)入壓縮機(jī)的致冷劑確為汽態(tài)，從而保證壓縮機(jī)工作正常并由熱力膨脹閥及熱氣旁通閥，組成的雙重自動(dòng)平衡功能則可確保露點(diǎn)的穩(wěn)定。上述露點(diǎn)是指壓力露點(diǎn)，即濕空氣被壓縮后，水蒸氣密度增加，溫度也隨之上升，壓縮空氣冷卻時(shí)，相對(duì)濕度便增加，當(dāng)溫度繼續(xù)下降到相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)，便有水滴從壓縮空氣中析出，這時(shí)的濕度就是壓縮空氣的“壓力露點(diǎn)”。“壓力露點(diǎn)”與常壓露點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系與“壓縮比”有關(guān)，一般用圖表來(lái)表示。在“壓力露點(diǎn)”相同的情況下，“壓縮”比越大，所對(duì)應(yīng)的常壓露點(diǎn)越低。例如:0.7MPa的壓縮空氣壓力露點(diǎn)為2時(shí)，相當(dāng)于常壓露點(diǎn)為-23℃。當(dāng)壓力提高到1.0MPa時(shí)，同樣的壓力露點(diǎn)為2℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的常壓露點(diǎn)降至-28℃。

2.4 氣動(dòng)三聯(lián)件

氣動(dòng)三聯(lián)件是多數(shù)氣動(dòng)系統(tǒng)中不可缺少的氣源裝置，安裝在用氣設(shè)備近處，是壓縮空氣質(zhì)量的最后保證。三大件的安裝順序依進(jìn)氣方向分別為空氣過(guò)濾器、減壓閥和油霧器?？諝膺^(guò)濾器用于對(duì)氣源的清潔，可過(guò)濾壓縮空氣中的水分，避免水分隨氣體進(jìn)入裝置。減壓閥可對(duì)氣源進(jìn)行穩(wěn)壓，使氣源處于恒定狀態(tài)，可減小因氣源氣壓突變時(shí)對(duì)閥門或執(zhí)行器等硬件的損傷。油霧器可對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑，可以對(duì)不方便加潤(rùn)滑油的部件進(jìn)行潤(rùn)滑，大大延長(zhǎng)機(jī)體的使用壽命［5］。

3 布袋收塵系統(tǒng)改進(jìn)前存在的問(wèn)題

(1)空壓機(jī)壓縮空氣流量小，導(dǎo)致反吹風(fēng)無(wú)力，布袋容易粘灰，布袋的收塵效果差。

(2)冷凍脫濕機(jī)功率小，管道上未裝氣動(dòng)三聯(lián)件，脫水效果差，反吹風(fēng)帶冷凝水，布袋容易粘結(jié)，導(dǎo)致阻力過(guò)大，收塵效果差。

(3)收塵器不能正常出灰或卸灰閥卡死，不能排灰，收塵效果不好。

以上幾點(diǎn)最終導(dǎo)致布袋收塵系統(tǒng)收塵效果差，不但給周邊的環(huán)境造成了一定的污染，而且也危害了崗位工人的健康。

4 對(duì)布袋收塵系統(tǒng)的改造及效果

針對(duì)以上情況，設(shè)備檢修人員做了大量的分析及實(shí)驗(yàn)工作，最后確定了可行性的方案。

(1)安裝利用了貴溪冶煉廠一臺(tái)閑置雙螺桿空壓機(jī)，調(diào)整空壓機(jī)停止和啟動(dòng)參數(shù)，從原有空壓機(jī)達(dá)到0.4MPa就自動(dòng)停機(jī)，調(diào)整現(xiàn)在的到0.6MPa停機(jī)，保障了清灰系統(tǒng)能正常工作?？諌簷C(jī)的空氣流量增大后，反吹風(fēng)的力度也加強(qiáng)，布袋粘灰的的現(xiàn)象得到了一定程度的緩解，布袋收塵的效果明顯得到改善。

圖1 改造前后空壓機(jī)對(duì)比圖片

(2)更換一臺(tái)大功率的冷凍脫濕機(jī)脫濕。由于更換了更大功率的冷凍脫濕機(jī)，脫水力度加大，反吹風(fēng)帶冷凝水的現(xiàn)象得到了緩解，布袋含水粘結(jié)灰塵的現(xiàn)象也得到了改善，收塵效果良好。

圖2 改造前后的冷凍脫濕機(jī)

(3)在管道上增加一套氣動(dòng)三聯(lián)件來(lái)加強(qiáng)脫水效果，過(guò)濾壓縮空氣中的水分，避免水分隨氣體進(jìn)入裝置，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，壓氣系統(tǒng)便隨后啟動(dòng)，在確保障除塵器阻力在120Pa以下，布袋能在正常清灰的狀態(tài)下工作。

圖3 新增的氣動(dòng)三聯(lián)件

(4)調(diào)整布袋收塵器脈沖閥脈沖間隔和脈沖周期，脈沖間隔調(diào)到10秒，保障了收塵器氣包有足夠的壓氣啟動(dòng)脈沖閥，根據(jù)配套的空壓機(jī)型號(hào)，增加了可以匹配收塵器壓氣系統(tǒng)，可以正常使用氣壓。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的使用驗(yàn)證，由于增大了空壓機(jī)、冷凍脫濕機(jī)的功率，加裝氣動(dòng)三聯(lián)件，使得反吹風(fēng)力加大，灰塵脫濕效果明顯，除塵效果很好，崗位工人的工作環(huán)境也得到了很大的改善，布袋收塵的工作效率也隨之提高，減輕了灰塵對(duì)周邊環(huán)境的污染，為工廠的清潔化生產(chǎn)做出一定的貢獻(xiàn)。

［1］李英杰，張愛(ài)春，李多.對(duì)聲波助清技術(shù)在布袋除塵器中應(yīng)用的認(rèn)識(shí)［J］.環(huán)境技術(shù)，2003，4:1-4.

［2］高軍凱，黃超，田莉.提高電除塵器除塵效率措施的研究進(jìn)展［J］.環(huán)境污染與防治，2007，10:15-17.

［3］汪穎.噴射放電極靜電除塵器的收塵機(jī)理及研發(fā)［D］.武漢科技大學(xué)，2009，5:22-26.

［4］翟開流，陳世明.一九八九年云南冶金年評(píng)［J］.云南冶金，1990，3:26-33.

［5］陳時(shí)澤，國(guó)外冶金收塵技術(shù)［J］.云南冶金，1974.6:35-39.

［6］秦彤，制冷技術(shù)在高爐鼓風(fēng)脫濕工程上的應(yīng)用［J］.科技資訊，2013，1:51-53.