水泥磨系統(tǒng)主收塵器低阻低排放改造分析

鄭佳佳

合肥中亞環(huán)保科技有限公司

1 引言

水泥磨系統(tǒng)是水泥廠為了提高制造效益，基于先進(jìn)技術(shù)而建立的系統(tǒng)，控制水泥粉磨的工藝過程。水泥磨系統(tǒng)排放和耗電量非常之大，成為我國(guó)節(jié)能環(huán)保工作的重點(diǎn)，更是納入到了國(guó)家重點(diǎn)管控排放區(qū)域，對(duì)于水泥磨系統(tǒng)的排放也提出了新要求，特別是一些特殊區(qū)域必須要嚴(yán)格控制在10mg/m2的范圍之內(nèi)。收塵器就是水泥磨系統(tǒng)中的重要設(shè)備，也是水泥磨系統(tǒng)排放控制的關(guān)鍵點(diǎn)，要想要達(dá)到排放要求，還需要從收塵器進(jìn)行探索，實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造升級(jí)，以此達(dá)到經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的效果。

2 水泥磨系統(tǒng)主收塵器

水泥磨機(jī)在水泥廠中運(yùn)用廣泛，是物料粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。整個(gè)水泥磨系統(tǒng)也是一個(gè)復(fù)雜的過程，如圖1。其工作的原理是：物料是依靠水泥磨機(jī)回轉(zhuǎn)筒體內(nèi)鋼球的碾碎和沖擊作用完成粉磨。相關(guān)的水泥熟料和石膏混合材料通過水泥磨機(jī)進(jìn)料裝置，進(jìn)入到回轉(zhuǎn)部分的粗磨倉(cāng)中，通過粗磨倉(cāng)的加工，使其混合料進(jìn)行第一步的粉碎；然后進(jìn)入到出料裝置，工藝中一部分為合格的水泥產(chǎn)品，可以直接收集儲(chǔ)存。另外一部分不合格的產(chǎn)品需要回到水泥磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行再次粉磨，收集合格產(chǎn)品，由此來構(gòu)成粉磨系統(tǒng)[1]。

圖1 水泥磨系統(tǒng)

對(duì)于水泥磨系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備就不一一介紹，這里重點(diǎn)分析收塵器，收塵器作為一種除塵設(shè)備，也是水泥磨系統(tǒng)中的重點(diǎn)設(shè)備。在上述分析水泥磨工作原理的時(shí)候，提出了其中一部分合格的水泥產(chǎn)品就是通過收塵器進(jìn)行產(chǎn)品收集，不符合要求的是重新進(jìn)入系統(tǒng)再次加工，因此這里收塵器的主要作用就是負(fù)責(zé)收集水泥磨系統(tǒng)中合格的水泥產(chǎn)品。收塵器一般有袋式收塵器、脈沖袋式收塵器和電收塵器，結(jié)合節(jié)能環(huán)保、投資成本、運(yùn)行效率等多方面考慮，目前更多水泥廠是選擇使用脈沖袋式收塵器，收塵效果高、效率高、排放濃度低、能耗少，而且運(yùn)行可靠穩(wěn)定，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

在水泥磨系統(tǒng)運(yùn)行中，如果收塵器出現(xiàn)問題，也將直接整個(gè)系統(tǒng)功能的發(fā)揮。對(duì)于一些常見的問題，比如收塵器漏風(fēng)，將外界的空氣吸入到收塵器中，影響內(nèi)部溫度，就出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象；而且如果煙氣中的含濕量過高，也容易造成結(jié)露現(xiàn)象。本文對(duì)于收塵器的探索，主要是圍繞低阻低排方面，從這一方面當(dāng)前收塵器的存在的問題有：阻力過大，就必須要通過降低臺(tái)時(shí)，降低系統(tǒng)效率，還會(huì)增加能耗，進(jìn)而增加成本；還有就是排放不達(dá)標(biāo)，無法達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。為此，水泥廠針對(duì)這類問題，要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展，就必須通過一定技術(shù)實(shí)現(xiàn)改造優(yōu)化，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3 水泥磨系統(tǒng)主收塵器低阻低排改造方案

為了讓本次的研究更加具有針對(duì)性和實(shí)踐性，本次的研究選擇了實(shí)際收塵器的運(yùn)行進(jìn)行分析，確定存在的問題，并且提出改造方案。結(jié)合實(shí)際的問題提出改造措施，實(shí)現(xiàn)低阻低排改造。

3.1 水泥磨系統(tǒng)收塵器現(xiàn)狀

結(jié)合一實(shí)際水泥磨系統(tǒng)收塵器運(yùn)行現(xiàn)狀，進(jìn)行分析。選取的對(duì)象是氣箱脈沖收塵器，是一種脈沖袋式收塵器，原本是按照國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)30mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，在實(shí)際的使用中排放濃度也在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。但是這一標(biāo)準(zhǔn)相比較國(guó)家的新要求，還是存在一定差距。此外，除了排放不到表，在使用中因?yàn)楹瑝m氣體濃度比較高，還會(huì)出現(xiàn)磨損等工藝問題，在一定成上造成電力的浪費(fèi)，也給風(fēng)機(jī)的運(yùn)行帶來安全隱患。此外，氣象脈沖收塵器對(duì)清灰機(jī)理的保護(hù)不到位，容易造成濾袋的損傷，無法均衡清灰效果，無法滿足長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行要求，所以在改造中還是要以低阻低排為目標(biāo)。所以本次對(duì)收塵器的改造目標(biāo)也就是符合國(guó)家對(duì)水泥廠排放新要求：10mg/m2內(nèi)[3]，同時(shí)還需要滿足節(jié)能、安全、高效的基本要求。

3.2 設(shè)計(jì)改造方案

結(jié)合實(shí)際存在的問題以及改造目標(biāo)，以及氣箱脈沖收塵器的實(shí)際情況，對(duì)于上述問題的解決，有三種措施，分別是：（1）更換濾袋，也是最為簡(jiǎn)單的一種方法。但是濾袋具有使用期限，一旦達(dá)到壽命期限，就必須要重新更換，間接性的增加了成本費(fèi)用。無法徹底實(shí)現(xiàn)低阻低排、節(jié)能的改造。（2）整體更換新型收塵器，也是徹底解決問題的最佳措施。但是投資比較大，新設(shè)備費(fèi)用、拆除安裝費(fèi)用，無法滿足經(jīng)濟(jì)方面的要求，而且直接更換還需要按照現(xiàn)有設(shè)備的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，比較復(fù)雜。（3）對(duì)現(xiàn)有收塵器進(jìn)行局部改造，結(jié)合實(shí)際情況，保留可行性部件，結(jié)合問題對(duì)特殊區(qū)域進(jìn)行一個(gè)改造，不僅可以節(jié)省費(fèi)用，還能縮短施工周期，確保水泥磨系統(tǒng)的運(yùn)行[4]。

綜合考慮，本次選擇對(duì)現(xiàn)有氣箱脈沖收塵器進(jìn)行一個(gè)改造優(yōu)化，讓其滿足低阻低排目標(biāo)。在改造過程中，需要考慮幾個(gè)問題，首先是過濾風(fēng)速問題，應(yīng)該適當(dāng)增加過濾的面積，提高效率；然后是考慮清灰機(jī)理，改善內(nèi)部通風(fēng)環(huán)境，避免造成濾袋磨損等問題?？梢赃m當(dāng)擴(kuò)大收塵器進(jìn)出口通風(fēng)面積，減少濾袋的過濾符合以此來降低收塵器阻力，達(dá)到排放要求。

3.3 改造方案設(shè)計(jì)

具體的改造方案為以下幾點(diǎn)。

將現(xiàn)有的氣箱脈沖收塵器改為高效脈噴收塵器，保留原有收塵器中輸灰系統(tǒng)，保留原袋室，但是需要在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行一個(gè)調(diào)整，將袋室加高加長(zhǎng)，并且預(yù)留一個(gè)沉降空間，一般在一米左右。原本高壓氣象脈沖方式的噴吹清灰變?yōu)榈蛪捍罅髁棵}沖文氏管誘導(dǎo)反吹風(fēng)清灰方式。最后使用國(guó)內(nèi)的通用符合排放標(biāo)準(zhǔn)的濾袋，還能降低壓差阻力，達(dá)到排放目的。簡(jiǎn)單來講，就是降低了濾袋條數(shù)，增加過濾面積、降低了總過濾風(fēng)速，而且大大地降低了運(yùn)行阻力和含塵濃度[5]。

具體來講，各方面改造和功能的實(shí)現(xiàn)。首先是通過增加過濾面積，有效地降低過濾風(fēng)速，從而達(dá)到10mg/m2以下的排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足國(guó)家排放規(guī)定；針對(duì)前面所闡述的濾袋符合不均勻狀況，可以通過在收塵器的前端增加均勻布風(fēng)系統(tǒng)，起到緩解的作用；擴(kuò)大進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)面積，優(yōu)化花板的排列，以此來改善內(nèi)部通風(fēng)效果；通過預(yù)留沉降空間，有效地減少了通風(fēng)的阻力，實(shí)現(xiàn)低阻改造目標(biāo)；最后通過優(yōu)化清灰程序，防止出現(xiàn)塌料，威脅輸灰系統(tǒng)穩(wěn)定的問題，提高穩(wěn)定可靠性，還能有效地調(diào)整收塵器的阻力。

3.4 案例分析

對(duì)于水泥磨系統(tǒng)主收塵器低阻低排改造，本文做了詳細(xì)的分析，這里以具體的案例進(jìn)行說明，結(jié)合當(dāng)前研究以及工作經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合已有的研究成果進(jìn)行一個(gè)闡述。隨著國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的提出，對(duì)于水泥系統(tǒng)來講，很多收塵器的根本無法達(dá)到排放要求，為此就需要進(jìn)行一個(gè)改造。本次改造的目標(biāo)上還在原來排放粉塵的濃度基礎(chǔ)上降低一半以上，并且降低收塵壓差阻力，以此來滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。本次所選擇的元?dú)庀涿}沖收塵器的實(shí)際排放粉塵濃度為24mg/m3，在實(shí)際運(yùn)行中，因?yàn)閷?duì)于過濾袋缺乏保護(hù)，導(dǎo)致該氣箱脈沖型收塵器的濾袋發(fā)生了一定的損傷，影響清灰效果，為此在改造中也需要注意該問題。該氣箱脈沖型收塵器的具體規(guī)格參數(shù)情況為：其處理風(fēng)量為320000（m3·h-1），濾袋條數(shù)為4080（Φ130×3050），過濾面積為5080m2，總過濾風(fēng)速為 1.05（m·min-1），運(yùn)行阻力為 2000Pa~3000Pa，入口含塵濃度小于1000（g·m-3）。

為此，對(duì)于該氣箱脈沖型收塵器的情況，按照上述的三種改造方案對(duì)其進(jìn)行一個(gè)改造，分貝時(shí)更換濾袋、更換新的收塵器、現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行一個(gè)改造。對(duì)于三種方案的實(shí)際效果在上述已經(jīng)做了簡(jiǎn)單的分析，對(duì)于本文要想達(dá)到一個(gè)節(jié)能減排的目的，同時(shí)還需要注意成本，第三種方案是最為理想的。按照第三種方案進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，具體的與上述方案差不多，其中袋室變?yōu)楦?.5m，長(zhǎng)5.5m，保留1m 的凈高作為沉降空間。按照方案改造之后的氣箱脈沖型收塵器的基本情況為：其處理風(fēng)量為320000（m3·h-1），濾袋條數(shù)為3240（Φ130×3050），過濾面積為7274m2，總過濾風(fēng)速為 0.731（m·min-1），運(yùn)行阻力為小于1200Pa，入口含塵濃度小于1000（g·m-3）。結(jié)合兩者數(shù)據(jù)就可以查看到其變化以及改造結(jié)果，濾袋條數(shù)有了明顯的減少，過濾面積得到增加，還有就是運(yùn)行阻力，更是減少到1200Pa 以下。就一次來看，可以確定本次的改造是有效地，達(dá)到了低阻低排改造的目的。最終對(duì)于排放濃度進(jìn)行了一個(gè)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其實(shí)際排放濃度檢測(cè)值達(dá)到了6mg/nm3，相比較與改造目標(biāo)，完全符合標(biāo)準(zhǔn)，而卻還取得了較為理想的情況，實(shí)現(xiàn)低阻低排，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

本次分析，只是簡(jiǎn)單的分析了案例，主要是通過實(shí)際的數(shù)據(jù)進(jìn)行了一個(gè)說明，對(duì)該改造方案進(jìn)行了一個(gè)驗(yàn)證，充分確定了其有效性和結(jié)果。也充分的確定了可以對(duì)水泥磨系統(tǒng)主收塵器進(jìn)行改造，來達(dá)到低阻低排的要求，不僅可以節(jié)約成本，還能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

4 結(jié)束語

本文對(duì)于水泥磨系統(tǒng)主收塵器低阻低排改造的研究，是在一定理論基礎(chǔ)上，選擇脈沖袋式收塵器作為探究對(duì)象，通過闡述其在實(shí)際運(yùn)行中存在的問題，提出改造方案，并且對(duì)改造方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保其可信性。但是在實(shí)際的收塵器改造中，要想達(dá)到低阻低排的要求，還需要結(jié)合工廠實(shí)際水泥磨系統(tǒng)的運(yùn)行情況，結(jié)合其產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)做詳細(xì)的分析，設(shè)計(jì)出完美的方案，才能進(jìn)行實(shí)踐操作。本文的研究是結(jié)合已有的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，雖然研究層次不夠深入，希望可以為實(shí)踐提供理論基礎(chǔ)，也會(huì)在后續(xù)的工作中，加大研究力度。