0411-84754567

新聞中心

新聞資訊

袋除塵器改造提升技術探討

發布時間：2024-07-23

1　改造背景

某水泥公司建有兩條5?000 t/d水泥生產線，窯尾配置高溫長袋脈沖式除塵器，分別在2012年4月、5月投入生產運行。經過一段時間運行后，根據業主的反映，并通過現場調研，除塵器存在以下問題：

（1）窯尾除塵器系統阻力高，最大約1?800 Pa，提升改造后阻力仍然較高，高阻力增加了系統的能耗，同時制約了生產線的產量。

（2）濾袋破損導致設備的排放超標，無法滿足排放標準要求。

（3）除塵器的檢修門、上箱體等腐蝕嚴重，雖多次防腐處理，但效果不理想。

綜上，對窯尾袋除塵器進行改造勢在必行。

2　改造方案

2.1　改造方案比選

依據實際生產情況，以實現投資少、阻力小、排放濃度低等為目的，針對窯尾袋除塵器的改造思路有兩種方案。

1）方案一

保留除塵器進風口及非標管道，利用原有袋除塵器殼體進行改造，增加濾袋過濾面積。同時在除塵器內部增加慣性除塵裝置，采用新型的walk-in結構，能減少因設備漏風導致的結露；另一方面，通過前期捕捉降低粉塵的濃度從而減少除塵器的負荷，根本上降低設備的粉塵排放。另外，設備改造后，除塵器的阻力會下降400~500 Pa，可以降低風機的能耗。改造前后脈沖閥數量相同，壓縮空氣的耗量基本不變。

（1）保留原有袋除塵器的立柱、灰斗及相應的輸灰系統等部件，拆除原頂部凈氣室、提升閥箱及提升閥和雨棚等部件。

（2）增加一定的殼體高度，安裝新設計的噴吹單元、凈氣室的箱體、出風管道、閥門、樓梯欄桿等。濾袋規格由160×6?000更換為160×7?000，增加過濾面積。

（3）為了降低濾袋破損，在灰斗進風處增加導流裝置。

（4）保留原有袋除塵器的下殼體，對腐蝕嚴重的立柱及兩側壓型板進行局部補強。

方案一的優點：（1）降低系統漏風率，減少濾袋“糊袋”現象；（2）粉塵排放值≤10 mg/Nm3，爭取≤5 mg/Nm3；（3）結構流場更加流暢，進出口阻力降低較大，所需能耗降低明顯；（4）氣流均布裝置使設備內部流場更均勻；（5）改造后新增的除塵器與保留的原除塵器的整體載荷經校驗小于原土建基礎設計載荷，整體設計安全可靠，因此不需要額外進行土建施工。缺點：（1）投資相對稍大，設備新增部分總重約250 t（包括對內部腐蝕部分進行局部加固）；（2）拆除工作量較大，安裝工作量也大。

2）方案二

最大程度利用原有設備部件，保持現有的設備不動，將出氣口法蘭及其側端板拆除，并增加新的一跨距設備，需從地面安裝新的鋼立柱、灰斗、底梁、殼體及凈氣室等部件，連接原有的非標管道及輸灰系統（用下料器和閘板閥鎖風），與原設備保持一致的walk-on結構，同時需要對原除塵器的漏風部位進行修補。

方案二的優點：（1）投資相對稍小，設備新增部分總重約160 t（包括對內部腐蝕部分進行局部加固）；（2）拆除及安裝工作量小；（3）進出口阻力有明顯降低，達到要求；（4）粉塵排放值有明顯降低，達到要求。缺點：（1）因設備進行的局部改造，粉塵排放值及阻力等設備性能易受原設備影響；（2）局部改造后原設備的漏風率無法保證，系統阻力值降低較小；（3）涉及部分土建，施工相對煩瑣。

上述兩種方案均有優缺點，但在粉塵排放和阻力降低兩個方面改善都是很明顯的，方案一投資略大但改造后效果明顯，各項性能有保證；方案二改造的部分性能有保證，因關聯原設備，有不確定因素，且原設備部分部件腐蝕嚴重，運行的安全性和可靠性不如方案一。綜合考慮比較，采用方案一改造。原袋除塵器及改造后除塵器參數見表1。

表1　窯尾袋除塵器改造設計參數

2.2　殼體改造

對原袋除塵器拆除時發現原除塵器殼體立柱及其附近的殼體板腐蝕嚴重（見圖1）。為保證設備的安全使用，對腐蝕的殼體板進行貼板加強處理，同時對腐蝕變形的原殼體立柱進行加固補強。但是如果在殼體內部對腐蝕處進行補強，新增加的立柱距離布置的濾袋太近，增加了濾袋破損的風險，而且除塵器內部施工作業難度大，勢必會影響項目的工期。綜合考慮各方面因素決定采用在殼體外部進行補強的方案，將原殼體立柱附近處的保溫拆除，在原來立柱處增加型材，與原殼體立柱組成組合截面提高其設計強度。同時對與立柱連接處腐蝕嚴重的殼體板進行補強。在外部進行補強可以在點火以后除塵器整體保溫時進行，可以縮短施工周期。

圖1　原收塵器殼體腐蝕

設備采用walk-in結構（上箱體內換袋），在每個上箱體的上外側板上開設一個方形的雙層密封檢修門，避免了原頂部換袋結構漏風的風險，在檢查除塵器本體和收塵系統時將漏風量降到最低。

改造項目采用模塊化安裝，吊裝前提前對上箱體和噴吹箱進行預組裝，再將其整體吊裝到原設備殼體上，大大減少了吊車的起吊次數和工人高空作業施工焊接工作量，節約了安裝成本和安裝工期。

2.3　濾袋的比選

該廠窯尾煙氣溫度高，除塵器入口廢氣溫度為130~180 ℃，最高溫度可達到260 ℃，煙氣含塵濃度較高，在100 g/Nm3，且煙氣成分復雜，含有S、Cl、NH3等腐蝕性成分。因此濾料既要適應粉塵高效收集，也要能適應高溫環境，故選用了玻纖覆膜材質的濾袋，其具有以下特點：

（1）耐高溫，可在最高260 ℃的工況條件下長期使用，且尺寸穩定性良好。袋籠在受熱時會膨脹，減少濾袋與袋籠鋼絲之間的摩擦，起到保護濾袋的作用。

（2）過濾效率高。覆膜濾料主要是通過微孔聚四氟乙烯薄膜進行表面過濾。微米級的孔徑，具有極高的過濾效率。

（3）耐腐蝕性好。玻纖覆膜材質是在經過特殊表面處理的玻璃纖維基布上復合膨化微孔聚四氟乙烯薄膜制成的，其表面覆膜光滑，憎水透氣，化學穩定性好，具有較高的耐腐蝕性。

（4）由于表面膜聚四氟乙烯自潔、憎水的特性，覆膜濾料易清灰，同時濾料為表面過濾粉塵不會深入濾料內部。

（5）設備試運轉前濾袋需要噴涂預涂層.以免點火時的冷凝水使濾袋表面產生冷凝糊袋現象。

2.4　進風口管道改造

目前設備采用灰斗從下部進風的模式，粉塵從除塵器進風管向兩側袋室分風，考慮到進口會出現積灰的問題，每個袋室進口的風管與灰斗的夾角均在50°以上，而進口風速在10 m/s左右甚至更高，如此大的風速沿著進風管直接沖進袋室，在灰斗內部會出現一個“紊流”面，風的走向也會出現不規則的運動狀態，這種情況下就會出現灰斗內部及袋室的“二次揚塵”，同時局部濾袋也會出現沖刷現象，造成粉塵無法正常沉降，使得設備的阻力偏高，局部沖刷濾袋由于長時間的負荷不均勻，就會出現濾袋“發毛”，最后出現破損。

通過CFD流場分析，同時結合實際現場的具體情況，拆除了原灰斗進風閥，并在灰斗進風口及風道內增加合理的氣流均布裝置，改善了灰斗內氣流分布（見圖2）。圖2中灰斗入口的截面速度達到了10 m/s，而經過灰斗進風口處新增的導流裝置后，速度明顯下降到5 m/s左右。同時可以看出通過導流裝置后氣流分布得到改善，整體比較均勻地進入袋室內部，對袋室內的濾袋起到了保護作用。

圖2　灰斗內氣流速度流線分布

3　效果

改造后除塵器已在穩產運行中，各項指標均符合要求。從圖3、圖4數據可以看出改造后除塵器的運行阻力大概在700~800 Pa左右，粉塵排放濃度大概在8 mg/Nm3，效果優于原定的考核目標。表1的改造數據對比也有效驗證了設計方案的可靠性和優越性。本項目的成功運行，給之前投產的袋除塵器提供了技改方案，用最低成本完成二次改造，適應越來越嚴格的環境保護法規。