濾袋除塵器技術(shù)改造

目前，袋除塵器在水泥工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，有些袋除塵器由于結(jié)構(gòu)和清灰控制等方面的原因，在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)問題，從而影響了整個(gè)水泥工藝系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本文以新疆某水泥廠窯尾袋除塵器為例，針對(duì)其經(jīng)常出現(xiàn)濾袋底部破損、運(yùn)行阻力高等問題，從袋除塵器結(jié)構(gòu)及其他方面進(jìn)行原因分析，并對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改造。

1　存在的問題
　　新疆某水泥廠2500t/d生產(chǎn)線窯尾除塵設(shè)備采用的是袋除塵器，該設(shè)備的規(guī)格及技術(shù)參數(shù)見表1。

自投入運(yùn)行5個(gè)月左右，該袋除塵器開始出現(xiàn)大量的濾袋破損情況，并且破損的部位在濾袋底部（見圖1）；同時(shí)，運(yùn)行一段時(shí)間后阻力明顯偏高，嚴(yán)重影響了窯尾工藝生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。業(yè)主以為原來的濾袋質(zhì)量不好，又重新更換了一批濾袋，但是袋除塵器運(yùn)行不久就又出現(xiàn)了相同的問題。

2　原因分析
2.1　濾袋底部破損原因分析
　　通過翻閱圖紙資料和現(xiàn)場(chǎng)查看得知，窯尾袋除塵器進(jìn)氣方式采用的是灰斗進(jìn)氣，即下進(jìn)氣方式（見圖2）。當(dāng)含有灰塵的煙氣從除塵器煙道通過進(jìn)氣口閥門進(jìn)入灰斗后，氣流在濾袋間向上運(yùn)動(dòng)，通過濾袋的過濾作用，灰塵吸附在濾袋外表面，過濾后的干凈氣體通過凈氣室、出氣口閥門等排放到大氣中。

由于袋除塵器采用下進(jìn)氣方式，氣流是從濾袋底部向上運(yùn)動(dòng)的，含有灰塵的煙氣會(huì)不停地沖刷底部，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)造成濾袋袋底破損。另外，由于煙氣從濾袋底部向上運(yùn)動(dòng)，濾袋的底部、中部和上部過濾速度會(huì)不一樣，并且煙氣中粉塵顆粒粗細(xì)有一定分布范圍，在重力作用下會(huì)使大部分粗顆粒沉積在濾袋下部而細(xì)顆粒沉積在濾袋上部[1]（見圖3），從而造成濾袋下部粉塵負(fù)荷較大，再加上氣流的不均勻，濾袋會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，造成濾袋間相互摩擦，從而造成濾袋袋底裙部磨損，見圖1。

2.2　袋除塵器運(yùn)行阻力偏高原因分析
　　袋除塵器運(yùn)行阻力主要由機(jī)械阻力和濾袋阻力構(gòu)成[2]。機(jī)械阻力主要取決于除塵器本身的結(jié)構(gòu)[3]，濾袋阻力主要取決于濾袋本身的材質(zhì)和濾袋的清灰效果。除塵器正常運(yùn)行時(shí)的阻力一般在800~1200Pa的范圍內(nèi)，在濾袋使用壽命后期，運(yùn)行阻力會(huì)有所增加，基本穩(wěn)定在1500Pa左右。由于袋除塵器前期運(yùn)行時(shí)阻力為1000Pa，基本正常，運(yùn)行幾個(gè)月后阻力才上升到1800Pa，所以基本可以排除袋除塵器結(jié)構(gòu)方面和濾袋材質(zhì)方面的原因。通過用U型壓力計(jì)檢測(cè)袋除塵器花板上、下的壓力差值（即煙氣通過濾袋前后的壓力差）發(fā)現(xiàn)，這個(gè)壓力值在濾袋清灰前后變化不大，基本上判定袋除塵器運(yùn)行阻力偏高是由于濾袋清灰效果不好造成的。
2.3　脈沖閥噴吹效果不好的原因分析
　　通過現(xiàn)場(chǎng)檢查及分析發(fā)現(xiàn)，濾袋清灰效果不好可能是因?yàn)槊}沖閥噴吹次序不正確、噴吹周期過短及氣路系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等原因造成的。
　　因?yàn)?，在現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，許多個(gè)分氣箱中氣體壓力非常小，只有0.1MPa左右，根本不能滿足脈沖閥正常工作時(shí)所需要的壓力要求0.3~0.5MPa。袋除塵器共有10個(gè)室，凈氣室是雙閥結(jié)構(gòu)，即每排噴吹管兩端有2個(gè)脈沖閥，每個(gè)凈氣室共有11排22個(gè)閥。噴吹時(shí)，每排的2個(gè)脈沖閥一起噴吹，并且相鄰2排脈沖閥也一起噴吹，每次噴吹時(shí)共有4個(gè)脈沖閥一起工作。這樣的噴吹次序顯然是不合理的，因?yàn)槊看?個(gè)脈沖閥一起工作，耗氣量是非常大的，當(dāng)脈沖閥動(dòng)作后，分氣箱壓力下降非常大（一般不應(yīng)大于0.1MPa），并且在第二組脈沖閥動(dòng)作前，不能恢復(fù)到正常壓力設(shè)定值；同時(shí)，通過計(jì)算得知，所有脈沖閥工作一個(gè)循環(huán)所需的合理時(shí)間（即噴吹周期）是45~60min，而實(shí)際上脈沖閥的噴吹周期只有10min左右，明顯太短。再加上氣路系統(tǒng)的主供氣管路直徑是Φ89mm，有點(diǎn)偏小，導(dǎo)致氣路系統(tǒng)在10min的噴吹周期內(nèi)不能及時(shí)向每個(gè)分氣箱中補(bǔ)充損耗的氣量，使分氣箱中氣體壓力不能及時(shí)恢復(fù)到設(shè)定值，脈沖閥不能正常工作，*終導(dǎo)致濾袋清灰效果不好，袋除塵器運(yùn)行阻力偏高。 
　　另外，上文中提到，由于除塵器采用的下進(jìn)氣方式，濾袋下部粉塵負(fù)荷較大，上部粉塵負(fù)荷?。ㄒ妶D3）。由脈沖清灰原理可知，吸附在濾料表面的粉塵層粗細(xì)顆粒越均勻，則透氣性能和清灰效果越好，顯然圖3所示灰塵的分布是一種缺陷，而且濾袋越長(zhǎng)這種缺陷越大[1]。同時(shí)，由于清灰時(shí)灰塵的沉降方向與氣流方向相反，很容易引起灰塵的二次吸附。所以，除塵器采用下進(jìn)氣方式也是濾袋清灰效果不好的原因之一。
3　改造方案
　　為了徹底解決袋除塵器濾袋袋底破損、運(yùn)行阻力偏高等問題，需要從殼體結(jié)構(gòu)、氣路系統(tǒng)和清灰控制等三個(gè)方面對(duì)原來的袋除塵器進(jìn)行改造。
3.1　殼體結(jié)構(gòu)和氣路系統(tǒng)方面
　　把袋除塵器的進(jìn)氣方式改為側(cè)進(jìn)氣方式（見圖4），煙氣從濾袋的側(cè)面進(jìn)入袋室，可以避免含有灰塵的氣流不停沖刷濾袋底部，從而解決了濾袋袋底破損的問題；同時(shí)，由于側(cè)進(jìn)氣方式可以使濾袋表面的過濾速度和粉塵顆粒分布更均勻，解決了因?yàn)V袋底部灰塵負(fù)荷大而導(dǎo)致濾袋袋底裙部破損的問題；并且，由于濾袋表面的粉塵顆粒分布均勻，清灰效果也更好；煙氣從側(cè)面進(jìn)入袋室后，會(huì)繼續(xù)向?yàn)V袋下部運(yùn)動(dòng)，這樣，煙氣的流動(dòng)方向與粉塵的沉降方向一致，從而大大減少了清灰過程中灰塵的二次吸附。

殼體及氣路系統(tǒng)的具體改造措施如下：
　　1）將靠近煙道兩邊的濾袋抽掉3排，見圖5中虛線區(qū)域，與袋室內(nèi)側(cè)板留出一定空間（見圖4），然后把花板孔用鋼板進(jìn)行密封，防止花板上、下面漏氣；與這3排濾袋相對(duì)應(yīng)的噴吹管的3排噴吹孔也要進(jìn)行封堵。

4）拆除原袋除塵器的進(jìn)氣閥門和出氣閥門（提升閥），減少除塵器本體結(jié)構(gòu)的機(jī)械阻力。
　　5）將氣路系統(tǒng)的主供氣管道的直徑由Φ89mm加大到Φ114mm，加大氣路系統(tǒng)向每個(gè)分氣箱的供氣能力。
3.2　脈沖閥清灰控制方面
　　1）調(diào)整脈沖閥的噴吹次序。噴吹時(shí)，讓凈氣室每排的2個(gè)脈沖閥一起噴吹，每排之間的噴吹順序設(shè)定為：1-4-7-10-2-5-8-11-3-6-9，保證每次只有2個(gè)脈沖閥同時(shí)工作，使分氣箱壓力值在每次脈沖閥動(dòng)作后下降不超過0.1MPa，在第二組脈沖閥動(dòng)作前能很快恢復(fù)到設(shè)定壓力值。
　　2）讓煙道左右兩邊凈氣室（見圖5）清灰順序設(shè)定為：A1-B5-A2-B4-A3-B3-A4-B2-A5-B1，交替跳躍進(jìn)行，這樣可以保證左右兩個(gè)主供氣管路的供氣是平衡的。
　　3）將脈沖閥的清灰周期暫時(shí)調(diào)整到60min左右，然后根據(jù)除塵器運(yùn)行時(shí)的阻力變化情況進(jìn)一步調(diào)整，直至調(diào)整到合理的清灰周期。
　　4）將離線清灰改為在線清灰。
　　經(jīng)過以上改造，袋除塵器的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)有了很大的變化（見表1）。
　　從表1可以看出，改造后袋除塵器濾袋的數(shù)量為2310條，比改造前減少了330條。雖然改造后的過濾風(fēng)速為0.98m/min，但由于清灰方式改為在線清灰，沒有了凈過濾風(fēng)速和毛過濾風(fēng)速之分，與改造前的凈過濾風(fēng)速相差不大，因此并不影響除塵器的正常工作運(yùn)行。
4　改造效果
　　袋除塵器改造完成后，將濾袋全部更新。袋除塵器投入生產(chǎn)正常運(yùn)行后，其運(yùn)行阻力基本穩(wěn)定在1100Pa左右，脈沖閥動(dòng)作后分氣箱壓力能夠很快恢復(fù)到設(shè)定壓力值。運(yùn)行5個(gè)月后，抽取檢查部分濾袋，沒有發(fā)現(xiàn)濾袋破損的情況。
　　目前，這臺(tái)改造的袋除塵器已經(jīng)正常運(yùn)行了2年的時(shí)間，期間沒有再出現(xiàn)過濾袋袋底破損和運(yùn)行阻力偏高的問題，達(dá)到了預(yù)期效果。