LY系列磚混結(jié)構(gòu)大布袋除塵技術(shù)的實踐與探索

一、困擾收塵的三大問題 　　采用過濾原理的袋式收塵器在水泥行業(yè)中已經(jīng)得到廣泛認同，它的收塵效果眾所周知。但由于機立窯采用濕法成球、深暗火煅燒、大風(fēng)大料的特殊工藝，基本上都存在著“煙氣濕度大，排放溫度低，含塵濃度高、腐蝕性氣體、溫差變化大”等難點，因此，給袋除塵器的應(yīng)用帶來了一定的困難。水泥企業(yè)特別為“濕、蝕、費”三大問題所困擾，對使用布袋收塵器存有懼怕心理。 　　“濕”首當(dāng)其沖。通常預(yù)加水成球水分含量達到12%左右，在煅燒過程中又要將水分從煙氣中排出。當(dāng)煙氣排放溫度低于露點時，水霧混合著高濃度的粉塵，沾積在布袋上，就會產(chǎn)生“糊袋”現(xiàn)象，布袋的透氣通道被封閉，窯內(nèi)煅燒時的煙氣無法排出，導(dǎo)致窯內(nèi)通風(fēng)不暢，窯就無法正常煅燒。除塵器的通風(fēng)性能被“結(jié)露”破壞了。 　　“蝕”是嚴(yán)重妨礙除塵器正常使用的難點之二。煙氣中有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、Na2O、K2O、CO2、CO、N2等化學(xué)成分。由于深暗火煅燒，使得煙氣濕度大且熱工制度不穩(wěn)定，帶酸性物質(zhì)長期附著在除塵器本體和各路管道上，對以鋼材為主要材料的除塵器侵蝕性極大.一臺Ф3×11m窯的收塵設(shè)備因腐蝕原因花費的檢修費用，一年就達15萬之巨；又由于礦化劑的作用，氟化物所形成的氫氟酸對常用的濾袋具有極強腐蝕性，如管理不好，一年需要更換三、四次布袋，耗資也近15萬元。 　　“費”就是投資大，運行費用高。一臺Ф3.2×11m的機立窯，如果根據(jù)90000m /h煙氣排放量來設(shè)計除塵器的容量，反吹風(fēng)結(jié)構(gòu)除塵器通常一次性綜合投資需75萬元左右；為了防止結(jié)露，運行中需要提高煙氣進口溫度，煤耗要增加100大卡左右的熱量。為克服布袋結(jié)灰阻力增加，主要動力配置110kW甚至更高；每噸熟料起碼要增加6度電耗；由于腐蝕問題，設(shè)備運行3～4年就徹底癱瘓，需要再次投資；再加上每年的維修費和布袋費用等,企業(yè)的負擔(dān)的確很重，有時感到喘不過氣。 二、尋求解決問題的出路 針對濕、蝕、費 三大困擾問題，為了減輕企業(yè)的負擔(dān)，水泥機立窯需要尋求既經(jīng)濟又實用的環(huán)保技術(shù)，使它能貼近立窯煅燒工藝，增強與生產(chǎn)的親和力，進而提高節(jié)能降耗的技術(shù)檔次，最終成為水泥立窯環(huán)保的密切朋友。為了探索投入費用少、使用壽命長、運行成本低、安全又穩(wěn)定的環(huán)保技術(shù)，我們常年立足于應(yīng)用，貼近工藝，通過大量的綜合技術(shù)改造使上述目標(biāo)一一得以實現(xiàn)。 我們通過數(shù)年的實踐，進行了大量的研究與探索。逐步完善和提升了LY系列磚混結(jié)構(gòu)大布袋除塵器技術(shù)（國家專利名稱是抗結(jié)露共振袋式除塵器）對多方面的適應(yīng)能力，大大提高了節(jié)能降耗的技術(shù)檔次。 三、研究與探索 1. 設(shè)備殼體材料的選擇 　　磚混結(jié)構(gòu)替代鋼結(jié)構(gòu)，從本質(zhì)上改變了材料結(jié)構(gòu)及除塵器的運行環(huán)境，首先可以節(jié)省綜合投資25萬元（對一臺三米窯而言）；其次是改善了運行環(huán)境，貼近立窯的煅燒工藝，極大地降低了企業(yè)因使用除塵器而增加的經(jīng)濟壓力。鋼結(jié)構(gòu)除塵器的自身條件決定受理的煙氣溫度普遍要高（下限溫度控制在75℃左右）。因為其導(dǎo)熱系數(shù)高，部分熱量被快速散發(fā)，雖然用了較多的保溫材料也難以遏止。而磚混結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)低，不僅不會讓熱量很快散發(fā)，而且具有較強的吸熱貯能作用。當(dāng)高溫?zé)煔饨?jīng)過除塵器時，墻體將熱量吸收并貯存起來，當(dāng)煙氣溫度低時又自動地釋放出來，使除塵工作腔體的溫度得到適度調(diào)劑，形成相對恒定性。為此，我們設(shè)定的下限溫度只需60℃。但是，這寶貴的15℃正是機立窯最受益的工況條件。 機立窯不必大幅度改變煅燒工藝，配熱也不需較大的增加，基本貼近了原先的煅燒工藝，讓窯工師傅們一開始在感情上就接受了除塵器，對節(jié)能降耗有了基礎(chǔ)保證。 　　同時，由于采用磚混結(jié)構(gòu)，進入除塵器的大量含塵水氣首先在除塵腔體內(nèi)進行氣固分離，凈化的氣體一部分在除塵腔體內(nèi)氣化后被排空，一部分被墻體所吸收，這樣就減少了對布袋的侵蝕。當(dāng)高溫?zé)煔膺M入除塵器腔體內(nèi)，使水氣快速氣化排空，墻體貯存的水分子又被釋出，周而復(fù)始，使腔體內(nèi)有個相對恒定的溫度與濕度，減小了布袋結(jié)露的可能性，保證了除塵工作的阻力系數(shù)。 　　實踐證明磚混結(jié)構(gòu)具有極其優(yōu)良的保溫性能和吸濕功能，以及對抗結(jié)露的功能，與立窯煅燒工藝有較強的親和力。 2. 磚混結(jié)構(gòu)一次投資、終生受益，大幅度降低維護費用 　　機立窯煙氣對除塵器的腐蝕給水泥企業(yè)造成很大的經(jīng)濟壓力。近幾年來，有的企業(yè)重復(fù)投資三、四次之多。一部分是因環(huán)保要求提高而更新?lián)Q代；但多數(shù)是因為設(shè)備大面積腐蝕，無法修補而被迫再次投資。因為腐蝕，企業(yè)每年花在設(shè)備大修和更換布袋上的費用也比較大，年平均要耗資30萬元左右。采用磚混結(jié)構(gòu)從根本上緩解了這方面的壓力，因其抗腐蝕能力強，可做到一次投資，終身受益。1999年和2000年建成投入使用的十幾臺LY-磚混結(jié)構(gòu)除塵器，使用至今完好如初，運行正常。四、五年來除少量因引入管道而作適度維修外，設(shè)備本體的維修費用幾乎是零。由于有較好的吸濕功能，水氣無法滯留在腔內(nèi)，收集的粉塵是干的，有的連花板上的防腐材料還清晰可見。這就大大減少了使用其他結(jié)構(gòu)布袋收塵器所帶來的重復(fù)投資和高額維護的風(fēng)險，企業(yè)當(dāng)然樂以接受。 四、與之匹配的技術(shù) 　　當(dāng)然，在機立窯上使用磚混結(jié)構(gòu)除塵器同樣會有兩大技術(shù)問題。一是多變的工況、無規(guī)則的熱脹冷縮會使墻體開裂；二是本體上大量預(yù)埋件與磚混結(jié)構(gòu)結(jié)合，其膨脹系數(shù)差異和接受差異都會產(chǎn)生脫離現(xiàn)象。我們集多年實踐經(jīng)驗，在LY型除塵器上逐步創(chuàng)造了“統(tǒng)一表面張力”和“整體應(yīng)力平衡”兩大工藝手段，使除塵器成為一個堅固的整體，能全方位地適應(yīng)工況變化而運行自如，既發(fā)揮了拒腐蝕抗結(jié)露的優(yōu)勢，又排除了易開裂、會脫離的弊端。 五、提高技術(shù)檔次，做好節(jié)能降耗文章 　　一臺Ф3×11m機立窯配置的鋼結(jié)構(gòu)除塵器所設(shè)計的大引風(fēng)機，其動力一般在90kW以上，有的還配置110kW電機。而LY型除塵器僅配置55kW的主風(fēng)機，能耗只有前者的一半，而且運行中窯面通風(fēng)良好，經(jīng)常保持300～400Pa的負壓。其根本原因是運行過程中整體阻力小。 1. 采用無動力“風(fēng)共振”的一級清灰手段 　　實現(xiàn)節(jié)能首先應(yīng)確保運行阻力低。LY-磚混結(jié)構(gòu)大布袋除塵器的設(shè)計阻力，一般都在1200Pa，但隨著設(shè)備的運行，粉塵在布袋上逐步增厚， 阻力也相應(yīng)增加。當(dāng)阻力接近引風(fēng)機全壓時，氣流從布袋上很難通過，煅燒產(chǎn)生的煙氣被迫大量從窯面溢出，窯面倒煙，嚴(yán)重時會使窯工中毒。因此，布袋的清灰功能是除塵器關(guān)鍵技術(shù)之一。目前廣泛采用的是反吹風(fēng)和脈沖二大類，定時定阻實施清灰。而LY型除塵器在設(shè)計上采取無動力“風(fēng)共振”一級清灰和輔助定時定阻反吹清灰二級清灰。在特定的工作環(huán)境中，粉塵會從布袋上連續(xù)不斷地脫落下來，使設(shè)備整體阻力保持在2200Pa以下，確保窯面通風(fēng)良好，又使除塵器能穩(wěn)定運行，而電機僅配55kW，電流一直保持在85～90A的水平。 2. 實施煙氣調(diào)質(zhì)，讓除塵器接受優(yōu)良煙氣 　　LY磚混結(jié)構(gòu)大布袋除塵器設(shè)定的煙氣工作溫度為60～200℃。但立窯煅燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)常突破這一范圍。低于它要“糊袋”，高于它要“燒袋”。只有對煙氣進行調(diào)質(zhì)處理，把非規(guī)范煙氣調(diào)教整到規(guī)范煙氣，除塵器才能安全穩(wěn)定地運行。當(dāng)窯面明火時（如塌窯、偏火、返火），PC機指令風(fēng)機打開調(diào)風(fēng)閥引入定量冷風(fēng)，緩解高溫?zé)煔?；若意外出現(xiàn)超高溫時，自行關(guān)閉進氣閥門，煙氣從旁路聯(lián)鎖閥臨時排空。如低于設(shè)定溫度時，PC機指令立窯鼓風(fēng)機加大風(fēng)壓“提起底火”，同時除塵器引風(fēng)機加大風(fēng)壓“把火拔起”，雙管齊下，上下貫通，同時調(diào)整，下降的煙氣溫度會及時回升。加上反吹用風(fēng)也從凈氣管中引入具有一定溫度的氣體，促使所有進入除塵器的煙氣溫度設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。 3. 運用傳感技術(shù)采集工況信息 　　立窯煅燒過程中時常會發(fā)生突發(fā)情況，需要及時、準(zhǔn)確、無誤地采集瞬間的概況信息。如果信息采集滯后，布袋的安全性就會令人擔(dān)心。因此，我們一開始就采用了先進的傳感技術(shù)，窯面煙氣的真實情況可以幾乎同步地反映到電腦上，電腦立刻及時正確處理，使除塵器的安全運行得到保證。LY除塵器的200多家用戶，五、六年來沒有出現(xiàn)一次“燒袋”事故。高靈敏度的控制系統(tǒng)對設(shè)備安全運行確實起到了保障作用。 六、應(yīng)用情況 　　浙江蘭溪大部分水泥廠、浙江諸幾水泥廠全部采用LY型除塵器，測試排放濃度均在20mg/N m 左右。這種形式的除塵器在浙江的水泥廠家喻戶曉，特別是付出許多沉重代價后，對它的認識就更加深刻了。 浙江蘭溪六洞山水泥廠，四臺年產(chǎn)60萬噸水泥的φ3.2×11m窯全部采用LY大布袋除塵技術(shù)。其中二臺是在原先鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行的LY核心技術(shù)改造。其改造效果如下。 1. 從動力消耗上算一筆經(jīng)濟帳 　　每天單臺節(jié)省電耗55×24=1320kW，4臺節(jié)省電耗4×1320kW= 5280kW，折合費用2500元；全年按運行300天計，共節(jié)省電費2500×300=750000元。 2. 在設(shè)備大修、更新?lián)Q代、布袋損耗、增加配熱算第二筆經(jīng)濟帳 　　原來每臺每年平均花費50萬元，現(xiàn)在基本上得到解決。從倉庫的臺帳記錄上可以看到，幾年來，LY-除塵器的使用已經(jīng)為該企業(yè)節(jié)省了1000萬元的上述各種費用。 　　事實證明，實用的環(huán)保技術(shù)可以為企業(yè)節(jié)省很多開支，降低生產(chǎn)成本，提高市場的競爭能力。 　　 “貼近立窯煅燒工藝，增強它的親和力，提升環(huán)保節(jié)能降耗的技術(shù)檔次，突出LY-除塵器性價比優(yōu)勢”，已經(jīng)成為我們堅定不移的技術(shù)發(fā)展方向。數(shù)年來，LY-除塵器已在浙江、江蘇、江西、河南、河北、湖南、湖北、黑龍江、遼寧、甘肅、青海、陜西、福建、山東、山西、四川、?？诘榷鄠€省市200多家水泥廠得到廣泛使用，都取得了投資省、標(biāo)準(zhǔn)高、容量大、拒腐蝕、抗結(jié)露、費用低以及安全可靠的效果。 摘自《水泥生產(chǎn)力》2005年第1期