LY系列磚混結(jié)構(gòu)大布袋除塵技術(shù)的實(shí)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(rèn)同，它的收塵效果眾所周知。但由于機(jī)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(diǎn)，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(fèi)”三大問題所困擾，對(duì)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(dá)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(diǎn)時(shí)，水霧混合著高濃度的粉塵，沾積在布袋上，就會(huì)產(chǎn)生“糊袋”現(xiàn)象，布袋的透氣通道被封閉，窯內(nèi)煅燒時(shí)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(diǎn)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(duì)以鋼材為主要材料的除塵器侵蝕性極大.一臺(tái)Ф3×11m窯的收塵設(shè)備因腐蝕原因花費(fèi)的檢修費(fèi)用，一年就達(dá)15萬之巨；又由于礦化劑的作用，氟化物所形成的氫氟酸對(duì)常用的濾袋具有極強(qiáng)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(fèi)”就是投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。一臺(tái)Ф3.2×11m的機(jī)立窯，如果根據(jù)90000m /h煙氣排放量來設(shè)計(jì)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(yùn)行中需要提高煙氣進(jìn)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?jiǎng)恿ε渲?10kW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(yùn)行3～4年就徹底癱瘓，需要再次投資；再加上每年的維修費(fèi)和布袋費(fèi)用等,企業(yè)的負(fù)擔(dān)的確很重，有時(shí)感到喘不過氣。 二、尋求解決問題的出路 針對(duì)濕、蝕、費(fèi) 三大困擾問題，為了減輕企業(yè)的負(fù)擔(dān)，水泥機(jī)立窯需要尋求既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的環(huán)保技術(shù)，使它能貼近立窯煅燒工藝，增強(qiáng)與生產(chǎn)的親和力，進(jìn)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(fèi)用少、使用壽命長、運(yùn)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(shí)現(xiàn)。 我們通過數(shù)年的實(shí)踐，進(jìn)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(duì)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(yùn)行環(huán)境，首先可以節(jié)省綜合投資25萬元（對(duì)一臺(tái)三米窯而言）；其次是改善了運(yùn)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(jì)壓力。鋼結(jié)構(gòu)除塵器的自身?xiàng)l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?yàn)槠鋵?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(huì)讓熱量很快散發(fā)，而且具有較強(qiáng)的吸熱貯能作用。當(dāng)高溫?zé)煔饨?jīng)過除塵器時(shí)，墻體將熱量吸收并貯存起來，當(dāng)煙氣溫度低時(shí)又自動(dòng)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(duì)恒定性。為此，我們?cè)O(shè)定的下限溫度只需60℃。但是，這寶貴的15℃正是機(jī)立窯最受益的工況條件。 機(jī)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(duì)節(jié)能降耗有了基礎(chǔ)保證。 　　同時(shí)，由于采用磚混結(jié)構(gòu)，進(jìn)入除塵器的大量含塵水氣首先在除塵腔體內(nèi)進(jìn)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(duì)布袋的侵蝕。當(dāng)高溫?zé)煔膺M(jìn)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(gè)相對(duì)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(shí)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(duì)抗結(jié)露的功能，與立窯煅燒工藝有較強(qiáng)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(hù)費(fèi)用 　　機(jī)立窯煙氣對(duì)除塵器的腐蝕給水泥企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)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?yàn)樵O(shè)備大面積腐蝕，無法修補(bǔ)而被迫再次投資。因?yàn)楦g，企業(yè)每年花在設(shè)備大修和更換布袋上的費(fèi)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(qiáng)，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(tái)LY-磚混結(jié)構(gòu)除塵器，使用至今完好如初，運(yùn)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(fèi)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(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)當(dāng)然樂以接受。 四、與之匹配的技術(shù) 　　當(dāng)然，在機(jī)立窯上使用磚混結(jié)構(gòu)除塵器同樣會(huì)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(huì)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(huì)產(chǎn)生脫離現(xiàn)象。我們集多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(gè)堅(jiān)固的整體，能全方位地適應(yīng)工況變化而運(yùn)行自如，既發(fā)揮了拒腐蝕抗結(jié)露的優(yōu)勢(shì)，又排除了易開裂、會(huì)脫離的弊端。 五、提高技術(shù)檔次，做好節(jié)能降耗文章 　　一臺(tái)Ф3×11m機(jī)立窯配置的鋼結(jié)構(gòu)除塵器所設(shè)計(jì)的大引風(fēng)機(jī)，其動(dòng)力一般在90kW以上，有的還配置110kW電機(jī)。而LY型除塵器僅配置55kW的主風(fēng)機(jī)，能耗只有前者的一半，而且運(yùn)行中窯面通風(fēng)良好，經(jīng)常保持300～400Pa的負(fù)壓。其根本原因是運(yùn)行過程中整體阻力小。 1. 采用無動(dòng)力“風(fēng)共振”的一級(jí)清灰手段 　　實(shí)現(xiàn)節(jié)能首先應(yīng)確保運(yùn)行阻力低。LY-磚混結(jié)構(gòu)大布袋除塵器的設(shè)計(jì)阻力，一般都在1200Pa，但隨著設(shè)備的運(yùn)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(jī)全壓時(shí)，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(shí)會(huì)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(shí)定阻實(shí)施清灰。而LY型除塵器在設(shè)計(jì)上采取無動(dòng)力“風(fēng)共振”一級(jí)清灰和輔助定時(shí)定阻反吹清灰二級(jí)清灰。在特定的工作環(huán)境中，粉塵會(huì)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(yùn)行，而電機(jī)僅配55kW，電流一直保持在85～90A的水平。 2. 實(shí)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(duì)煙氣進(jìn)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(yùn)行。當(dāng)窯面明火時(shí)（如塌窯、偏火、返火），PC機(jī)指令風(fēng)機(jī)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(shí)，自行關(guān)閉進(jìn)氣閥門，煙氣從旁路聯(lián)鎖閥臨時(shí)排空。如低于設(shè)定溫度時(shí)，PC機(jī)指令立窯鼓風(fēng)機(jī)加大風(fēng)壓“提起底火”，同時(shí)除塵器引風(fēng)機(jī)加大風(fēng)壓“把火拔起”，雙管齊下，上下貫通，同時(shí)調(diào)整，下降的煙氣溫度會(huì)及時(shí)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(jìn)入除塵器的煙氣溫度設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。 3. 運(yùn)用傳感技術(shù)采集工況信息 　　立窯煅燒過程中時(shí)常會(huì)發(fā)生突發(fā)情況，需要及時(shí)、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(huì)令人擔(dān)心。因此，我們一開始就采用了先進(jìn)的傳感技術(shù)，窯面煙氣的真實(shí)情況可以幾乎同步地反映到電腦上，電腦立刻及時(shí)正確處理，使除塵器的安全運(yùn)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(duì)設(shè)備安全運(yùn)行確實(shí)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(jià)后，對(duì)它的認(rèn)識(shí)就更加深刻了。 浙江蘭溪六洞山水泥廠，四臺(tái)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(tái)是在原先鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行的LY核心技術(shù)改造。其改造效果如下。 1. 從動(dòng)力消耗上算一筆經(jīng)濟(jì)帳 　　每天單臺(tái)節(jié)省電耗55×24=1320kW，4臺(tái)節(jié)省電耗4×1320kW= 5280kW，折合費(fèi)用2500元；全年按運(yùn)行300天計(jì)，共節(jié)省電費(fèi)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(jì)帳 　　原來每臺(tái)每年平均花費(fèi)50萬元，現(xiàn)在基本上得到解決。從倉庫的臺(tái)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(fèi)用。 　　事實(shí)證明，實(shí)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(qiáng)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(jià)比優(yōu)勢(shì)”，已經(jīng)成為我們堅(jiān)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€(gè)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(fèi)用低以及安全可靠的效果。 摘自《水泥生產(chǎn)力》2005年第1期