水泥窯頭電收塵器升級改造的技術(shù)路線

  根據(jù)《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4915-2013）要求，現(xiàn)有企業(yè)自2015年7月1日起窯頭窯尾的粉塵排放濃度限值為30mg/m³，早期設(shè)計電收塵器已不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。海螺集團(tuán)圍繞電收塵器運行特點，對電收塵器的電改電、電改袋、電袋復(fù)合等技改方案進(jìn)行調(diào)研論證，組織分析研討，將三相電源改造作為電收塵器重點技改方案之一?，F(xiàn)將海螺集團(tuán)窯頭電收塵器升級改造技術(shù)路線及實施效果介紹如下：

電收塵器結(jié)構(gòu)圖

  一、電收塵器性能影響因素

  電收塵器的性能除了與結(jié)構(gòu)有關(guān)外，在很大程度上受煙塵性能和操作條件的影響，下面就粉塵特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能、電氣控制系統(tǒng)等方面進(jìn)行淺顯的論述：

  1.比電阻:當(dāng)電收塵電阻在104Ω·cm以下時，帶電粉塵在到達(dá)極板的瞬間就被中和，甚至帶上正電荷，很容易脫離極板而重新進(jìn)入氣流中，從而大大降低電收塵器效率；當(dāng)比電阻在1011Ω·cm以上，粉塵吸附到極板時，其所帶電荷很難中和，逐漸在極板上形成 “反電暈”。

  如下圖所示，粉塵的比電阻值在104~1011Ω·cm范圍內(nèi)時，收塵效率高，不易出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象，屬于電收塵器運行最理想的比電阻區(qū)域。

粉塵比電阻與收塵效率關(guān)系

  2.粉塵濃度:為了防止電暈封閉現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)當(dāng)限制進(jìn)入電收塵器煙氣的含塵濃度，水泥廠一般要求進(jìn)入電收塵器氣體的含塵濃度不超過60g/m³。當(dāng)煙氣的含量高于規(guī)定值時，電暈電流亦將減小到零，產(chǎn)生電暈封閉，此時氣體凈化效果顯著惡化。

  3.氣體速度：電場風(fēng)速大，致使含塵氣體在電場停留時間短，部分粉塵還未到達(dá)極板，就被氣流帶出電收塵器；已經(jīng)收集到極板的粉塵在振落時被高速氣流重新帶入氣流。因此，氣體速度大，易造成二次揚塵,導(dǎo)致收塵效率下降。

  4.極間距：極板排是一正一反安裝，極線對應(yīng)極板凹槽，相鄰兩個極板采用0.4~0.45m的極間距可獲得最佳的效果。窯頭極絲極板因安裝不規(guī)范、高溫、振打等原因?qū)е聝蓸O間距局部變小，影響電場電壓的升高，嚴(yán)重時整個電場都升不上電壓，電除塵器收塵效果惡化。

  5.漏風(fēng)：電收塵器漏風(fēng)，降低收塵器內(nèi)氣體的溫度，有可能產(chǎn)生結(jié)露，尤其是在氣溫低的冬季；漏風(fēng)還使已沉降的粉塵再次被卷入氣流中，造成嚴(yán)重的二次揚塵，導(dǎo)致收塵效率降低。所以電收塵器在設(shè)計和安裝使用時要保證良好密閉性，各聯(lián)接處均應(yīng)采取連續(xù)焊接，以減少漏風(fēng)的影響。

  6.供電電源：供電電源對電收塵器的驅(qū)進(jìn)速度和二次電流電壓起主導(dǎo)作用，根據(jù)電收塵效率多依奇-安德森公式，驅(qū)進(jìn)速度、二次電流、二次電壓與收塵效率成正比關(guān)系。前期水泥窯頭電收塵器配套的電源大部分為普通工頻可控硅電源，獲得驅(qū)進(jìn)速度、二次電流、電壓偏低。

  二、窯頭電收塵器不能滿足新排放要求的原因分析：

  1.早期窯頭配套電收塵器為單相電源及控制系統(tǒng)，余熱發(fā)電投入使用后，粉塵的比電阻屬于高比電阻性質(zhì)，導(dǎo)致電收塵器驅(qū)進(jìn)速度、可控硅電源效能較低,二次電流電壓偏低。

  2.原設(shè)計電收塵器大部分為三電場，規(guī)格偏小。

  3.電收塵器使用時間普遍較長，存在極絲斷裂、極絲框架松動、極板變形、系統(tǒng)漏風(fēng)、振打傳動失效等問題，需要進(jìn)行大修。

  4.工藝管道布置不合理造成電收塵器的進(jìn)風(fēng)不均，導(dǎo)致收塵效果不佳。

  以上四點是造成目前電收塵器不能滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)的原因，其中第一、二點是主要原因。

  三、窯頭電收塵器技改技術(shù)路線探討：

  2014年以來，海螺集團(tuán)根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)要求，圍繞水泥窯電收塵器應(yīng)用特點，與上?？鲁恰⒒葜菽洗?、中材環(huán)保等環(huán)?？蒲袉挝谎杏懻撟C電收塵器技改方案，解決目前電收塵器不能滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)的問題，主要技改方案為更換高效電源、增加電場、電改袋。

  四、窯頭電收塵器技改技術(shù)路線的確定：

  海螺集團(tuán)安排相關(guān)專業(yè)部室對電改電、電改袋、電袋復(fù)合等幾種電收塵器技改方案進(jìn)行摸底和對國內(nèi)水泥企業(yè)的電收塵器技改項目進(jìn)行實地調(diào)研。經(jīng)調(diào)研分析：大部分公司窯頭部位預(yù)留空間較小，增加電場的方案不適合全面推廣；因余熱發(fā)電甩爐時窯頭入收塵器的煙溫較高，且大型袋收塵器在使用過程中存在不少缺點；增加電場、電改袋施工工期較長、投資較高。海螺集團(tuán)綜合考慮以上因素，決定將原有單相供電系統(tǒng)改造為三相供電系統(tǒng)作為海螺集團(tuán)窯頭電收塵器升級改造重要路線。升級改造主要內(nèi)容如下：

  1.子公司內(nèi)部組織對電收塵器的極板、極絲、振打、漏風(fēng)等問題進(jìn)行維修處理，確?；謴?fù)電收塵器正常運行狀態(tài)。

  2.將電收塵器頂部單相的整流更換為三相變壓器，加大額定輸出容量，將原先的單相72KV/1000mA提升為三相80KV/1200mA。

  3.將高壓電控柜換為三相高壓電控系統(tǒng)控制柜。

  4.從電控柜到三相變壓器之間直接使用原有電纜和備用電纜即可，由于三相輸入電流較小，不用另行更換動力電纜，如果原設(shè)備沒有備用電纜，只需增加一根電纜即可。

  5.二次側(cè)信號線重新放線，使用雙絞屏蔽電纜。

  6.保留原有低壓振打加熱柜。

  五、窯頭電收塵器技改技術(shù)路線的特點：

  新型三相系統(tǒng)主回路是由三相可控硅構(gòu)成的三相移相調(diào)壓電路，高壓硅整流變壓器也是三相輸入、三相輸出、三相整流成一路直流高壓接入電收塵器，與傳統(tǒng)單相系統(tǒng)相比，三相電源能向電場輸出接近純直流波（波紋系數(shù)<1.05）的二次電壓，平均電壓幾乎等于峰值電壓，與傳統(tǒng)單相電源相比二次平均電壓提高25~30%，從而有效地提高粉塵的荷電能力，可使電場粉塵排放濃度減少50%左右。

  六、窯頭電收塵器技改技術(shù)路線的效果評估：

  自2014年7月宣城海螺窯尾電收塵器三相電源系統(tǒng)改造示范項目成功之后，海螺集團(tuán)將三相電源系統(tǒng)改造技術(shù)推廣應(yīng)用到窯頭電收塵器，目前海螺集團(tuán)已完成57臺窯頭電收塵器的三相電源系統(tǒng)升級改造，經(jīng)地方環(huán)境監(jiān)測站對技改項目的粉塵排放濃度進(jìn)行監(jiān)測，平均排放濃度為18mg/m³。

  七、電收塵器升壓改造后的管理要求：

  為確保電收塵器長期穩(wěn)定運行，海螺集團(tuán)印發(fā)了《關(guān)于加強電收塵器操作維護(hù)及檢修管理的通知》、《電收塵器操作維護(hù)及檢修管理指導(dǎo)書》，指導(dǎo)熟料基地公司在完成技改的同時，做好以下電收塵器日常管理工作：

  1.加強電收塵器的密閉堵漏，防止電場煙氣中的水份結(jié)露，腐蝕殼體和極板。

  2.做好設(shè)備點檢記錄，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理，防止設(shè)備帶故障運行造成故障范圍擴(kuò)大。

  3.每周不少于兩次檢查振打及卸灰傳動機構(gòu)的運轉(zhuǎn)情況，各電場高壓硅整流變壓器高低壓側(cè)電流、電壓值。

  4.利用停窯對電場內(nèi)部進(jìn)行仔細(xì)檢查，及時更換斷裂的陰極芒刺，清理兩極上的粉塵，檢查極距偏差是否在規(guī)定范圍內(nèi)，振打錘是否移位或松脫等。

  5.定期對硅整流變壓器進(jìn)行維護(hù)，特別是對其油位、油質(zhì)、絕緣電阻以及高低壓繞組對地絕緣電阻的檢測，確保其指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)。

  6.崗位操作人員要經(jīng)常觀察儀表顯示的輸出電壓、電流，如發(fā)現(xiàn)明顯高于或低于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)查找原因進(jìn)行處理，中控操作員要按時認(rèn)真填寫電收塵器運行記錄。

  7.不定期組織專業(yè)技術(shù)人員對電收塵器運行進(jìn)行分析，優(yōu)化控制參數(shù)以達(dá)到最佳運行效果，每半年應(yīng)結(jié)合設(shè)備現(xiàn)狀和運行記錄對電收塵器進(jìn)行一次全面技術(shù)分析，并形成書面材料報專業(yè)管理部門，以利于進(jìn)一步提高電收塵器的管理水平和收塵效率。