窑尾大布袋收尘器运行经验和技改

冯士国，何永宪，钟卫东

窑尾大布袋收尘器运行经验和技改

Operational Experience and Technological Modification of Back-end Large-scale Bag Filter

冯士国1，何永宪1，钟卫东2

1 窑尾大布袋设备情况

河南省豫鹤同力水泥有限公司生产规模为5000t/d熟料生产线，2005年7月投产运行，配套的窑尾废气收尘采用国际先进的在线脉冲喷吹清灰袋式收尘器，设计风量大，收尘效果好，在稳定运行情况下优于国家水泥行业环保排放标准。由于此技术是刚刚开发的第一代行喷脉冲窑尾袋除尘器，且在国内刚刚应用，不免存在许多问题，例如早期破袋，漏风率高，甚至漏雨（雨水反吸到袋室内）。由于后来生产系统工艺发生变化，我们综合考虑找到许多办法，取得了很好的效果。

2 窑尾大布袋收尘器正常运行的四种工艺状态

这四种运行状态分别是：（1）余热发电、生料磨正常运行状态；（2）余热发电运行、生料磨不运行状态；（3）余热发电不运行、生料磨正常运行状态；（4）余热发电、生料磨都不运行状态。公司窑尾余热发电锅炉换热和生料磨运行烘干都是依靠窑尾废气带出的热量，以上不同状态，窑尾大布袋收尘器进口的废气温度、含尘浓度及大布袋压差等运行参数会有所变化，具体见表2。

3 滤袋的选择

公司窑尾大布袋收尘器滤袋应用经历了从原装进口滤袋到进口滤料国内加工滤袋，再到全部应用国产化滤袋的过程，当然公司窑尾工艺系统也经历了从无余热发电锅炉到有余热发电锅炉的过程，大布袋收尘器的进口废气温度参数发生了较大变化（后文叙述）。

3.1 运行前四年窑尾大布袋收尘器采用的进口滤袋

公司窑尾收尘器原装滤袋采用进口玻纤覆膜滤袋，每条滤袋价值较高，厂家承诺正常工况下使用寿命达到3年以上。但公司在使用该滤袋两年后，第三年，窑尾大布袋开始出现滤袋破损增加的趋势，窑尾烟囱经常出现粉尘超标排放的情况，虽然及时对破损滤袋进行了更换，但初始安装滤袋还是有破损加剧的趋势，当然也可能与偶尔的异常情况（温度、压力等）有一定关系，但总体感觉进口滤袋正常使用寿命也就在两年半左右，难以达到三年以上。

表1 窑尾大布袋收尘器的主要技术参数

表2 窑尾大布袋收尘器三种运行状态及参数变化

3.2 国产滤袋替代进口滤袋的成功运用

2008年，公司考虑价格的因素开始使用进口滤料国内生产的滤袋，价格上比纯进口滤袋要低1/4左右，经过运行，基本上能达到两年的使用寿命。

公司余热发电系统于2008年开始全年正常运行，正常运行时进入窑尾大布袋收尘器的进口温度大幅度下降，滤袋承受的热负荷明显降低，这种情况下可以考虑更换耐温等级稍低的（较之原来的进口滤袋）国产滤袋替代进口滤袋。因此在2010年上半年，公司在周期性更换滤袋时，完全应用国产优质滤袋替代进口滤袋，目前已经使用一年，从窑尾大布袋收尘器运行压差和粉尘排放浓度等运行参数看，使用效果良好，预期还可使用一年以上，但在价格上国产滤袋只是进口滤袋的1/2还低些。费用计算结果，余热发电投运后，采用进口滤袋和国产滤袋使用周期差不多（都按两年计算），全部更换国产袋可节省大修费用4576条×450元（节省）/条=205.92万元，分摊两年，每年节约大修费用103万元。

4 影响窑尾大布袋收尘器正常运行（异常超标）的因素

4.1 喷吹清灰机构的设计、制造及安装缺陷对收尘器的影响

从2005年7月试生产到2006年上半年，公司窑尾开始出现废气烟囱排尘能够视觉看到的情况，从经验判断窑尾大布袋肯定出现设备问题，经过认真排查，发现局部滤袋出现破损,而且从公司的废气处理系统运行参数（温度、压力、含尘浓度）看，没有出现较为明显的异常情况。

经过排查，确认滤袋破损不属于滤袋质量问题，而是因为在线高压气喷吹管的安装以及滤袋与花板孔的结合部位的设计存在一定缺陷，造成高压反吹气流未对准滤袋中心，滤袋破损部位正是气流吹偏部位。针对此缺陷，公司做了两方面改进，一是重新调整喷吹管喷孔位置，确保每个喷孔喷吹出的气流处于滤袋的中心，不吹偏而伤及滤袋；二是对滤袋与花板孔结合部位进行改造（见5.1），增加新型防吹护套，确保每条滤袋不被高压气流吹破，并对吹破的滤袋全部进行了更换。

经过以上调整和技术改进后，公司滤袋未再出现过因高压反吹清灰气流吹偏而破袋的情况。

4.2 雨雪天气对收尘器的影响

因公司窑尾大布袋收尘器箱体顶部（安装有44个换袋气室顶盖，每个气室两个顶盖，共22个气室）在设计上没有考虑防雨雪设施，而设计上每个气室顶盖与箱体顶板距离只有50mm，这样下大雨时，气室顶盖之间的缝隙很容易被雨水淹没，而当气室顶盖密封不严时，因窑尾大布袋收尘器处于负压工况，雨水很容易从气室顶盖的密封不严处倒吸进收尘器内部，造成湿袋和糊袋现象，致使收尘器运行压差升高，湿袋或糊袋滤袋很快因压差过大而破损（压差从1200Pa上升到2000Pa左右），导致窑尾大布袋收尘器超标运行及灰斗进水湿壁积料等不正常运行状态。针对以上情况，公司曾考虑在收尘器顶部安装防雨棚，但因滤袋骨架为6m长，所以防雨棚高度至少应在6m以上，并且收尘器顶部面积较大，收尘器原设计上也没有考虑支撑超高度、超大面积的防雨棚支撑负荷，设计安装难度大；即便设计安装后，这种超高、超大面积的防雨棚的运行风险极大（承受大风天气下的风场荷载极大，易造成雨棚被大风掀翻等事故），因此放弃了在窑尾大布袋顶部安装防雨棚的设想。公司在换袋气室顶盖结构上进行了改造，彻底解决了大雨天气影响收尘器稳定运行的问题（见5.2）。

4.3 相关运行参数和要素对收尘器的影响

4.3.1 异常状态下收尘器进口温度的影响

公司窑尾大布袋收尘器使用的滤袋（无论国内或进口滤袋），正常工况下承受温度220℃以下；温度超过220℃时，持续时间不超过5min；瞬间温度不能超过240℃。若大布袋收尘器进口废气温度经常出现超过220℃且持续时间较长（操作10min）或经常出现瞬间温度超过240℃的情况，则会导致大布袋进口几个气室的部分滤袋烧损而破裂，从而导致窑尾大布袋收尘器出口废气粉尘超标排放。

从表2中列出的四种状态可以看出，在生料磨不运行期间，如果增湿塔不能及时喷水降温，窑尾大布袋收尘器进口废气温度就会持续高温（超过220℃）或瞬间温度急剧上升（超过240℃），从而烧坏滤袋并出现窑尾大布袋粉尘超标排放情况。这种情况应通过增湿塔的稳定运行（及时喷水并雾化良好，降温正常）和窑尾系统的工艺稳定来控制窑尾大布袋收尘器的进口废气温度，使之稳定在220℃以下，确保不烧滤袋。

4.3.2 喷吹清灰压缩空气压力的影响

喷吹清灰压缩空气的压力调整以达到滤袋的清灰效果即可，不是越高越好。当压缩空气压力调节过低时，清灰效果差，容易糊袋，大布袋运行压差高，也影响收尘效果；当压缩空气压力过高时，清灰效果比较好，但容易将滤袋吹烂或缩短滤袋使用寿命。从公司运行经验看，反吹压缩空气压力调节为0.35～0.4MPa较为合适，既能达到清灰效果，又能保证滤袋的使用寿命。

4.3.3 喷吹压缩空气中水分的影响

压缩空气中含有一定的水分，当水分过大时，喷吹清灰时压缩空气中水分直接附着到滤袋内表面，会影响收尘器的收尘效率。因此应经常检查压缩空气系统的干燥器是否正常运行，并对窑尾大布袋收尘器之前的供气气包定时放水，保证进入大布袋收尘器喷吹系统的压缩空气比较干燥，确保不糊袋（压缩器站应有冷冻干燥机，应说明压缩空气质量不符合要求时才采取的措施）。

4.3.4 冬季寒冷气候的影响

公司处于黄河以北，冬季气候寒冷，夜间气温经常在-5℃以下，压缩空气中水分不及时排出时，即便压缩空气管路有保温层，也经常发生压缩空气管路积水冻冰堵塞情况，导致窑尾大布袋收尘器清灰系统失灵，大布袋运行压差急剧上升，直接影响收尘效果和滤袋使用寿命。这种情况在每年冬季的运行中都会发生几次，因处理及时，没有造成严重后果。

以上情况的预防措施有，对压缩空气管路在入冬前要检查保温层，出现问题及时恢复；冬季对压缩空气储罐的防水次数要加密，确保储气罐（或储气包）内不积水；对压缩空气调节阀等不适合保温部位应安装外部密闭保温或加热装置，防止该部位积水冻冰堵塞。

出现以上情况，应采取措施及时解冻，确保压缩空气短时间畅通，公司的具体办法是，找到冻冰堵塞部位，直接用汽油灯加热解冻，短时间内解冻并疏通压缩管路，确保清灰系统正常运行；若冻冰部位难发现，解冻时间长，建议生产系统暂时停产，待解冻后，再投入运行，以确保滤袋的使用寿命和窑尾大布袋收尘器的安全稳定运行。

5 技术改造措施

5.1 滤袋与花板孔的结合部位的技术改造

5.1.1 改造前结构（图1a）

5.1.2 改造后结构（图1b）

5.1.3 改造前的缺陷和改造后的效果

防护套（图2）高度500mm，口径135mm，厚度3mm，上面均布30×5通气口，通气口保留上部一边直接冲压后向内弯折，使压缩空气在喷吹时向滤袋内部折射，既能保证滤袋口部不被压缩空气直接损坏，又不影响滤袋透气性。结构简单，安装简便，直接套在滤笼上即可，但在加工时应注意外部不能有突起、毛刺等缺陷，防止损坏滤袋。

应用后袋收尘阻力基本没有变化，滤袋口部及边壁被吹破现象几乎没有再出现，保证了袋收尘器的正常使用效果，提高了袋收尘器运转率。

5.2 顶部换袋盖板结构的技术改造

5.2.1 改造前结构（图3a）

5.2.2 改造后结构（图3b）

5.2.3 改造前的缺陷和改造后的效果

改造前由于相邻盖板间距不足100mm，但长度超过了2m，加之顶板部分水平度不高，个别地方甚至有凹陷，在下大雨时积水不能很快排出，在这些部位存积一定高度的积水。而盖板和顶板之间的高度不足40mm，在负压环境下，雨水会通过盖板密封不严处吸入大布袋收尘器气室内，雨水淋湿滤袋，造成“糊袋”，严重时甚至会堵塞集灰斗，必须通过人工辅助清理，严重影响窑尾大布袋收尘器的正常运行和收尘效果。并且大布袋收尘器压差的增高还会增加排风机的电能消耗，造成资源的浪费。

本方案结构简单，改造难度小，并且不会影响袋收尘的正常运行，在袋收尘正常运行时逐步分室改造即可。由于密封形式由原来的密封条直接套在立板上改为密封条粘结在盖板上，不会因检查或检修而必须每次都重新安装密封条，增加了密封条的使用寿命，改善了密封效果（改造后袋收尘压差较改造前降低了100Pa左右）。增加了袋收尘顶板和盖板间的有效高度，使得积水进入袋收尘器的机会大大降低，可有效避免“糊袋”现象的发生，保证了袋收尘器的正常运行和收尘效果。需要注意的是，立板较高，在焊接时应满焊且不能有砂眼、漏焊等现象，密封条接口处和弯折处尤其应注意粘结效果，不能有缝隙和破损现象，否则会影响改造效果。

6 窑尾大布袋收尘器运行6年来的经验

（1）新型干法水泥窑配套余热发电系统后，正常工况下窑尾大布袋的进口温度大大降低，稳定降低了系统风量，加上采用国产滤袋，水泥行业窑尾大布袋收尘器检修成本大大降低。

（2）严格控制好大布袋收尘器进口废气温度，尤其在生料磨不运行期间，要确保增湿塔喷水降温系统及时投入运行，确保窑尾大布袋进口废气温度低于220℃；高于220℃且低于240℃的时段不得超过5min，瞬间不得超过240℃，否则会出现烧袋情况，导致超标排放粉尘。

（3）严格控制反吹清灰压缩空气压力，过大会缓慢伤及滤袋，降低滤袋寿命；过小则清灰效果差，大布袋运行压差高，降低收尘效率。按照公司几年来的运行经验，反吹清灰压缩空气压力调节为0.35～0.4MPa较为合适，既能达到清灰效果，又能保证滤袋的使用寿命。

（4）北方地区，冬季注意压缩空气管路的保温和防冻结冰、定时排水等，确保窑尾大布袋收尘器压缩空气清灰系统的正常运行。

（5）通过采取在滤袋与花板孔的结合部位安装防护套的技术改造措施，彻底消除了压缩空气反吹对滤袋的直接损伤，大大延长了滤袋的使用寿命。

（6）低成本投入的气室顶盖板结构改造措施彻底解决了密封和防雨难题，也稳定了运行工况（窑尾大布袋收尘器运行压差稳定），有效地保证了滤袋的正常使用周期。

TQ172.688.3

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赵 莲