电改袋技术在回转窑窑头烟气净化中的应用

章潮鸿

（福建东源环保有限公司，福建 龙岩 364028）

电改袋技术在回转窑窑头烟气净化中的应用

章潮鸿

（福建东源环保有限公司，福建 龙岩 364028）

在对水泥生产线篦冷机尾气除尘进行分析的基础上，提出了电除尘改袋式除尘的必要性，可有效控制新型干法窑烟尘和粉尘的排放浓度；针对具体案例的使用结果进行了阐述。

水泥;除尘;电改袋;工业应用

1 概述

随着经济的迅速发展，环境污染也日益加剧，环保问题已越来越受到国家的重视。水泥工业作为高污染的行业之一，受到严峻挑战。环保部颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）要求：自2010年1月1日起，水泥窑头及窑尾烟尘最高允许排放浓度为50mg/Nm3。传统的电除尘器已很难长期保证高效达标运行。国内外的研究结果表明：电除尘器很难除去对人类特别有害的PM10和PM2.5，特别是PM2.5几乎无法回收。而袋式除尘器可以同时过滤烟尘中PM10和PM2.5，使PM10和PM2.5降到对环境无害的程度。因此大型的袋式除尘技术应运而生。本文根据篦冷机余风特性，介绍了袋式除尘技术在某水泥厂水泥窑磨一体机窑头烟气净化中的应用。

2 采用袋式除尘器的必要性

2.1 电除尘器的特点

电除尘器的优势在于其运行费用及运行阻力较低，若要达到国家规定的50mg/Nm3的排放要求，除尘效率需达到99.9%以上。在篦冷机余风除尘系统中，风量变化大，温度变化大，含尘浓度变化大，粉尘比电阻高[1]，电除尘的粉尘排放浓度要达到不大于50mg/Nm3，必须增加电场数量并对烟气进行调质处理[2]，从而导致除尘器的能耗和设备投资大幅增加，这样就会使得电除尘器相对袋式除尘器的传统优势丧失。

2.2 袋式除尘器的特点

袋式除尘器具有高而稳定的除尘效率，除尘效率很容易达到99.9%，并且不受粉尘浓度和比电阻变化的影响。

3 袋式除尘器设计技术参数（见表1）

表1 袋式除尘器设计技术参数

4 袋式除尘系统设备配置及选型设计

4.1 滤料及袋笼的选用

针对水泥篦冷机余风的性质，滤料选用诺梅克斯（Nomex），该滤料具有耐高温、耐磨蚀、抗氧化、造价低等特点，正常使用温度在180℃，短时可承受210℃高温[3]，相对于玻纤覆膜滤料而言，有比较好的耐磨蚀性和较高的过滤风速及耐折性。与P84和PTFE等高温滤料比较，其价格较低，有效使用寿命≥30,000h。

滤袋由袋笼支撑，规格为：φ155×6000（mm），袋笼用碳钢丝制作，为减少滤袋与笼骨的磨擦，延长滤袋的使用寿命及便于拆卸滤袋，滤袋采用圆形结构；为了延长袋笼的使用寿命，笼骨表面采用有机硅高温涂料进行表面粉末静电喷涂，使其表面比普通涂料光滑且防腐蚀性能大大提高；为保证滤袋与花板间的气密性，袋口采用弹性涨圈，使其密封牢固可靠。

4.2 袋式除尘器清灰方式及检测装置的确定

清灰效果的好坏，直接决定了袋式除尘器能否长期稳定运行。反吹风式清灰和低压行喷吹都可采用，但反吹风式清灰要求过滤风速低，设备体积庞大，造价更高。采用低压脉冲喷吹方式清灰，设计在线和离线两种清灰模式，具有在除尘器随窑运行的情况下，对袋室进行检修和换袋功能，保证了除尘器随主机运转率达到100%。

每一个小室配一个气包，单个气包进气处设有截止阀，便于脉冲阀检修。所有气包底部都设有手动排污阀，定期对气包进行手动排污。气包气源配置不锈钢手动隔离阀、止回阀、压力调节阀（带有压力表）、油水分离器；气包气路上安装压力远传信号装置，用于连续监控喷吹气源压力和进行脉冲阀故障的判断。系统配两台10Nm3/min的螺杆式空压机（一运一备）和一套后处理装置作为清灰及提升阀控制气源。

袋区各分室、除尘器进出口端均设有差压变送器，每个脉冲阀都设有手动控制开关，并安装在就地控制柜内，手动控制开关按行列式布置，行选择采用多位旋钮开关，列选择采用按钮开关。

4.3 旁路系统及预涂灰装置

旁路系统包括旁路提升阀和旁路烟道。除尘器顶部设计一个旁路烟道，旁路烟道配2个旁路提升阀，可以在系统烟气出现异常情况时开启旁路系统保护滤袋。旁路提升阀垂直上下提升布置，阀芯及框架材料为Q235，密封采用耐高温硅橡胶（满足200℃工况下长期使用），旁路提升阀连杆密封能防止灰尘进入和由于高温而引起的变形或老化。旁路提升阀具有快速开启的功能，全关到全开的动作时间≤10s，并可进行手动操作、就地操作和DCS远程操作，挡板位置（4～20mA DC两线制模拟量信号）和开、关状态反馈进入DCS系统。

预涂灰装置指袋式除尘器在投运前给新装滤袋喷涂一层干燥粉煤灰，是防止系统启动时的低温油、湿烟气黏污滤袋导致初始阻力增大或糊袋的一种保护措施。涂灰粉料为干燥的Ⅰ级粉煤灰。系统布置在除尘器进口烟道处，管道进口选用专门密封蝶阀，可与煤灰罐车实现紧密的连接。

4.4 控制系统

袋式除尘器控制系统分为三个部分：灰斗加热、仓振、卸输灰控制系统、布袋除尘控制系统、旁路烟道报警保护控制系统。系统配置及主要功能如下：

（1）低压部分

低压部分采用PLC控制，具有完备的程序控制功能。加热控制提供连续加热和恒温加热两种方式；工作方式、控制温限和时间参数等均可随时在线修改。可以向上位机传送除尘器振打、电加热、卸/输灰等的实时运行参数和状态，也可接受来自上位机的各种参数的设定命令。

（2）袋式除尘器控制系统

系统配置：袋式除尘控制系统和旁路烟道报警保护控制系统共用一套Siemens PLC，配用人机界面TP170B 5.7寸液晶触摸显示屏，安装于一个控制柜内，同时配有电源模块、CPU模块、输入输出模块、通信模块等。在触摸屏上设有自动、手动等转换方式开关。当开关置于自动时，由PLC按设定的运行方式和参数自动控制，当置于手动时，可在现场控制箱手动控制每个电磁脉冲阀。

主要控制功能：袋式除尘控制系统主要是控制布袋的清灰和提升阀的动作，其工作方式可选择在线清灰、离线清灰、定时清灰、定压清灰。在触摸屏上设有自动、手动等转换方式开关，设在自动时人机界面操作终端上每个分室可单独设投入/退出。压差信号上下设定值可调，电磁脉冲阀以矩阵控制输出，在任何时候，不允许两个及两个以上的脉冲电磁阀工作。表2为清灰状态脉冲阀设定。

表2 清灰状态脉冲阀设定

（3）旁路烟道报警保护控制系统

系统配置：旁路烟道报警保护控制系统主要是旁路阀控制信号测量设备，测量仪器包括量程0℃～400℃的测温热电阻（测量除尘器进口烟气温度）。

主要控制功能：报警保护控制主要为烟温报警，默认状态下高/低温都是报警状态。当高温保护允许时，进口烟气温度＞180℃时开旁路阀，关提升阀；当低温保护允许时，进口烟气温度＜80℃时开旁路阀，关提升阀。旁路阀操作在低压柜上设有旁路操作禁止、允许转换开关和旁路强制开按钮，当转换开关置于允许位置时，按下旁路强制开按钮时即系统进入旁路状态，如果转换开关置于禁止位置时，操作旁路强制开按钮不起作用。

（4）压缩空气气路报警系统

系统配置：压缩空气气路报警保护控制系统主要是气缸及脉冲阀气源压力测量设备，测量仪器包括量程0～1MPa的压力变送器（测量清灰气包及提升和旁路气缸气源压力）。当清灰气源压力＜0.2MPa或＞0.3MPa时报警；当提升和旁路气缸气源压力＜0.4MPa时报警，具体参数可调。

5 使用效果

该系统于2009年9月竣工并投入运行，2010年1月，该厂组织环保验收，测试结果为除尘器出口排放浓度平均为26.6mg/Nm3（见表3），阻力为1200Pa，达到设计要求。

表3 除尘器进、出口烟气监测数据

6 小结

从应用后的测试数据可以看出，电改袋除尘技术在水泥窑磨一体机窑头收尘上的应用是成功的，除尘器出口浓度为26.6mg/Nm3，达到国家环保标准要求（≤50mg/Nm3），对今后环保要求的提高具有广泛的适应性，我国现有新型干法水泥厂的篦冷机余风除尘大部分采用的是电除尘器，如何使这些除尘系统满足国家规定的新的排放标准，电改袋无疑是最有效的途径之一。

[1]何宏涛，孙世群. 篦冷机余风的冷却与多管冷却器的设计选型及应用 [J].新世纪水泥导报，2007（2）：12-13.

[2]王洪礼. 最新电除尘器的选型安装和运行及其技术应用实用手册[M].北京：中国机械工业出版社，2006 ： 139-158 .

[3]陈隆枢，陶晖，中国环境保护产业协会袋式除尘委员会.袋式除尘技术手册 [M].北京：机械工业出版社，2010 ： 33-46 .

Application of ESP Retrofit to FF Technology in Rotary Kiln Back’s Flue Gas Cleaning System of New Dry Cement Process

ZHANG Chao-hong
(Fujian Dongyuan Environmental Protection Co., Ltd, Longyan Fujian 364028, China)

The important point of environmental protection at the new dry cement kiln is that how to effectively control the concentration of dust emission under the new environmental standards in China. This paper puts forward the necessity of ESP retrofit to FF technology based on the analysis on cement processing tail gas dedusting, and an introduction of the use result of specific case concerned.

cement; dedusting system; ESP retrofit to FF; industrial application

X701

A

1006-5377（2012）05-0042-03