工业除尘系统节能探讨

庞学军

方大炭素新材料科技股份有限公司

【摘 要】在现代工业中，火电、冶金、建材和化工等行业在生产过程中均排放含有大量粉尘的烟气，不但加剧了对大气环境的污染，也严重危害着人类的自身健康。基于现阶段很多工业在发展的同时，也带来了环境污染问题，严重制约着国内经济又好又快发展的愿景的背景下，选用高效、节能的除尘设备和节能设计技术具有较强的现实意义，基于此，本文将着重分析探讨工业除尘系统设计技能技术，以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

【关键词】工业；除尘；节能；技术

工业除尘（静电除尘、布袋除尘）系统风量、系统阻力大小是除尘系统设备选型的关键参数，直接影响除尘系统投资费用和运行费用。对系统风量和系统阻力的优化设计是节能的重点。

1.选择合理卸料方式、卸料装置减少物料扬程量、粉尘流动速度，已达到减少除尘系统风量和风机全压的目的。

工艺生产物卸料常采用电磁振动给料机、星型卸料器、插板阀。插板阀作为关闭、检修阀，但工业实际应用中却常常作为卸料阀应用，再设计过程中此种现象常被忽略。在同等卸料高度下，插板阀卸料瞬间冲击所产生的的分成量是星型吸料器卸料的3～5倍多，冲击产生的粉尘流动速度比星型卸料器卸料产生粉尘的流速大很多，这样导致了吸尘点位的吸尘风量的增加和吸尘捕集风速的提高，造成除尘系统风量增大，风机全压升高，随之电动机功率增大。吸尘口设置如图1所示：

2.工艺设备卸料口的卸料角度的设置方向也对粉尘产生量影响很大。

按照现场实践情况和设计原理，一般应吸料口应顺着输送物料移动方向设置一定角度，设置角度大于原料的堆積角或休止角。逆着、垂直方向设置，产尘量和粉尘流速都不利与除尘系统风量和系统阻力的节能。具体图示如图2所示：

3.工艺系统物料产尘点位控制，达到控制有效吸尘口数量，减少除尘系统风量。

随着工业产品种类、产品品质的提高，以及节能要求的提高，在大工业生产中，除尘器收集的粉料种类繁多，可利用价值非常大，有的除尘粉料直接输送到工艺生产系统二次利用，实际大生产中国除尘系统的吸尘口数量、除尘系统设置不能按照除尘设计规范要求设置，设计复杂程度远远超出规范要求。过多的吸尘口归集为一个系统，造成系统风力平衡很难实现，管道流速很难控制，造成管道堵塞等问题。现实中以增大除尘系统风机全压来客服系统风力不平衡问题，造成风机功率不断增大，电能消耗、运行成本不断攀升。在作者几十年的设计、施工、技术交流与实际现场考察情况，90%以上工业除尘系统存在着这种问题而无法克服。

一般工业大生产中，物料卸料、配料系统由于不同物料并不是同时卸料、配料，在系统优化设计中，吸尘口用电动、启动控制密闭蝶阀控制，蝶阀控制与物料下料口连锁，并提前开启、滞后关闭。系统按照系统吸尘点位同时开启时吸尘点位数量、风量最大来确定系统风量；按照系统吸尘点位同时开启时吸尘点位最大数量来确定系统风量；按照系统吸尘点位不同时开启时吸尘点位最小数量时的风量来确定系统易堵塞部位管道流速。具体工艺设置见图例3：

4.除尘系统密封与阀门选择技术。

在工业除尘传统设计规范要求中，因自动化程度限制，风系统管道阀门仅仅选用轻型风量调节蝶阀，即使完全关闭，系统依旧有20%以上风量损失，随着自动控制在除尘系统中的应用及节能要求的不断提高，除尘系统阀门作用不仅仅是调整风量的不完全关闭状态，部分不连续运行部位吸风口采用密闭蝶阀，能够有效控制系统风量损失，实际应用中选择公斤级数最低的水阀就能够很好使用。

随着工业不断发展，工业除尘系统要求不断提供，单套系统能力不断扩大，节能要求不断提高，系统漏风量的能力消耗再不再是个小数量问题，除尘器漏风量一般厂家能够达到3%，但实际运行中，设备保证质量的前提下，在系统投入运行前几个月能够保证要求，但随着生产时间延长，作为密封锁气器（密封新型卸料阀）阀板密封面磨损，锁气效果降低。实际应用中与重力翻板阀配合使用效果会更好点。

随着除尘设备能力需求不断增大，尤其是长布袋除尘器设备，为了达到良好的清灰效果，喷吹方式和喷吹压力也增大，这对除尘器箱体的耐压强度要求提高，为作为指导设计的规范要求依旧停留在10年前的水平，为此在实践设计、采购中是要求增加强度加强筋来实现。

5.系统风量选择的优化设计思维。

工业除尘在实际设计过程中，会遇到很多大空间仓室设备，比如料仓、料槽、熔化槽、混合槽，如果按照设计规范的要求设计，完全可以达到设计目标，但实际应用中是对能源的一种消耗。

在作者实际设计改进中，总结出微负压、有限空间沉降想法。比如在炭素行业沥青熔化系统，沥青熔化槽烟气收尘风量选择中，吸风量越大，沥青挥发物会发量随之增大，系统静电除尘系统负荷不断增大。而采用微负压理论，限制烟气不溢出，设计中风量在500m3/h，实际调试检测风量在80～100m3/h之间波动。原先提出能力不够的系统在有效调试下，完全达到了排放和岗位清洁要求。

除尘、抑尘理论从效果上看没有界限，污染物的收集是为达到效果而产生的现象，限制污染物不能达到不该去的空间和位置才是除尘的最终目标（除非尘可以利用）。

6.工业除尘系统变频节能误区。

除尘系统能够保证有效运行，是赖以有效的风量和系统所需全压来维持，量跟压的合理匹配是系统设计目标，而变频器的功能是改变风机转速，即改变了风量，又改变了系统压力，不同转速下通用风机性能参数与独立个体的除尘系统设计需要参数如何匹配是有很大难度的。变频是对大马拉小车的不合理设计条件下的不就措施，从投资角度看，除尘系统配套变频节能，不如更换风机来的实惠和节能。

当然，对于工业炉窑系统，除尘器即是生产系统中设备，又是除尘系统设备，变频器的应用是针对炉窑工艺来设定的，对于除尘能力而言，除尘能力大都在需要能力的2～3倍。没有独立除尘系统可以这样设计的。

总而言之，环境是人类共同财富，保护环境及保护人类，对环境科学研究，环境治理理念上需进入一个全新的区域，从实践中总结，从研究中寻找思路，在治理方案、设计过程中应用价值工程，是设计与实际相符、与设计目标相配使我们每个专业人员的职责。

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