石灰窑顶除尘设施结露原因分析及改进

安 永，闫卫华，郭志刚，李晓光，韩园园

(唐山三友化工股份有限公司纯碱分公司，河北 唐山 063305)

石灰窑在正常生产过程中，窑顶部位为微正压操作，当物料进入石灰窑内的过程中，料盅与料斗下段分离，致使窑气夹带的大量粉尘进入密封罩内部，并通过密封罩空隙外溢到外部环境。我公司安装了2套布袋除尘系统，用于控制上料过程的外溢气体及调整降低石灰窑顶内部压力。2台套布袋除尘器及附属除尘管线组成了独立运行的除尘系统，每5座石灰窑为一组使用1台套除尘系统，但在使用过程中存在烟气结露现象，尤其在冬季低温天气和夏季高湿天气，结露现象严重影响了除尘器的正常运行。

1 布袋除尘器结露的原因分析

石灰窑顶布袋除尘器在冬季低温季节和夏季高湿天气时，会出现明显结露现象，结露后管道中及设备内部出现大量的冷凝水，致使滤袋表面结疤，压缩空气反吹失效，管道被淤泥堵塞，滤袋通透性下降，除尘器运行阻力增大，除尘处理功能失效，集灰斗内呈现粉尘稀泥，外排困难等现象。结合车间现场生产情况分析窑顶除尘系统结露的主要原因有含尘气体的含湿量较高、除尘器存在漏风、含尘气体温度过低、除尘器壳体没有隔热保温措施等[1]。其中影响最大的是烟气含湿量较高和冬季含尘气体温度低。但由于生产性质的制约，这两种工况很难改变。因此需对该除尘系统设备进行改造，来降低结露现象对窑顶除尘设施整体运行工况的影响。

2 改造方案

2.1 管道部分改造

布袋除尘器在低温以及高湿天气时，气体中水分增加，当滤袋通透性下降后，被处理气体气速下降，气体中的粉尘与水分混合沉降后积聚在管道内及滤袋外表面，因此，需要对管道进行引水及结疤清理。

1)在引风机壳体底部，安装了DN50冷凝水外排阀门，定期将产生的冷凝水排出，保证了风机正常稳定运行。

2)在除尘总管的主管道侧面，增加多个清理人孔，用于定期检查结疤情况，适时安排对管道内部结疤进行人工清理，保持有效流通面积。

3)在布袋除尘器进气管线弯头下部安装φ500×1500集水槽[2]，在集水槽上部1.2 m处安装出口管，冷凝水通过溢流形式排出实现排水管的水封功能，避免水排空漏入空气降低取气点真空，通过将系统管线产生的冷凝水及时导出，减少了布袋潮湿结疤的现象。

4)在密封罩吸尘管处加装气体折流挡板，当潮湿气体通过时，气体与折流挡板接触后，实现气体及水分一定量的分离[2]。

2.2 滤袋材质改型

布袋除尘器原使用美塔斯针刺呢滤袋[1]，但该滤袋在结露工况下会出现压缩空气反吹效果不好，粉尘不易清除粘附较厚重，糊袋的现象，致使除尘器阻力增大、通风量减小，处理能力下降。在诸多材质的滤袋中，机织丙纶滤袋编织丝线强度高[1]，在高压喷吹清灰的情况下，滤袋不易破损，同时滤袋表面光滑，粉尘极易脱落，清灰效果较好，可有效的降低滤袋结疤对除尘性能的影响。因此选用新型机织丙纶滤袋与美塔斯针刺呢滤袋在相同工况下作对比试验，即在一个工作室内更换针刺呢、机织丙纶两种滤袋，观察吹扫、结疤、损坏、耐温等使用情况。对比发现机织丙纶滤袋表面吹扫效果情况好，但是其耐温性相对偏低。对被处理气体温度控制指标进行调整后，机织丙纶滤袋完全可以满足现有工况使用，而且每条滤袋价格较原有滤袋降低70元。

2.3 引风机增容、叶轮改型

针对结露后布袋除尘器阻力增加、处理风量下降的状况，考虑在现有工况参数条件下，保持风机叶轮外形尺寸不变的前提下，结合叶片进口安装角度、叶轮出口宽度、叶片数及厚度等一系列的叶轮技术参数[3]，将叶轮后弯弧叶片的弯曲角度增加5°，提高风机的处理风量，风压也随之提高，运行电流显著增大约20%，除尘能力和效果显著提高，但运行后偶有超电流上限保护跳车现象，结合现场基础及电机的实际尺寸，将电机由55 kW增容至75 kW，并修正了风机叶轮的参数，进一步进行了完善和改进。

2.4 气动阀门结构改型

除尘器各窑顶吸尘点处气动阀门在运行过程中，潮湿含尘气体使阀门的阀板、阀体部位结疤严重，阀板轴与阀体轴套得配合在高粉尘环境下，粉尘进入轴与轴套配合间隙内，形成结疤，导致阀板转动卡涩、失效。因此，对气动阀门的结构进行了改造，将阀板轴与阀体配合方式由轴套配合方式改为轴承配合方式，并在轴承两侧安装骨架油封，防止粉尘进入，保证阀板轴长期运转灵活。

2.5 其他部分改进

布袋除尘器使用电磁脉冲的喷吹方式，室内部喷吹为行喷[1]，喷吹管受潮后锈蚀，更换滤袋时无法拆装，后将喷吹管活接头材质由铸铁改为不锈钢并增加了四氟垫，提高了活接头的抗腐蚀性能及密封性能。

在工艺操作方面，结合使用的丙纶材质滤袋不耐高温的特性，制定了布袋处理气体适宜的控制温度指标，并严格按照此标准操作，当温度超过控制指标时要及时开启补气阀门，补入冷空气来降低系统温度，避免了滤袋损坏。

3 结 语

通过以上的改进，在正常生产条件和自然天气条件下的窑顶除尘设施稳定运行状况显著提高，整体运行工况得到较大的改善，保障了石灰窑顶部粉尘的有效治理；滤袋材质改型后，使用寿命较原有滤袋延长了半年，且价格较原有针刺呢滤袋每条降低约70元，仅此项每年就可节约采购成本约8.25万元。

改造后的窑顶除尘系统为我公司带来了极大的环保效益，同时也创造了一定的经济效益。