水泥旋窯窯頭除塵技術文本一、 概述水泥廠旋窯窯在煅燒過程中，伴隨有大量粉塵，含塵濃度極高，且煙氣溫度較高，對環境污染極為嚴重，生產崗位產生的粉塵極其嚴重的威脅著職工的身體健康，同時廠區環境也受到嚴重的污染，目前這種狀況，已影響到企業的健康可持續發展，因此急需對煙氣進行有效治理，實現企業經濟效益和環境效益的“雙贏”。二、 選型依據：2.1. 原始參數窯頭袋收塵器 處理風量： 200000210000m3/h 入口濃度： 30g/Nm3 出口濃度： 50mg/Nm3、煙氣溫度 ： 1802002.2、執行標準：2.2.1工業爐窯大氣污染排放標準（GB9078-96）2.2.2大氣污染綜合排放標準（GB26197-96）2.2.3 水泥行業地方排放標準2.2.4關于國家環境問題的若干決定2.2.5環境空氣質量標準（GB3095-96）2.2.6脈沖噴吹類袋式除塵器技術條件（JB/T8471- 96）：2.3、除塵器的制造技檢驗標準：ZB243 通風與空調工程施工及驗收規范GB699-65 優質碳素結構鋼一般技術條件GB700-1988 炭素結構鋼GB132711988 手工電弧焊技術條件GB/T1800-1979 公差與配合 總論標準公差與基本偏差GB/T1802-1979 公差與配合 尺寸大于500-1500mm和尺寸大于 3150-10000mm標準公差GB/T1182-1184-1980 形狀與位置公差GB/T5117-1995 碳鋼焊條ZBJ88002.1 除塵器分類與性能參數表示方法ZBJ88002.1 除塵器性能測定法三、 選型方案 目前袋式除塵器技術已日臻成熟，可茲利用的結構型式多種多樣， 考慮到投資成本及運行費用，本方案擬選用設備如下：窯頭袋式收塵器選用LCMD4000型長袋低壓脈沖除塵器一臺；另外考慮到除塵器入口煙氣溫度較高、易結露等因素，除塵器濾料易選用PTFE+P84濾料。3.1除塵器技術參數：窯頭LCMD4000型袋式收塵器主要性能參數序號項 目技術參數備 注1除塵器型號LCMD40002倉室數8個3濾袋條數13444濾袋規格1606000材質PTFE+P845處理風量200000210000 m3/h6過濾面積40007過濾風速0.830.88 m/min8脈沖閥數96個3淹沒式9煙氣入口溫度18020010入口濃度： 30 g/Nm311出口濃度： 50 mg/Nm312設備阻力1500-1700Pa13噴吹壓力0.2-0.4mPa14壓縮空氣耗量3m3/min15設備漏風率316設備承壓-6000 Pa3.2除塵器性能介紹3.2.1、鋼結構除塵器零米以上建筑均采用鋼結構，鋼結構件符合有關的鋼結構設計規范；鋼結構的設計簡化現場安裝步聚，盡量減少現場焊接工序。就除塵器的鋼結構而言支承結構是自撐式的，任何水平荷載都不轉移到別的結構上。3.2.2、本體和灰斗1） 除塵器頂部設置防雨棚。保護除塵器頂部裝置、方便人員檢修、使用和管理。除塵器頂蓋采用剪沖密封頂蓋，重量、大小適合人工開啟。所有孔、門制作及裝配結束后，進行密封試驗，確保無變形、無泄漏。2） 為防止灰塵粘附在灰斗上，灰斗上裝有電加熱器，每個加熱器的功率為2kw，電加熱器應采用板式電加熱器，使灰斗壁溫度保持不低于120，且高于煙氣露點溫度5-10。選用的電加熱器， 性能可靠，壽命不小于6萬小時，并設置恒溫裝置，以保持電加熱器安全、穩定運行。電加熱器起停由安裝在灰斗上的溫度計進行控制，。灰斗上下的料位指示器指示灰斗積料情況，如料位超過上下限時，控制系統執行報警，說明卸料出現故障。3） 除塵器的灰斗能承受長期的溫度、濕度變化和振動，并考慮防腐性能。4） 除塵器灰斗設檢修門，所有檢修門、人孔門采用快開式，開啟靈活，密封嚴密。 為避免煙氣短路帶灰，灰斗斜側壁與水平方向的交角大于60，以保證灰的自由流動。5） 灰斗配置電加熱裝置，避免灰板結。每一灰斗能承受附加荷載1200kg并按最大含塵量滿足8h滿負荷運行所需儲存量設計容量。6） 在每個灰斗出口附近設計安裝捅灰孔；灰斗及排灰口的設計保證灰能自由流動，避免了灰塵搭橋，影響排灰。7） 我們為設備和儀表等配置了必要的扶梯和平臺，滿足運行、維護、檢修的需求。 扶梯傾角一般為45,特殊條件下不大于60，步道和平臺的寬度不小于700mm，平臺與步道之間的凈高尺寸大于2m，扶梯欄桿高度不小于1m，安全護板不低于100mm，平臺與步道采用剛性良好的防滑格柵平臺和防滑格柵板，必要的部位采用花紋鋼板。平臺荷載不小于4kN/m2, 步道荷載不小于2kN/m2。3.2.3. 進氣系統1）氣流均布技術從對除塵效率的影響來說，除塵器內的氣流分布均勻與否對電除塵器的除塵效率影響較大。而對袋除塵器則影響較為有限，但如果局部風速過高，會對這些區域的濾袋壽命產生較大影響。將導致濾袋壽命較低。因此，袋除塵器內的氣流分布技術是袋除塵器的關鍵技術之一。在工程實踐中，盡管目前尚沒有這方面的相關標準，但一般要求均勻度大于95%。對于大風量除塵，由于煙氣量大，氣流分布更是重點也是難點，目前我國袋除塵技術與發達國家的差距，氣流均布技術是一個主要方面。袋除塵器內的氣流分布與進風及排風方式、除塵器的結構布置以及所采取的均流措施有關。2） 進氣方式、風量分配、氣流分布袋式除塵器的阻力有濾袋過濾阻力和設備阻力共同構成，我們重點研究了如何減小袋式除塵器結構阻力。從減少空氣動力阻力的基本條件可知，當氣體流動順暢、平緩、流程短、不發生渦旋時，流動阻力將會減小。運用此原理，只要煙氣從漸擴進氣口平直進入袋式除塵器，并使之均勻分布，過濾后再平直地從出風口排出，對降低袋式除塵器的結構阻力非常有益。于是我們發明了直進直出的進出風方式，在結構設計上盡量滿足低阻力流動的基本條件。LCDM型除塵器這種進氣方式的最大優點是流程短、氣流順暢、速度低、設備結構阻力小。3） 設置風量調節導流板和多孔氣流均布板，組織并疏導氣流流入預定空間，將風量均勻輸送和分配到各個濾袋倉室，確保濾料不被沖刷損壞，保證其長壽命的要求，通過計算機模擬實驗、實驗室相似模化試驗的結果進行比較，確定最佳風量分配和氣流分布參數的裝置形式。并通過現場試驗進行調整修正。4） 煙氣經氣流分布裝置風量分配和整流后流向袋除塵器過濾空間。煙氣通過外濾方式進行過濾，粗粒粉塵主要靠重力、慣性碰撞作用落入灰斗，捕集細粒粉塵主要靠篩濾作用。粉塵被阻留在濾袋外表面，凈化后的煙氣沿袋內向上流在上箱體匯集后從尾部出口流向引風機。5） 含塵氣體由導流管進入各單元過濾室，由于設計中袋底離進風口上口垂直距離有足夠合理的凈空，濾袋間距亦進行了專門設計，氣流通過前部導流后，依靠阻力分配原理自然分布,達到整個過濾室內氣流以及各空間阻力的分布均勻，保證合理的煙氣抬升速度，最大限度地減少紊流、防止二次揚塵。6） LCMD型除塵器設計合理的進風導流系統將箱體、過濾室和系統的阻力降至最小并盡可能地減少進風系統中的灰塵沉降現象，避免了濾袋的晃動、碰撞、磨擦，延長了系統及濾袋的使用壽命。本公司借助于計算機模型數據對該型除塵器的進風分配系統進行了改進，均勻多孔的氣流進風分配系統最大限度地減少了紊流、防止二次揚塵同時保證了含塵氣體能在通過進風分配系統的導流后均勻地分布到倉室截面的每一個地方。3.2.4、清灰系統1）包括凈氣管、壓縮空氣管、脈沖閥、提升閥等，凈氣管平行地排列在預先組裝的頂部凈氣室內，每一根凈氣管上都有若干小噴氣嘴，這些小噴氣嘴一一對應于每條濾袋的中心點。凈氣管與外部壓縮空氣管連接，管的始端插入卡槽，末端與支撐角鋼焊接，并用管卡定位。除塵器頂部安裝有壓縮空氣管道，管道與凈氣管相連。壓縮空氣由脈沖閥控制，脈沖閥與電磁閥相連接，整套清灰系統的運作由除塵器的控制系統統一控制。檢測除塵器兩端差壓的傳感器固定在氣管的出口和入口，根據時間或差壓計檢測的差壓信號控制除塵器的清灰周期。2）、脈沖噴吹清灰技術脈沖閥和噴吹裝置是決定清灰效果和降低運行阻力的關鍵。對脈沖閥的要求：自身結構簡單、阻力小、開啟和關閉迅速、能以最短的時間釋放大量的壓縮氣體。同時，要求的氣源壓力低，使清灰能耗減少。比較后選用具有快速啟閉功能的淹沒式脈沖閥。我公司選用澳大利亞高原脈沖閥。通過試驗測試，管式脈沖噴吹所產生的濾袋表面變形加速度在眾多清灰方式中是最大的，即清灰能力和效果要明顯優于其他類型的清灰方式。管式脈沖噴吹是逐排、逐條對濾袋進行清灰的，噴吹氣流全部進入濾袋，壓氣能量利用率高、節能，是一種強力清灰方式。這種結構的除塵器內部沒有任何機械活動部件，不會發生機械故障。將噴吹管的安裝形式設計為插接式，使得拆裝快捷、準確。與脈沖管式噴吹清灰效果密切相關的問題是：噴嘴與袋口的同心度、噴吹氣流的擴散角度、噴嘴距袋口的距離、噴吹孔的孔徑大小與分布、穩壓氣包容積、供氣系統等。根據試驗和我公司大量工程實踐，我們認為：1是噴嘴的定位開孔一定要在專用模具上進行，噴吹管與花板定位組裝后整體出廠和安裝；2是在噴吹孔外加設一定長度短管，保持噴吹氣流的角度垂直、不偏斜；3是噴嘴距濾袋口的距離不可太大或太小，需要進行試驗；4是噴吹管上噴孔孔徑大小和分布不應是均勻的，一般規律是遠離脈沖閥的孔徑較小。具體的孔徑取決于試驗結果和工程經驗。清灰系統是袋除塵器的“心臟”，清灰系統及清灰制度的設置合理與否將直接影響到袋除塵器的運行安全及濾袋的使用壽命。從袋除塵器的除塵機理來看，除了濾料本身的過濾作用外，袋除塵器外黏附的粉塵層也有過濾作用，這就是所謂的“粉塵過濾粉塵”，因此對袋除塵器的清灰來說，清灰太徹底不行，因為這樣會失去粉塵層的過濾作用，更多的超細粉塵會直接進入濾料內部而引起過濾阻力不斷上升，以及清灰力過大會影響濾袋壽命等。清灰不徹底也不行，這樣會使濾袋的過濾阻力過高，而影響整個機組的正常運行。另外，袋除塵器的清灰還必須盡可能地保證整個濾袋及各個區域清灰程度均勻，否則會引起整個系統阻力分布不均勻。而影響到內部的氣流分布。噴吹系統的設置，如氣包的大小、噴吹管及噴嘴的管徑、噴吹氣量及噴吹壓力的選擇，以及噴吹制度的設置等均是噴吹系統設計中的關鍵因素，需要依據有關的規程規范、或通過試驗，再結合以往的工程經驗，通過細致的計算才能得出。LCMD型除塵器的清灰采用壓縮空氣低壓脈沖清灰。除塵器采用在離線狀態清灰方式，清灰功能的實現是通過PLC利用差壓（定阻）、定時或手動功能控制提升閥關閉清灰倉室（離線清灰狀態、在線清灰時不關閉倉室），啟動清灰時自動控制系統發出信號，脈沖閥迅速開啟，壓縮空氣在瞬間釋放，經由脈沖閥和噴吹管向濾袋內噴射，濾袋因此而迅速向外急劇膨脹，當膨脹到極限位置時，由于受到很大的張力而獲得最大反向加速度，產生一個沖擊振動。濾袋表面的粉塵由于慣性從濾布上脫落下來。清灰系統設計合理，脈沖閥動作靈活可靠；在設備出廠前，對清灰系統等主要部件進行了預組裝，以保證質量。5） 清灰用的噴吹管采用無縫管，借助校直機進行直線度校正。噴吹短管（又稱噴嘴）與噴吹管的焊接采用了工裝模具，二氧化碳保護焊接，減少變形，保證噴吹短管間的形位公差。噴吹管借助支架固定在上箱體中，并設置了定位銷，方便每次拆裝后的準確復位。我們采用的噴嘴有同樣的導流效果但沒有增加設備阻力之憂。6） 清灰系統設置儲氣罐和分氣包、精密過濾器（除油、水、塵），保證供氣的壓力和氣量和品質，清灰力度和清灰氣量能滿足各種運行工況下的清灰需求。3.2.5、 過濾系統包括濾袋、袋籠、花板等，每個濾袋都套在一個袋籠上， 目的是防止布袋被壓癟。花板用于支撐濾袋組件、分隔袋室和凈氣室，并作為除塵器濾灰系統組件的檢修平臺。1）濾袋 對于整臺布袋除塵器而言，濾袋是其核心部件。濾料質量直接影響除塵器的除塵效率，濾袋的壽命直接影響到除塵器的運行費用 。根據窯頭窯尾煙氣特性我們選用PTFE+P84濾料，布袋底部采用三層包邊縫制，無毛邊裸露，底部采用加強環布，濾袋合理剪裁，盡量減少拼縫。拼接處，重疊搭接寬度不小于10mm，提高袋底強度和抗沖刷能力。同時濾袋底部距離進風口的水平距離、設備進風導流系統的設計與濾料的使用壽命有著極大的關系。我公司設計生產的設備充分考慮了這些內容，保證除塵器正常運行。另外，濾袋上端采用了彈簧漲圈形式，密封性能好，安裝、換袋快捷，可靠性高。關于濾袋的壽命，根據專家的分析和國外的使用經驗，濾料在水泥廠煙氣條件下的使用壽命可達1年以上，煙氣溫度最高不得超過280。當煙氣溫度在280以上時不能超過100小時。平時應作好煙氣溫度變化的詳細記錄。因而，本案濾料我們根據除塵器運行環境和介質情況選用P84濾料： PTFE覆膜處理，耐溫260瞬間280。此濾料為表面過濾型濾料，清灰徹底，減少了粉塵在濾袋表面形成粉層后板結的可能；濾料壽命長，加上我們在除塵器結構方面的改進，保證了濾料20000小時的正常使用壽命。布袋在壽命期內破損率3%。表中的技術參數是根據國家標準測得的，遵從常規公差范圍。但以上數據參數內容并不表示任何承諾，本公司將保留變動有關內容而不再另行通知的權力。2）、煙氣結露帶來的糊袋是濾料最大的問題。、保證除塵器在露點溫度以上運行，一般留出20安全空間。、避免停機后結露。停機后由于除塵器內部滯留煙氣，所進入水分在溫度降至露點以下時，即會結露析出，造成糊袋問題。為避免停機結露，所以必須及時排空除塵器內的煙氣。可采取引風機延時停機的方法即可達到目的。LCMD型袋式除塵器設有煙氣置換控制系統，依賴引風機，與設置在除塵器進口處的單板截止閥（關閉）、冷風閥（打開）配合，在停機后以空氣將煙氣置換出去，避免該問題的發生。、長期保持煙道、除塵器總漏風率處于低指標狀態下，除塵器漏風率需長期保持在3%以下。、降低清灰對濾袋局部形成的富氧條件。由此應降低清灰氣流的氧含量，可采用壓縮氮氣作氣源。3） 袋籠、袋籠采用圓型結構，袋籠的縱筋和反撐環分布均勻，并有足夠的強度和剛度，防止損壞和變形，頂部加裝“”形冷沖壓短管，用于保證袋籠的垂直及保護濾袋口在噴吹時的安全。材料采QZ195F鋼，使用袋籠自動焊接機，保證籠骨的直線度和扭曲度，濾袋框架碰焊后光滑、無毛刺，并且有足夠的強度保證無脫焊、虛焊和漏焊現象。袋籠采用有機硅噴涂技術或電鍍，鍍層牢固、耐磨、耐腐，避免了除塵器工作一段時間后籠骨表面銹蝕與濾袋黏結，保證了換袋順利，減少了換袋過程中對布袋的損壞、袋籠頂部加裝導流管，起引導和調整氣流作用，避免氣流直接沖擊和損壞濾袋。3.2.6、欄桿樓梯平臺和防雨棚除塵器頂部必須設置欄桿，如露天布置時應加裝防雨棚，如現場需要還應設置到達防雨棚或平臺的樓梯。除塵器頂部到地面的垂直爬梯，遇到緊急情況時，可以從該爬梯撤退。防雨棚頂設置了電動葫蘆，防雨棚可以方便地將零配件等材料吊至雨棚區域。爬梯的具體尺寸在中標后按現場確定3.3、除塵器控制系統控制系統包括儀器、儀表、PLC可編程控制器為主體的除塵器主控柜及相應的輔助設施，采用連續控制方式，留有DCS計算機控制接口，以適應設備自身控制和車間（或中央）控制的需要。1. 電機除塵器系統上所采用的電機均符合國家標準和IEC標準。我方所選用的電機型式與它所驅動的設備、運行條件、使用環境和維修要求相適應；對于閥門和檔板的電機，其堵轉電流不超過電機額定電流的8倍2. 控制柜機柜中連接電纜用的端子排預留有20%備用量；端子單元能適應2.5mm2芯線的連接，端子排、電纜接頭、電纜走線槽應為阻燃型材料，端子排的安裝便于接線，距柜底不小于300mm，距柜頂不小于150mm，排與排之間距離不小于200mm，并采用底部進出電纜。控制柜及就地控制箱內所有的電源開關選用西門子系列產品，接線端子選用魏德米勒或鳳凰端子。標準插座選用導軌安裝結構的型式，檢修電源開關帶有觸電保安器。控制柜上設有除塵器進出口壓差、壓縮空氣壓力、除塵器各電動設備工作狀況、清灰狀況、輸灰設備工作狀況、除塵器綜合故障報警等顯示報警信號及輸出接點。除塵系統所有自動控制設備可無人值守運行或接受遠程控制。控制柜設置：手動/自動轉換開關、定時/定阻轉換開關、自動控制啟停按紐、除塵器各設備手動操作啟。PLC除塵器控制系統主機采用施耐德昆騰或西門子PLC控制器或客戶指定的PLC控制器，實現除塵系統全部設備的集中控制以及與其他計算機控制系統的通訊。做到投資省、能耗低、操作簡便、運行費用低。除塵系統脈沖清灰采用定時和定阻兩種控制方式。除塵器安裝了差壓變送器、溫度檢測儀、壓縮空氣油水分離器等儀器儀表，除塵器運行狀況均可在主控柜模擬屏上發出聲光報警信號。除塵系統可通過控制柜或遠程操作進行控制。主要監控儀表：溫度檢測儀、壓差計、料位計等。顯示和報警：煙氣溫度顯示和報警、壓差顯示和報警、除塵器工作狀態顯示各倉室清灰狀態顯示、系統各運轉設備故障報警等。3. 除塵器的控制以主風機運行信號作為除塵系統啟動信號，主風機停止，除塵器清灰裝置延時停止（時間可調）。除塵器的脈沖清灰控制采用手動和自動兩種方式，可相互轉換。自動控制采用壓差(定阻)和定時控制方式，可相互轉換。壓差檢測點分別設置在除塵器的進出口總管處。當達到設定的壓差值時或時間周期時，除塵器各室依次進行脈沖噴吹清灰，清灰狀態的選擇由PLC實現。a）定時控制：選擇開關選定“自動”“定時”位置，系統滿足定時控制條件后，先關閉1#室立閥（離線清灰方式），1#室清灰指示燈亮，開始噴吹，噴吹結束后打開1#離線閥，1#室開始工作；間隔一定時間關閉2#室立閥（重復1#室工作），依次完成所有倉室的清灰工作后進入下一周期，周期結束后再從1#室開始清灰工序。b）定阻控制：選擇開關選定“自動”“定阻”位置，當除塵器差壓達到設定值時，開始清灰工序：先關閉1#室離線閥（離線清灰方式），1#室清灰指示燈亮，開始噴吹，噴吹結束后打開1#離線閥，1#室開始工作；間隔一定時間關閉2#室提升閥（重復1#室工作），依次完成所有倉室的清灰工作。c）如果一次清灰后除塵器阻力仍然高于設定值，清灰繼續進行。如果在清灰過程中，除塵器阻力降低到設定值以下，清灰工序在完成一個周期后停止，直到除塵器阻力超過設定值，開始下一輪清灰工序。除塵器各倉室能單倉離線，即關閉離線閥及進氣閥、脫離除塵系統。在此情況下，該倉室將不運行清灰程序。卸灰系統振打采用清堵空氣炮自動和現場控制兩種方式、與輸灰系統連鎖。除塵器灰斗設上料位及下料位反指示，料位信號在控制柜上顯示并報警。3.4、除塵器保溫和外飾我方負責除塵器范圍內的保溫、油漆和防腐、防護設計及供貨安裝，包括設備、閥門及附件等。鋼結構先涂防銹底漆，采用耐風化、防腐蝕的優質油漆，最后一道面漆在現場施工完后再刷，漆顏色由貴方確認。除塵器本體設計制作時兼顧保溫的施工，保溫釘、保溫外包板（彩鋼板）固定用槽鋼