山東山鋁環(huán)境新材料有限公司2號熟料生產(chǎn)線于2008年建成投用，窯頭篦冷機(jī)余風(fēng)處理采用電除塵器并配備余熱鍋爐，隨著國家環(huán)保對廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，現(xiàn)有電除塵器無法實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。針對上述情況，為了排放達(dá)標(biāo)，公司投資400萬元，利用原電除塵器殼體，將電除塵器改為袋式收塵器，確保除塵器出口煙氣顆粒物排放濃度低于20mg/Nm3，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。  

1技術(shù)路線  

將原窯頭電除塵器三電場全部拆除，保留電除塵器的大梁，采取頂部出風(fēng)高凈氣室的設(shè)計方式。充分利用原有電除塵器的外殼體(含灰斗、立柱、框架、箱體等)以及輸送系統(tǒng)，拆除電除塵器的頂部及內(nèi)部構(gòu)件，將原有電除塵器各個電場的每側(cè)改為三個袋室，改造后除塵器共分為12個袋室。將濾袋布滿設(shè)備內(nèi)部，并改變除塵設(shè)備出口方式，增設(shè)頂部上箱體(含爬梯和頂部噴吹凈氣室)，將其整體改造為純袋式除塵器。  

除塵器的凈氣室設(shè)計為獨(dú)立的單元，并設(shè)置閥門可實(shí)現(xiàn)在線檢修，每個凈氣室的氣體通過分管道進(jìn)入出風(fēng)通道，改造后正常生產(chǎn)運(yùn)行時出口粉塵濃度≤20mg/m3。  

本次改造為了滿足將來出口粉塵排放濃度升級改造達(dá)到≤10mg/m3的要求，我們在對除塵設(shè)備設(shè)計時預(yù)留了充裕的改造空間： 

(1)更多濾袋數(shù)量的設(shè)計，為將來濾袋加長增加過濾面積預(yù)留了足夠的空間；  

(2)選用3.5″脈沖閥，能夠滿足更多過濾面積的清灰效果；  

(3)對高凈氣室進(jìn)行加高設(shè)計，能夠滿足將來濾袋加長后的更換檢修空間；  

(4)關(guān)鍵氣密性結(jié)構(gòu)采用雙面滿焊，為10mg/m3排放做好準(zhǔn)備。  

2增加冷卻裝置  

窯頭篦冷機(jī)工作不穩(wěn)定或是余熱發(fā)電工作不正常時，除塵器易造成高溫?zé)氖鹿拾l(fā)生，因此需要配備合適的冷卻裝置進(jìn)行應(yīng)急處理。我們從窯頭的工藝考慮出發(fā)，在除塵器的入口處增設(shè)冷風(fēng)閥，還在篦冷機(jī)的出風(fēng)口增設(shè)管道噴霧降溫裝置，確保出現(xiàn)意外的情況能夠進(jìn)行有效的處理，從最大程度保護(hù)濾袋。  

管道噴霧降溫的基本功能是根據(jù)煙氣溫度的變化自動控制噴嘴的開關(guān)，使冷卻器煙氣出口溫度維持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。工作時，冷卻水自水源水箱經(jīng)過濾器過濾后由多級水泵升壓，經(jīng)出口管路分組控制箱(控制不同工況下的不同噴水量)送到噴嘴，經(jīng)過噴嘴噴霧，產(chǎn)生非常細(xì)小的顆粒，水霧在高溫?zé)煔庵醒杆僬舭l(fā)，吸收煙氣的大量熱量，使煙氣溫度迅速降低并維持在一定溫度范圍內(nèi)�？商崆霸O(shè)定期望煙氣出口溫度值，當(dāng)出口測溫元件檢測到煙氣溫度超過給定溫度設(shè)定值的上限控制偏差時，在控制器的作用下，水泵自動開啟，給噴嘴供水降低出口煙氣溫度，并根據(jù)出口溫度與設(shè)定溫度的差值控制噴嘴的開關(guān)及流量調(diào)節(jié)，從而使煙氣溫度降低到指定范圍內(nèi)；當(dāng)出口溫度降低超過溫度設(shè)定值的下限控制偏差時，在控制器的控制下，水泵自動停機(jī)，從而使煙氣溫度回升到指定范圍內(nèi)。  

圖1為收塵入口煙道增加冷風(fēng)閥；圖2為篦冷機(jī)噴霧降溫裝置；圖3表明噴霧裝置噴頭霧化效果。  

圖1收塵入口煙道增加冷風(fēng)閥  

圖2篦冷機(jī)噴霧降溫裝置  

圖3噴霧裝置噴頭霧化效果  

3風(fēng)機(jī)改造方案  

根據(jù)窯頭的工藝以及現(xiàn)有排風(fēng)機(jī)配備的電機(jī)功率來計算，風(fēng)機(jī)壓頭不能滿足電除塵器改為袋式除塵器后的需求，將風(fēng)機(jī)改造參數(shù)設(shè)定為全壓3600Pa，風(fēng)量450000m3/h。我公司采用的排風(fēng)機(jī)型號為CTGXYT75NO29D，全壓3600Pa，風(fēng)量50000m3/h，電機(jī)型號為YPT560-8，功率710kW。  

表1改造前后參數(shù)對比(窯頭配備余熱發(fā)電)  

圖4袋式除塵器CAD數(shù)字化設(shè)計  

4改造效果  

原窯頭電除塵系統(tǒng)參數(shù)及改造為袋收塵系統(tǒng)參數(shù)對比(見表1)。改造后排放指標(biāo)(見表2)。  

表2改造后排放指標(biāo)  

5關(guān)鍵技術(shù)  

5.1袋式除塵器箱體模塊化結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計  

對低壓長袋脈沖除塵器箱體的模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對性的優(yōu)化設(shè)計(見圖4)，方便設(shè)備的安裝，既縮短改造工期，又降低安裝成本。  

5.2合理的均風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計  

利用CAE技術(shù)對設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行CFD流場模擬分析(見圖5)，以此結(jié)合新型均風(fēng)結(jié)構(gòu)(已獲國家實(shí)用新型專利)來改善內(nèi)部氣流分布，進(jìn)一步降低設(shè)備結(jié)構(gòu)阻力。  

圖5CFD流場模擬分析  

5.3低能耗高效脈沖噴吹系統(tǒng)的開發(fā)研究  

新型低能耗高效脈沖噴吹系統(tǒng)(見圖6)，保證排放達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)低阻、高效的運(yùn)行效果。  

圖6脈沖噴吹仿真模擬  

5.4破袋檢測技術(shù)  

在每個室設(shè)立單獨(dú)的壓差計，以便觀察每個室的工作情況。并利用粉塵監(jiān)測裝置配合電器控制反饋系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)濾袋破損，并準(zhǔn)確定位到某個袋室，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行檢測的機(jī)電一體化，方便設(shè)備維護(hù)。  

5.5工藝系統(tǒng)綜合分析  

借助在工藝設(shè)計方面的優(yōu)勢，對整個窯頭煙氣除塵系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析，包括對通風(fēng)管路的優(yōu)化設(shè)計，頭排風(fēng)機(jī)的參數(shù)選型和改造，為整個窯系統(tǒng)的提產(chǎn)創(chuàng)造了條件。  

6結(jié)束語  

環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻，窯頭采用電除塵器已經(jīng)不能滿足達(dá)標(biāo)排放的要求，對窯頭電除塵器進(jìn)行改造勢在必行，為了降低改造成本，可以利用原有的收塵殼體進(jìn)行改造，將電除塵器改為袋式收塵器。

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