LCMG 型高温长袋脉冲除尘器在5 000 t/d 熟料窑尾烟气处理中的应用
1 窑尾废气性质及除尘系统介绍
广东塔牌集团公司惠州龙门分公司5 000 t/d 熟料水泥生产线于2006 年8 月建成投产, 随着水泥窑的正常投运, 窑尾废气处理系统也随之同步运行。窑尾烟气成分有CO2, O2, CO, N2, 其体积分数分别为:31.1%, 3.8%, 0.26%, 64.8%。废气处理系统工艺流程见图1, 其中废气除尘采用了LCMG530- 2×14 型高温长袋脉冲除尘器。其烟气基本参数为: 烟气量小于920 000 m3/h; 含尘浓度( 标况) 分别为<150 g/m3; 气体温度90～150 (最大280) ℃; 气体压力<107000Pa。
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2 除尘器的结构、原理和特点分析
2.1 结构和除尘原理
LCMG530- 2×14 型高温长袋脉冲除尘器主要由滤袋、清灰机构、外壳和灰斗构成。其工作原理为采用分室, 中间风道进气结构, 含尘烟气由中间进风口进入风道, 经气流分配机构将气流均匀地分配给各过滤室。含尘气体在进入过滤室时, 由挡板的折挡使较大的尘粒在惯性力和重力的作用下直接落入灰斗中, 其它尘粒随气流上升进入各过滤室滤袋; 经滤袋过滤后, 尘粒被阻流在滤袋外侧, 净化后的气体由滤袋内部进入净气室箱体, 再通过提升阀、出风口排入大气; 灰斗中的粉尘经卸灰阀、拉链机、斗式提升机输送回收利用。
随着过滤时间的延长, 滤袋外侧附积的粉尘不断增加, 从而导致袋除尘器本身阻力也逐渐升高。当阻力达到预先的设定值( 1.2～1.5 kPa) 时, PLC 清灰控制系统发出信号, 首先命令一个喷吹单元的提升阀关闭以切断该室的过滤气流, 接着给出指令打开电磁脉冲阀, 压缩空气以极短的时间0.1~0.2 s, 通过喷吹管和特制的喷嘴向滤袋喷入, 由于压缩空气的诱导作用把净气箱中大量的净空气吸入滤袋, 滤袋面自上而下顺序开始膨胀, 并顺序达到极限位置, 此时又在滤袋张力的作用下产生反向加速度, 这样滤袋产生了高频振动变形, 使滤袋外侧所吸附的尘饼变形脱落。在粉尘沉降一定时间后, 提升阀打开, 此喷吹单元再次处于过滤状态, 而下一个喷吹单元则进入清灰状态, 如此周而复始地清灰→停止→过滤,使收尘器阻力始终处于一定值范围内, 实现长期连续运行。
2.2 除尘器技术特点分析
LCMG530- 2×14 型长袋脉冲除尘器的主要结构和技术参数见表2, 主要技术特性分析如下。
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(1) 在该除尘器的钢结构设计上, 一是充分考虑了除尘器在高温状态下运行, 采取了钢材受热膨胀伸缩措施, 以防止焊缝被拉裂造成除尘器漏风, 同时采用先进的焊接工艺和检验手段, 控制漏风率小于<3%; 二是采用分室结构、模块化组合; 三是在滤袋下部设计有较大的空间, 使含尘气体在到达滤袋前得到沉降,以减轻对滤袋的负担,延长滤袋的使用寿命; 四是为使各室气流分配较为均匀, 在进风道上我们设计了气流均化装置; 五是在收尘器内部采用了耐高温的有机硅涂料, 使收尘器的寿命大大延长,主体设备的寿命>15 年。
(2) 考虑窑尾烟气粉尘有一定的黏性和湿度,为提高清灰效果, 采用了先进的喷吹清灰技术, 使清灰强度进一步提高, 保证每条滤袋都保持最高的工作效率。清灰系统采用了较小的喷吹单元, 减少了喷吹面积, 最大限度地减少清灰时对窑尾处理风量的影响。另为了延长脉冲阀的寿命, 系统所供的清灰气源进行了脱油水处理措施。
(3) 采用P84 耐高温滤料。根据滤料要求, 滤袋骨架选择12, 16, 24根纵筋优质钢丝制作, 多点焊接自动生线生产, 既保证了滤袋骨架强度, 又防止了焊接毛刺对滤袋的影响, 减少了与滤袋的磨擦, 并采用了镀锌防护措施, 延长了滤袋骨架的使用寿命。
(4) 电气控制上可提供集中控制(DSC 远程控制) 和机旁控制, 采用了先进的PLC 清灰程序控制系统, 可提供定阻定时两种清灰方式。
3 运行效果
该除尘器正常运行后, 除尘效果非常好, 具体运行技经指标如下。
(1) 实测净化窑尾烟气排放浓度( 标况) 仅为<50mg/m3, 远低于当地环保控制指标, 且大大降低了生产水泥原料的损耗;
(2) 采用的P84 耐高温滤料的过滤性能强, 阻力低, 使用寿命超过3 年;
(3) 过滤负荷( 即压缩空气用量, 折算成标况风量) 在离线清灰时, 通常为39 m3/(m2·h) , 在在线清灰时, 通常为42m3/(m2·h) ;
(4) 除尘器阻力控制在1 700 Pa 以下, 而喷吹清灰压力始终在预定的0.4～0.6MPa 范围内, 清灰周期设定为2 min, 清灰间隔8 s, 其清灰效果良好, 每次喷吹后, 设备运行阻力可下降至1 200 Pa。
(5) 为了保障袋除尘器的正常运行, 在窑立磨联合运行时, 正常控制袋除尘器入口温度在120～180 ℃范围内。因为温度太低易使滤袋结露,降低清灰效果; 若温度高于280 ℃时, 滤袋过热易烧坏且造成提升阀板变形。
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