布（bù）袋除塵器在電解鋁廠的成功應用

發布日期：2017-12-13 12:08

 摘　要:通過對貴鋁第三電解（jiě）鋁廠陽極組裝工段大型除塵係統的設計實踐,闡述了該係統風管配置（zhì）、排風量確定、係統阻力計算、主要設備選擇等過程,並針對（duì）除塵係（xì）統中的多點除塵風管壓力平衡計（jì）算、水平風管防止積灰堵塞、風管壁（bì）厚選擇、螺旋輸送機選擇等問題進行了（le）探（tàn）討。

關鍵詞:除塵係統;設計;係統風量;壓力平衡（héng）

1、概述

預焙陽極電解鋁廠陽極組裝工段是把鋁電（diàn）解槽使用過的陽極（jí）也稱（chēng）殘極經過處（chù）理,取出鋁導杆和鋼爪頭,然（rán）後將經陽（yáng）極焙燒爐焙燒後的新陽極炭塊和（hé）鋁（lǚ）導杆、鋼（gāng）爪頭進行組裝（zhuāng）,使（shǐ）之成（chéng）為新陽極,送電解（jiě）車間供電解槽使用。預焙陽極電解鋁廠陽極組裝工段,包括預焙陽極的組裝、電解質和殘極的（de）清理及回收利用等。殘極清（qīng）理和殘極壓脫、導杆清刷、鋼爪清理（lǐ）等都會（huì）產生大量粉塵,因此（cǐ）,為了（le）適應環保和車間衛生條件的要求（qiú）,必須（xū）設置排風除塵係統。本（běn）文（wén）就貴州鋁廠第三電解鋁廠陽極組裝工段大型除塵係統的主要設（shè）計參數、設計方案、運行效果進行分別（bié）論述。

2、主要設計參數

貴州鋁廠第三電解鋁廠,年（nián）產電解鋁8萬t, 1987年10月開工建設（shè）,與其配套的陽極係統包括陽（yáng）極組裝工段於（yú）1994年6月交（jiāo）付生產投入（rù）使用（yòng）。陽極組裝工段除塵係統具有除塵風管長、除塵風量大、除塵點較多的（de）特點,陽極組裝工段除塵係統主要是殘極清理和（hé）殘極壓（yā）脫2個除塵（chén）係（xì）統,其（qí）主要設計參數見表1。

表1　殘（cán）極清理和殘極壓（yā）脫係（xì）統主（zhǔ）要設計參數（shù）表

殘（cán）極（jí）清理係統散（sàn）發粉塵的生產（chǎn）設備是:托盤傾翻裝置,初次、二次及手（shǒu）動殘極清理機和皮帶運輸機等。殘極壓脫係統散發粉塵的（de）生產設備是:自動（dòng）和手動殘極壓脫機、鋼（gāng）爪清理（lǐ）機及皮帶運輸機等。

3、除塵係統（tǒng）方案（àn）

陽極組（zǔ）裝（zhuāng）除塵係統粉塵主要是炭素塵,呈黑色,粒度小,可見性明顯。因此,除塵係統運（yùn）行好壞,車間內（nèi）衛生條件和除塵係統排出口濃度很容易觀察到。另外,陽極組裝生（shēng）產工藝設備自（zì）動（dòng）化水平較高,電氣設備要求車間粉塵濃度很嚴格（gé）,因此,除塵（chén）係統設計整體方案包括風管配置、排風罩設置、設備的選擇要合（hé）理、先進。

3.1　除（chú）塵風管配置

陽極組裝工段為單層廠房,室內工藝設備配置比較緊湊,因此,除塵風管和排風罩布置需緊密與生產工藝設備配合好,否則（zé）就會影響工藝設備正常操作（zuò）和運行（háng）。除塵風管一般應盡（jìn）量垂直或傾斜敷設,以（yǐ）防除塵風管積灰。但在陽極組裝工段,由於條（tiáo）件受（shòu）限,除塵風管（guǎn）配置隻能采取支（zhī）管垂直敷設、匯合總管水平敷設的方案,這樣對生產工藝設備的運行操作才不會有影響,而且水平匯合管還必須高於車間的組裝（zhuāng）懸鏈輸送設備,當然,針對除塵風管（guǎn）的水（shuǐ）平（píng）敷設需采取相應（yīng）的防止積灰措施。

3.2　排風量的確定和除塵係統阻力計算

各排風點的排風量大小關係到塵源點的粉（fěn）塵（chén）散發,對於陽（yáng）極組裝的工藝設備散（sàn）塵點的（de）排風量主要是依據現有的專業設（shè）計手冊和經驗數據來確定,對於排風罩的控製風速一般采用0.6——2.0m/s。其各收塵點排風量見表2。

對於多點除塵係統的阻力（lì）計算,采用風管等速計算法（fǎ）和支管設（shè）置鋼製（zhì）蝶閥（fá）調節,使除塵係統阻力達到平衡,除塵係統總阻力為O不利環路的阻力,依據總阻力和（hé）除塵器的阻（zǔ）力來（lái）確定風機的壓力。

3.3　除（chú）塵設備

通常電解鋁廠炭（tàn）素係統除塵設（shè）備多采用反吸風扁袋（dài）除塵器、小型脈衝（chōng）袋式除（chú）塵器等,而且往往室內布置居多。但本陽極組裝車間由於是擴建工程（chéng）,除塵設備隻能室外布置,而（ér）且位置有限（xiàn）,係統風量（liàng）也比較大。因此,需考慮除塵設備向（xiàng）空間發展,這樣,在除塵（chén）設備選擇上選擇（zé）GFC負壓反吹風布袋除塵器,根據係統的風量和粉塵（chén）性質,所選擇的袋式除塵設備型號及技（jì）術參數見表3。

3.4　風機設備

根據除塵係統風管阻力和袋式除塵器設備阻力,風機的參數選擇見表4。

3.5　收塵粉（fěn）料輸送

袋式除塵器回收的粉料可作生產原料,因此（cǐ）,收下來（lái）的粉料（liào）直接返回生產線末端,粉料輸送采用螺旋輸送機設備,與除塵係統聯鎖（suǒ）運行（háng）。

4　除（chú）塵（chén）係統的（de）幾個問題

4.1　多點除塵係（xì）統風管壓力平衡計（jì）算

在多點除塵係統的風管壓力平衡計算過程中（zhōng）,傳統的計算方（fāng）法多采用靜壓平衡法。這種（zhǒng）計算方（fāng）法在理論上比較精確,但在工廠實際安裝的風管係統往往和設計的風管係統不同,使原來壓力平衡的各並聯管路出現不平衡。另外（wài）,不同的設計手（shǒu）冊,盡管條件相同,查找出的局部阻（zǔ）力係數值等參數並不相同,這也會（huì）造成理（lǐ）論計算值與（yǔ）實際情況有差別。另外,靜壓平衡法計（jì）算（suàn）過程繁瑣,為了平衡風管,往往要進行（háng）大量的重複計算工作,而且有些風（fēng）管（guǎn）的（de）管徑為了滿足壓力平衡計算,風管管徑過大過小會帶來風管速度不符合除塵係統要求。在多年的設計過程中,下面一进一出好爽视频采用等速計算法來計算多點除塵係統風管壓力。實踐證明,各排（pái）風支（zhī）管可達到平衡,這樣可減少計算（suàn）工作量。等速計算法是根據除塵風管的速度要求（qiú）,按節點（diǎn）處各支管、分支管段風速相等（děng）的原則（zé）進行管徑計算，並以（yǐ）O長風管管路為（wéi）O不利管路,個別管路進行適當的風速調整,為（wéi）方便現場安裝調試和保證等速計算後除塵係統（tǒng）滿足（zú）設計要求,各排（pái）風點均設鋼製調節蝶閥。等速計算法,采用編程計算風管管徑及（jí）壓（yā）力平衡,根據匯合管和支管壓力損失可以計算出各支管蝶閥卸料器的開啟（qǐ）角度,使除塵係統風管各支管壓力達到平（píng）衡。

4.2　除塵風管閥門

除塵係統（tǒng）風管閥（fá）門過去一直沿用《采暖通風設計（jì）選用手（shǒu）冊》中(T309)密閉斜插板閥作為除塵風管閥門,但在多年的實踐中發現（xiàn）存在以下（xià）幾個問題:一是斜插板閥不易調節,尤其是加工質量不好或粉塵進入斜插板槽後更是難以拉動;二是斜插板閥高度尺寸（cùn）太大（dà）,給除塵風管安裝帶來不便,甚至會出現安裝不（bú）下的現象;三是斜插板閥由於是往上拉動,現場條（tiáo）件受限會造成操作困難。因此,許（xǔ）多工廠都對除塵係統采用斜插板閥不滿意。在下面一进一出好爽视频近年來的除塵係統設計（jì）中,風管閥門采用鋼製蝶閥,可以現場加工,要求高（gāo）些也可以（yǐ）向製造廠訂貨。從目（mù）前加工（gōng）的水平看,蝶閥製作可做到（dào）比較（jiào）嚴密,鋼製蝶閥具有操作方便、定位（wèi）簡單、閥門高度小安裝（zhuāng）方便的優點,所以（yǐ）筆者（zhě）認為除塵係統風管閥門采用鋼製蝶閥為好,閥門鋼板厚度根據管徑大小確定,一般來說,閥門（mén）壁厚可與風管壁厚相同或大1——2mm為宜,這樣也不會造成閥門造價過高,從（cóng）近年來下面一进一出好爽视频與（yǔ）國（guó）外合作的工程中了解到,國外除塵係統風（fēng）管閥門也都是采用鋼製（zhì）蝶閥。

4.3　水平風管防堵措施

在多點除塵係統風管布置中,由於風管管路長,受條件所限,往往難以（yǐ）保證所有（yǒu）風管（guǎn）都能傾斜或垂直布置,常常會遇到除塵風管水平（píng）敷設問題（tí）。因此,水平風管防止積灰堵塞尤為重要,關係到（dào）除塵係統（tǒng）能否正常運行的問題。根據（jù）多年的設計和現場調（diào）試經驗,水（shuǐ）平風管防止積（jī）灰堵塞措施有以下（xià）幾點:①保證水平（píng）風管風速大於粉塵性質（zhì）要求的O小風速,有時可以在末端排風支管上設旁通閥,用於（yú）調節（jiē）風量或進行風管清掃,必要時可通過旁通閥（fá）增加末端風量而保（bǎo）證水平風管風速;②有壓縮空氣條件的,在水平風管側麵安（ān）裝壓縮空氣助吹管,定期吹掃,采用鋼管連接助吹管接至地麵（miàn）或便於連接壓（yā）縮空（kōng）氣的位置;③在除塵係統（tǒng）的電氣控製上,除塵係統啟動時間保證比工藝設備啟動時間提前,停止時（shí）間保證比工藝設備（bèi）停（tíng）機時間滯後,這樣就不會造成含塵氣流粉塵沉降於風管。往往風管積塵,都是風管含塵氣體停止流動造成沉降,時間長了勢必就會引起風管堵塞,所以除塵係統啟動和停止時間對除塵風（fēng）管防止積塵堵塞尤為重要。

4.4　除塵風管壁厚

《通風與空調工程施工（gōng）及驗收規範》中對除塵風管壁厚已有明文規定,不同管徑對應於不同壁厚。但在（zài）實際工程中,下面一进一出好爽视频按規範規定設計,采用1.5mm和2.0mm2種壁厚,建設單位往往（wǎng）感到鋼板壁厚難以分類、采購,而且容易造成混（hún）淆。因此（cǐ）,近年來,下面一进一出好爽视频在設計中,一般（bān）的除塵風管通常采用δ=2mm的鋼板,大於1500mm的風管采用δ=3mm鋼板,施工單位感到比較滿意（yì）,盡管比規範規定（dìng）的材料重量有所增加,但實際上（shàng）,由於（yú）材料壁（bì）厚統一,廢料減少,因此投資（zī）費用增（zēng）加無幾,故筆者認為,一般除塵（chén）係統風管壁厚采用2mm是O為合（hé）適的。

4.5　螺旋輸送機

除塵係統大多采用螺旋輸（shū）送機來進行回收粉塵輸送。在設計選型上,如按輸送能力計算（suàn）,選用150mm、200mm螺旋輸（shū）送機就（jiù）足夠了,但在實（shí）際工程中,常常會遇到螺旋輸送機輸送粉料時發生堵塞拱料的現（xiàn）象,特別是在中間吊軸（zhóu）承處,甚至會把輸（shū）送機頂板頂開。有些設計手冊規定輸送粉料的螺旋輸送機直徑不能小於300mm,而事實上,在（zài）工程實踐中發現螺旋輸（shū）送機輸送粉料造（zào）成堵塞拱料的原因,主要是由中間（jiān）吊軸承造（zào）成。這（zhè）是因為（wéi）粉料流動性差,中間（jiān）吊軸承處的法蘭連接造成螺旋截麵減小,另外螺旋葉片又中斷,因此,此處粉料輸送為喉口受阻,造成粉料拱料。因此,筆（bǐ）者認為螺旋（xuán）輸送機輸送粉料時,不設中間吊軸承為好,距離長時可采（cǎi）用兩（liǎng）段（duàn）螺旋輸送機,這樣就不容易拱料,在實際工程中也證明了這一點。如果確實不可避免（miǎn）采用中間吊軸承時（shí）,螺旋輸送機計算時要考慮中間吊軸承處（chù）的截麵減小因素。

5、運行效果

陽極組裝除塵係統在安裝調試過程中,設計人員積極配合,使除塵係統自1994年6月投入使用以來一直（zhí）效果良好,除塵係統運行平穩,設備運行（háng）正常。1995年8月（yuè）經O環保局委托（tuō）貴（guì）州省環境監測（cè）中心（xīn）站監測,其監測結果見表5。

從監測結果看,除塵係統（tǒng）排放濃度均低（dī）於O排放標準(150mg/m3),因此,陽極組裝（zhuāng）工段大型除塵係統的設計是成功的。