1000T/D生產線窯尾除塵係（xì）統的設計

發布日期：2017-12-13 17:13

1 窯尾（wěi）工藝係（xì）統的選擇
      目前,大型（xíng）水泥熟料生產線（xiàn）窯尾大部分采用(窯尾+立磨的配置係統, 該係統的除塵係統有兩種工藝流程（chéng）,見圖1) 帶"旋風除塵器+電除塵器"的立（lì）磨除塵係統, 這是典型的窯尾+立磨粉磨工藝的除塵配置,見圖1 中包含虛線的係統.從窯尾預熱器（qì）出來的煙氣先通過增濕塔和高溫風機,然後分（fèn）兩路,一路直接進電除（chú）塵器,另一路通過立式磨（mó）,旋風除塵器和循環風再到電除塵器, 兩路煙氣通過一個（gè）匯風箱匯合後進入電除塵器。
     不帶旋（xuán）風除塵器的立磨（mó）除塵係統(見圖1中無虛線（xiàn）框部分)此種（zhǒng）工（gōng）藝係統與第一種工藝係統的主要區別（bié）為取消了旋風除塵器和循環風機, 其功能全（quán）部由電（diàn）除塵器和主排風機（jī）承（chéng）擔,這一係統因流程更（gèng）簡單,占地麵積少.能耗低和風機磨損少而得到推（tuī）廣應用, 海螺集團1999年以後建（jiàn）成的2500T/D ,5000D/T生產線均采用（yòng）這種係（xì）統,運行效果很好.因此10000T/D’ 生產線也（yě）采用了這種工藝係統,這一係統由於（yú）立磨的通風阻力大和排塵濃（nóng）度高, 因此要求電除塵器能（néng）承受高負壓(13000Pa) 和高粉塵濃（nóng）度(標況下1000g/m^3。

2 增濕塔的工作原理及用途
     增濕塔,也稱(噴霧增濕塔)或(蒸發（fā）冷（lěng）卻塔（tǎ）);是對煙氣進行增濕處理（lǐ）的（de）設備（bèi）,在水泥（ní）工業,增濕塔的作用是配合各種除塵器, 使煙氣的性質更適合除塵（chén）器的要求（qiú）,是一種煙氣的（de）預處理設備（bèi）,對水泥窯尾除（chú）塵係（xì）統來說,增濕塔有兩種作用:一是降溫調質,二是可（kě）起到預收塵的作用,當增濕塔內通入高溫煙氣後, 由水泵產生高壓水通過安裝在塔體上的噴水（shuǐ）裝置向塔內噴入（rù）一定（dìng）量的霧化水，這些霧（wù）化（huà）水與塔內的高（gāo）溫煙氣進行熱交換（huàn）而蒸發成水蒸（zhēng）氣"由於蒸（zhēng）發的吸熱作用使煙氣溫度降低而（ér）濕度增加， 同時大量的水蒸氣吸附在粉塵表麵，使（shǐ）粉塵表麵電阻降低，從而降低（dī）了粉塵的比電阻。增（zēng）濕塔的這種降低煙氣溫度（dù），增加煙氣濕度和降（jiàng）低粉塵比電阻的作用稱為調質。另（lìng）外，煙（yān）氣由增濕塔的上部向下運動， 然後由下部（bù）灰鬥上的出氣口排出，煙塵中較大的（de）顆粒在慣性力的作用下，沉降於下（xià）部灰鬥，起到預除塵的作（zuò）用"。

     新型幹法水泥生產線的窯尾（wěi）預熱器出口煙氣溫度在350C左右，粉塵比電阻（zǔ）均超過1012W.CM如直接使用電（diàn）除塵器進行除（chú）塵（chén）。不但在鋼結構上（shàng）要考（kǎo）慮高溫的力學性能，更重要的是除塵效率非常低，要達到（dào）排放要求，電除塵器會設計得非常大，運行（háng）也極（jí）不穩定, 利用增濕塔的調質作用對煙氣進行預處理後再（zài）使用電除塵器進行除塵。不但（dàn）結（jié）構上可采用普通（tōng）碳素鋼,而且有很高的除塵效率,運行（háng）狀態穩定,電除（chú）塵器的規格也大為縮小,為節約（yuē）能源! 常利用窯（yáo）尾高溫煙氣對原料進行烘幹。這對煙氣的（de）溫度和濕度有一定的要求,使用增濕塔後,這些問題都能得（dé）到解決,當不進行原料（liào）烘幹時（shí）,增濕（shī）塔直接（jiē）將煙氣調整到除塵器的適用條件(當進行原料（liào）烘幹時（shí）,因為增濕塔的出口溫度不受烘幹物料的限製（zhì）,當出磨煙氣溫度高而濕度較低時,還可（kě）以（yǐ）進一步降低增濕塔（tǎ）出口溫度來進行調節, 使混和後（hòu）的煙氣適應除塵器的需要.因此,當工藝條件不在除塵器適用條件下,利用增濕塔的（de）調質作用（yòng）可使其變成（chéng）O適用條件, 從而增加了除塵係統的適應性,在（zài）這種情況下,增（zēng）濕塔是窯尾除塵係統中（zhōng）不可缺（quē）少的重要組成部分, 它的（de）工作好（hǎo）壞直接影響到電除塵器的除塵（chén）效（xiào）率和工作穩定性,反（fǎn）過來也會對生產工藝產生影響,所以正確的選型和運行增濕塔是保證生產和除（chú）塵的重要條件。

3 增濕塔的選型設計

     3.1原始（shǐ）參數與設計選型

     處理煙氣量:820000m^3/h,(單台10000T/D 生產線共（gòng）用2台); 進口氣（qì）體溫度:230~350C,O高450C;出口（kǒu）氣體溫度 :230C(聯合操作),90-120C(直接操作); 塔內煙氣流（liú）速（sù）:3.22m/s; 含（hán）塵濃（nóng）度(標況下):正常（cháng）65g/m^3;O80g/m^3;噴（pēn）水量:O38.4t/h.根據以上（shàng）參數我公司（sī）選用了2台（tái）9.5X39m增濕塔,氣體經（jīng）過增濕塔的速度為12.11m/s這一速度可以保證噴（pēn）槍噴出的霧水與氣體充分進行熱交換,達到除塵器的O佳除塵狀態。

     3.2結構設計（jì）

     增濕塔一般由五部分構（gòu）成,(見圖2)分別是（shì）:塔體（tǐ）,噴（pēn）水裝置,水泵站,控（kòng）製裝置,保溫層.其中塔體,噴水裝置（zhì）.保（bǎo）溫（wēn）層這三部分由我公（gōng）司設計並供貨。

     3.3塔體
     增濕塔的塔（tǎ）體（tǐ）(圖3)大部分是一個圓筒形的構造物,塔體分成三部（bù）分.即進氣口及分布板（bǎn）,筒體,下部灰鬥。

     3.3.1進氣口及（jí）分布板
     進氣（qì）口及分布板見圖4進（jìn）氣口位於塔體的O頂部由圓形的進氣管與上部錐體組成,為了增加（jiā）氣體的均布性,下面一进一出好爽视频設計時在進氣管內層沿氣流方向設置三層導流板,,在錐體內還設置兩層分布板,以便煙氣能沿增濕塔斷麵均勻（yún）分（fèn）布, 分布板采用多孔（kǒng）板式,多（duō）孔（kǒng）板氣（qì）體均布性好,製作安裝方便。

     3.3.2 筒體
     增濕塔的筒體是一個圓筒型的構（gòu）造物,噴槍噴入的霧化水和高溫煙氣在這裏進行熱交換,為使這種熱交換（huàn）達到預定的（de）要求,筒體應滿足一定的（de）規格尺寸要求,即用（yòng）內徑和有效高度來表示, 其中有效高度是指噴嘴的安（ān）裝位置到（dào）灰鬥上沿的距（jù）離。

     3.3.3下部灰鬥及出氣口
     下部灰鬥包括灰鬥#輸灰裝置和鎖風裝置， 有些增濕塔的出（chū）氣口設計在（zài）筒體上"有些增濕塔的出氣口與灰（huī）鬥組合在一起。本次（cì）設計采用出氣口與灰鬥組合在一起的結構，這一種灰鬥結構複雜"加工困難"但能增加筒體的有效（xiào）高度" 減少（shǎo）增濕（shī）塔的重（chóng）量和成本" 對提高增濕塔（tǎ）的（de）除塵效率也有好（hǎo）處， 輸灰裝置采用可逆式螺旋輸（shū）送機" 有兩個出料口" 正（zhèng）常工作時"螺旋輸送機正向運轉"粉塵由正常出（chū）料口排出。發生濕底等不正（zhèng）常現象時"螺旋輸送機反向運轉"粉塵由另一端的事故（gù）出（chū）料口排出"以清除廢料和保護下遊設（shè）備，鎖風裝（zhuāng）置一般采用雙（shuāng）翻（fān）板閥"防止濕底時積灰。

     3.4 噴水裝置
噴水裝置是增濕塔的核心" 能將水（shuǐ）泵站提供的具有一定壓力和流量的水進行霧化（huà）並按一定的布置（zhì）和擴散（sàn）角噴入筒體內" 本（běn）條（tiáo）生產線增濕塔的噴槍均（jun1）勻布置在塔體的四周。增濕塔的噴水裝置主要有噴槍管路過濾器"以及各類閥門和指示儀表等組成。按其結（jié）構（gòu）有回（huí）流式和壓力（lì）式兩種"本條生產線選用回（huí）流式噴槍結構示意見圖5。回（huí）流式噴槍由回流（liú）噴嘴具有內（nèi）外管的槍體和（hé）閥門及膠管等組成。從水泵站來的壓（yā）力水從槍體的外管進入噴嘴的旋流體形成高速旋（xuán）轉的流體"通（tōng）過噴嘴孔的擠壓撞（zhuàng）擊等機械作用和孔內外的壓差作用使水霧化"一部分（fèn）水通過回流到水泵站。噴水（shuǐ）量的大小（xiǎo）通過回流水的多少來調節" 回流（liú）水越多則噴水量越少"回流水越小噴水量越大。由於回流（liú）式噴槍的噴水量通過回流水來調節的" 故（gù）其水壓力是穩定的"不會因噴（pēn）水量（liàng）的調節而影響霧化（huà）效果。

     3.5 保溫層
     保溫層（céng）在整個塔體的外部" 保溫層的設計與安裝質量對除塵器的使用好壞有直接（jiē）影響。保溫層由保溫材料骨架和外裝飾板等（děng）組成"使（shǐ）增濕塔的（de）工作狀態（tài）不受環（huán）境的影響。由於保溫材料的作用"塔體被保持在一個較高的溫度下" 避免從噴嘴（zuǐ）噴（pēn）出的水霧接（jiē）觸（chù）到塔體時凝聚成水流"有（yǒu）利於霧（wù）化水的蒸發"所以增濕塔的保溫（wēn）非常重要。在海螺10000T/D生產線（xiàn）上增濕塔保（bǎo）溫層厚度為100mm。

4 電除塵器的工作原理及影響因素（sù）
     電除塵器是利用高壓靜電來進行氣,塵（chén）分離的,電場內設計有線狀的放電極(陰極)和板狀的收塵極(陽（yáng）極)當在電極間加上直流高壓後$由於放電極和收塵極的形式不同（tóng）使電極間產生一個不均勻電場    當施加的（de）直（zhí）流電壓達到一定數值（zhí）時$ 放電極（jí）周圍局部區域（yù）的電場強度足以使氣體擊穿產生電暈放電$生成電子和正%負離子（zǐ），其中正離子很快到達放電極中和而大量的電子和負離子在電（diàn）場力的作用下向收塵極方向運行形成電暈電流。當含塵氣體通過電極間的通道時，電（diàn）暈電流中的電子和負離子就（jiù）會吸附（fù）到粉塵上$使粉塵荷電（diàn）。正離子由於其作用區域很小，絕大部分吸附到電暈極上荷（hé）電的粉塵在電場力的作用下向收塵極運動，O後沉積（jī）在收塵極上並將電荷釋放出來。當粉塵沉積到一定厚度時，通過振打裝置將粉塵打落到灰鬥排（pái）出完（wán）成除塵過程。電除塵（chén）器的除塵效率與電（diàn）場的結構型式、供電裝置的特性等有關。但與煙氣和粉塵的性質關係更大。如煙氣和粉塵的成分（fèn）,溫度,濕度,濃度,粒度和比電阻等。其中粉塵（chén）的（de）比電阻的（de）影響O為突出粉塵比電阻（zǔ）在10^4-10^11歐姆.cm 之間時,電除塵器的工作效果O佳, 比（bǐ）電阻低於10^4歐姆.cm 的粉塵到達收塵極表麵後會很快釋放電荷，並獲得收塵極的正電荷，從而與收塵極相互排斥而重返氣流。當再次荷上負電荷運動到收塵極（jí）後又重複（fù）以（yǐ）上過程，形成粉塵在收塵（chén）極上的（de）跳（tiào）躍現（xiàn）象$O後可能隨著氣流帶出收塵器。除塵效（xiào）率下降比電阻高於10^11歐姆.cm 的粉塵到達收塵極表麵（miàn）後釋放電荷很慢。當粉塵不斷積厚時$粉塵層產生一（yī）個強電場，這（zhè）一電場不（bú）但減弱了電極（jí）間的電場強度，排斥其它粉塵繼（jì）續向收塵（chén）極運動，還會在粉塵層空隙間發生局部擊穿，產生大量的正離子與（yǔ）電場內的負離子中和其結果是電（diàn）暈電流增大。電壓降低，電場內閃絡頻繁，粉塵的二次飛（fēi）揚嚴重，這就是所謂（wèi）的反電暈現象（xiàng）。導致電能增加，除（chú）塵性（xìng）能惡化，甚至無法工（gōng）作，因此，要使電除塵器具有良好的除塵效率，必須注意粉塵比電阻，比電阻不在適合的範圍內（nèi）時，應對煙塵進行調質處理。通過增濕塔處（chù）理（lǐ）後，可以保證電除塵器O運行。

5 10000T/D水泥生產線窯尾電除塵器（qì）的特點
     (1)設備規格大10000T/D水泥生產線窯尾采。用高濃度電除塵器$ 共用兩（liǎng）台雙室四（sì）電場的（de）電除（chú）塵器$單台規格(m)為2X31/12.5/4X9/0.4;它是迄今（jīn）為止水泥生（shēng）產線O規格的電除塵器。
     (2) 處（chù）理（lǐ）風量大。每台電除塵器處（chù）理風量能力為860000m^3/h(聯合（hé）操作)是高濃度水泥生產線處（chù）理O風量的電除（chú）塵器。
     (3) 處理煙氣的含塵濃度高。進入每（měi）台電除塵器的煙氣含塵濃度高達597g/m^3而常規的電除塵器的（de）入（rù）口含塵濃度（dù）不超（chāo）過80g/m^3。
     (4) 該台電除塵器要承受高負壓。該電除塵器所要承受的負壓高達12000pa是O至今為止電除塵器設計中殼體所承受的O高負壓。

6 高（gāo）濃（nóng）度（dù）電除塵（chén）器與常規電除塵器的設（shè）計區別（bié）
     6.1氣體（tǐ）分布板（bǎn）與（yǔ）常規的電（diàn）除塵器不同
     含塵氣體進（jìn）入常規（guī）電除塵器電場之前 先經過氣體（tǐ）分布板，使氣（qì）流能均勻地進入電場1達到很好的除塵（chén）效果。而窯尾（wěi）高濃度電除塵器（qì），在進（jìn）氣口處加（jiā）了兩層槽型折射板，使氣流在槽型折射板間相互碰撞，氣（qì）流速度迅速降低並（bìng）改（gǎi）向，大量粉塵經慣性碰撞而降落，約有20%-30%粉塵沉澱下來（lái），起到預（yù）除塵的效果。使進入電除塵器的粉塵濃度大大降低，減輕了（le）電場的負荷，使整台電除塵器的除塵效率提高。此外，進氣口中部（bù）還加了一層折葉板$使氣流預均布$再經過多孔（kǒng）板使氣流得到進一步均布。這樣，氣（qì）流進入電除塵器前經折流預除（chú）塵及均布裝置，使（shǐ）氣體含（hán）塵濃度下降沒，同時氣（qì）流均勻地進入電場內部1有利（lì）於（yú）電除塵器的除塵(布置見圖6)。
     6.2電暈線的特殊設計
     含塵氣體通過電除塵器的電場（chǎng）空間時 粉塵粒子與（yǔ）其中的遊離帶電粒子（zǐ）碰撞（zhuàng）而荷電,於是在電除塵器內便出現兩種形（xíng）式的電（diàn）荷,粒子電荷和離子電荷,常規電除塵器的入口含塵（chén）濃度=<80g/m^3所以（yǐ）,一般用（yòng）v15或v0 電暈極組合" 在稀薄的粉塵環境內)就能使粉塵顆粒均勻的荷電)達到除塵的目的。隨著（zhe）煙氣中含塵濃度的增（zēng）加（jiā）) 粉塵離子所形（xíng）成的電暈電流雖然不大)但形成的空間電荷卻很大)接近於氣體所形成的空間電流) 嚴重抑製電暈電流（liú）的（de）產生)使遠離電暈（yūn）區的塵粒不能獲得足夠電荷) 降低除塵效率。煙（yān）氣含塵（chén）濃度過大)還會（huì）出現電暈閉塞（sāi）現（xiàn）象（xiàng）)使荷（hé）電離子及塵粒不能順利趨向沉澱極板) 效率大大（dà）降低。實驗表明"當電暈線（xiàn）采用尖端放電時"能夠產生強大的電風"促使帶電粒子向沉澱極運動"增大驅進速度"提高除塵效率。為此下面一进一出好爽视频一改常用v15,v0線單一組合形式)而是根據電場（chǎng）內粉塵濃度分布)設置不同的電暈線的組合形式) 在粉塵濃度（dù）O高的電（diàn）場（chǎng）空間內（nèi）)采用電暈線為長刺的v40線"使放電強度加大)粉塵充分荷電，在粉塵（chén）濃度較高的電場內"采用（yòng）v25電暈線（xiàn），工況已（yǐ）達（dá）到普通電除塵器的環境時)用v15電暈線"就能滿足荷電的要求)達到預期的除塵效果。這樣設計使整個電場都能（néng）均勻荷（hé）電"電場空間都能得到充分有效利用" 使電（diàn）除塵器的除塵效果達到O佳。
     6.3特殊的阻（zǔ）流設計
     通常情況（kuàng）下，電除塵器的殼體內壁四周都設置有阻（zǔ）流板防止氣（qì）流旁路。對於常規電除塵器而言，如果有0.5%的旁路氣流，出氣口的氣（qì）體含塵濃度將大大增加，降低除塵效率。對（duì）於高濃度電除塵器來講，防止氣流旁路更為（wéi）重要" 如果有0.5%的（de）旁路氣流"風量按860000m^3/h, 入口含塵濃度按597g/m^3 計算"水泥廠（chǎng）每天排塵860000X597X0.5%X24=61.61T 顯而易見" 僅此一項造成的環境汙染和給水泥生產廠（chǎng）家帶來巨（jù）大的經濟損失是可想而知的。為防止旁路"這台電除塵器不僅設計了（le）兩側邊緣擋風板" 頂梁下導流板"灰鬥上阻（zǔ）流板外，還在第一、二電場（chǎng）之（zhī）間，設置（zhì）了梯形截流牆。這種設計)不僅防止氣流旁路，而且能夠阻擋第一電場的高（gāo）濃（nóng）度帶電粒子進入第二電場，使（shǐ）後置電場內的粉塵濃度大大降低，達到常規電除塵器的工（gōng）況，起到O除塵的目的。(截流（liú）牆的布置見圖（tú）7)。
     6.4預（yù）灰鬥的（de）設計
     前（qián）麵已（yǐ）經介紹過" 含塵氣體進入電除塵器前經過三層分布板"起到預收塵的效果!這（zhè）樣進氣口的下部（bù）沉集了大量粉塵"如不采取措施（shī）"會造成進（jìn）氣口內集灰"從電除塵器的橫截麵（miàn）上看（kàn）"會有部分斷（duàn）麵氣流不暢"從而引起氣流不能均布"電除塵（chén）器很難正常工作"達不到理想的除塵效率。在（zài）進氣口下麵設計了四個預灰鬥" 使分（fèn）布板收集下來的（de）粉塵及時經下麵的拉鏈機運走"保證電除塵器的正常（cháng）工（gōng）作。
     6.5電除（chú）塵器的（de）耐（nài）高（gāo）壓設計
     電除塵器一般（bān）多用於負壓操作)在正常情況（kuàng）下"電除塵器所承（chéng）受的負壓不超過2000pa 如（rú）果殼體的強度不夠" 可（kě）能會引起殼體變形" 極間距無法保證"使電除（chú）塵器的除（chú）塵效果難以保證。當殼體密閉不嚴時（shí），就會從外部漏入冷空氣，使進（jìn）入電除塵器的風量增大（dà），風速加快，煙氣溫度降低，在內部產生結露"粉塵結（jié）塊，其結果是（shì）除塵性能下降。對於高（gāo）負壓電除塵器"殼（ké）體所承受的負壓高達12000pa所以（yǐ）"殼體更易變形和漏風。為保證電除塵器能（néng）正常的工作"在設計和製造過程中" 殼體結構設計必須滿足這種高負（fù）壓（yā）強度要求"采用優（yōu）質鋼材"精工（gōng）細作"嚴把質量關"使電除塵器在（zài）高負（fù）壓狀態下)變形小$密封好"這樣設計製造大大增加了電（diàn）除塵器殼體的耐（nài）壓能力"減（jiǎn）少變形漏風)保證除塵效率（lǜ）。
     6.6 電除（chú）塵器的（de）鎖風設計
     高負壓下電除塵器出口端的灰鬥，如有漏（lòu）風將把灰鬥內收集的灰帶進出氣（qì）口排（pái）放。根據測定，通（tōng）過灰（huī）鬥料層漏出的風，粉塵（chén）濃度高達300-400mg/m^3;此含塵氣體若（ruò）進入電場，那麽，隻要漏（lòu）1%的冷空氣，電（diàn）除塵器的粉塵逸出量就是300-400mg/m^3所以，電除塵器的灰鬥下部鎖風（fēng）更為（wéi）重要。為了增加電除塵（chén）器的鎖風效果（guǒ），下面一进一出好爽视频在拉鏈（liàn）機下部串聯了兩台回轉下料器，見圖（tú）8，並要（yào）求轉向相反（fǎn），保證（zhèng）了（le）電除塵器灰鬥下部的氣密性，從而保證電除塵器的除塵效率。