2020/11/30 17:02:47
為實(shí)現(xiàn)打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)計(jì)劃,國(guó)家政策對(duì)大氣污染物排放要求日益嚴(yán)峻,根據(jù)《水泥工業(yè)污染物大氣排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 4915—2013要求,所有水泥企業(yè)自2015年7月1日起窯頭窯尾的粉塵排放濃度限值為30 mg/Nm3,部分地區(qū)小于20 mg/Nm3,而有些省已經(jīng)執(zhí)行水泥行業(yè)顆粒物排放不得大于10 mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)。為此,以電收塵器改造為袋收塵器和電收塵器改造為電袋復(fù)合收塵器為兩大主流技術(shù)。本文結(jié)合兩個(gè)公司的工程實(shí)例對(duì)這兩大主流技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析探討。
2018年10月底之前,水泥行業(yè)鼓勵(lì)在水泥熟料企業(yè)試點(diǎn)開展超低排放改造。完成超低排放改造后,水泥窯廢氣在基準(zhǔn)氧含量10%的條件下,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度要分別不高于10 mg/Nm3、50 mg/Nm3、150 mg/Nm3。因傳統(tǒng)的電收塵器選型只考慮到電收塵器本體大小,電收塵器招標(biāo)幾乎是本體招標(biāo),導(dǎo)致運(yùn)行參數(shù)低或排放高,需要二次改造;加之國(guó)家政策對(duì)環(huán)保要求提高,水泥企業(yè)紛紛計(jì)劃對(duì)原有電收塵器實(shí)施減排改造,各種改造方案和措施也異彩紛呈,目前主要以電改袋、電改電袋復(fù)合超低排放收塵方案為主流。本文以這兩大主流技改方案的兩個(gè)典型案例來分析其改造措施和效果。
1 電改袋收塵器
1.1 基本情況
本次改造為安徽海螺水泥股份有限公司寧國(guó)水泥廠一線窯尾電收塵器改造,該企業(yè)現(xiàn)擁有生產(chǎn)能力為5 000 t/d、4 000 t/d兩條新型干法水泥熟料生產(chǎn)線,本次針對(duì)一線(5 000 t/d)窯尾電收塵器進(jìn)行改造。
改造前后技術(shù)參數(shù)如表1所示,改造周期:從2018年12月20日開始拆除到安裝歷時(shí)17 d完工。
1.2 改造措施
1.2.1 總體方案
考慮現(xiàn)場(chǎng)空間位置的限制將其改造為袋式收塵器。利用袋式除塵技術(shù)過濾原理,將原電收塵器所有電場(chǎng)內(nèi)部件全部掏空,保留殼體和灰斗,采用大凈氣室結(jié)構(gòu),將原第一電場(chǎng)作為沉降室,后面電場(chǎng)更改為袋室,布置8 m長(zhǎng)的濾袋,增加頂部?jī)魵庀潴w、噴吹系統(tǒng)、提升閥和氣路,更換窯尾排風(fēng)機(jī)及高壓電動(dòng)機(jī),增加變頻器;每條線增加用氣量10 m3/min。
1.2.2 技術(shù)特點(diǎn)
(1)整個(gè)收塵器凈氣室設(shè)計(jì)8個(gè)獨(dú)立室,每室采用28個(gè)3寸進(jìn)口脈沖閥,每個(gè)閥噴吹15條濾袋;每個(gè)室配置破袋檢測(cè)裝置,高箱結(jié)構(gòu)凈氣室抽袋,袋收塵器進(jìn)出口配置壓差變送器;配置袋收塵及輸灰系統(tǒng)電氣控制柜,PLC控制柜;噴吹氣源為1個(gè)袋室接1個(gè)閥門供氣,采用單個(gè)控制方式;布袋采用低壓脈沖清灰,滿足在線/離線/定時(shí)/定阻清灰。
(2)濾袋配置:濾布采用具有高比表面積、較高收集效率的P84材料。
(3)過濾風(fēng)速選?。焊鶕?jù)水泥窯尾粉塵性質(zhì)、工藝狀況、所選濾料種類、清灰方式等確定過濾風(fēng)速為0.8 m/min。
(4)結(jié)構(gòu)布置:通過有限元數(shù)值模擬Abaqus對(duì)花板的布局做分析,使花板的變形控制在有效范圍內(nèi)。
1.3 改造效果
本項(xiàng)目自投產(chǎn)以來運(yùn)行穩(wěn)定,排放達(dá)標(biāo),表2為項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)發(fā)來的在線監(jiān)測(cè)排放值。
表2 袋收塵器在線監(jiān)測(cè)值(2019 年 3 月18 日)
1.4 分析總結(jié)
1)改造優(yōu)點(diǎn)
該項(xiàng)目為電改袋收塵器,且保留了殼體和灰斗,所以設(shè)計(jì)、安裝工期短,占地面積小,收塵效率高,處理氣體量范圍大,不受飛灰成分、濃度和比電阻的影響;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用靈活;運(yùn)行穩(wěn)定可靠,操作維護(hù)簡(jiǎn)單;大大降低用戶改造成本。
2)選擇了合適的濾料
濾料是袋式收塵器的關(guān)鍵材料,其優(yōu)劣直接關(guān)系到收塵器性能的好壞。為此,本項(xiàng)目選用纖維耐溫性能較好的P84濾料。P84濾袋抗磨損性能好,能在500 g/Nm3的含塵量下工作,且P84濾袋特有的三葉型纖維有利于捕集高粉塵濃度的煙氣,可用在水泥窯尾收塵中,能有效減少超細(xì)顆粒物的排放。
3)對(duì)安裝質(zhì)量和濾袋制造安裝精度要求高
①花板、凈氣室安裝要求:安裝前可在地面先組焊,再吊裝焊接,焊接完畢后均需采用煤油滲透檢驗(yàn)。有漏焊處補(bǔ)焊,補(bǔ)焊完畢再次做煤油滲透檢驗(yàn)。
②濾袋制造精度:提高濾料和濾袋縫制精度,以達(dá)到濾袋的過濾效果;濾袋制作要采取先進(jìn)的針刺設(shè)備、定型設(shè)備、先進(jìn)的縫制設(shè)備,甚至附帶針孔自動(dòng)封堵裝置,濾袋縫線處須涂膠。
③濾袋安裝精度:孔板必須激光切割,保證濾袋口與孔板緊密貼合。
4)本體結(jié)構(gòu)的合理布置
①科學(xué)布置花板,在濾袋安裝完后可減少其變形,避免濾袋長(zhǎng)期受到集中氣流沖刷,從而降低粉塵排放。
②選擇合理的閥口風(fēng)速和煙道風(fēng)速,以此布置閥板和煙道,從而有效改善內(nèi)部氣流分布。
5)改造的局限性
設(shè)備運(yùn)行阻力較大,平均運(yùn)行阻力在1 500 Pa左右,另外,濾袋易破損、脫落,舊袋難以有效回收利用。
2 電改電袋復(fù)合收塵器
2.1 基本情況
本次改造為福建塔牌水泥有限公司一線窯頭電收塵改造,該企業(yè)隸屬?gòu)V東塔牌集團(tuán)有限公司,現(xiàn)擁有兩條5 000 t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線,本次針對(duì)一線(5 000 t/d)窯頭電收塵器進(jìn)行改造。改造前后技術(shù)參數(shù)如表3所示,改造周期:從2017年3月拆除到安裝歷時(shí)15 d完工。
2.2 改造措施
2.2.1 總體方案
在原有電收塵器的基礎(chǔ)上采用電袋復(fù)合式收塵器改造方案,不加長(zhǎng)柱距,不加寬跨距,即保留1#電場(chǎng)并更換1#電場(chǎng)內(nèi)部全部配件,掏空其余電場(chǎng),利用拆除后的空間改為袋室,在不增加基礎(chǔ)成本的前提下,通過加1個(gè)小袋室來增加過濾面積。將該收塵器改造成6個(gè)袋室,共3 060個(gè)濾袋。每室30個(gè)3寸進(jìn)口脈沖閥,前4個(gè)室,每個(gè)閥噴吹18條濾袋,后2個(gè)室,每個(gè)閥噴吹15條濾袋。增加頂部?jī)魵庀潴w、噴吹系統(tǒng)、提升閥和氣路。先利用電收塵器的優(yōu)點(diǎn)將約80%的粉塵收集,剩余約20%粉塵通過袋區(qū)收集,從而實(shí)現(xiàn)煙氣凈化。
(1)電區(qū)改造:更換原有老化的極板、極線,更改振打清灰方式,將撥叉振打更改為側(cè)部振打。進(jìn)出氣口氣流均布,做氣流分布模擬試驗(yàn),重新布置導(dǎo)流板。
(2)袋區(qū)改造:布袋收塵器采用分室結(jié)構(gòu),可以在運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)不停窯分室檢修,即可以進(jìn)行更換布袋操作。布袋采用低壓脈沖清灰,在線/離線/定時(shí)/定阻清灰,清灰系統(tǒng)采用脈沖反吹清灰裝置和袋式收塵器的反吹清灰控制。
2.2.2 技術(shù)特點(diǎn)
(1)保持原設(shè)備基礎(chǔ)不變,對(duì)原設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度荷載核算,滿足改造要求,將排風(fēng)機(jī)改造為高效節(jié)能風(fēng)機(jī),電動(dòng)機(jī)利舊,有效地節(jié)約成本。
(2)濾布采用防水、防油、防腐、防糊袋、抗氧化,長(zhǎng)期允許220 ℃的濾料,本項(xiàng)目選用的是芳綸濾料。
(3)根據(jù)水泥窯頭粉塵性質(zhì)、工藝狀況、所選濾料種類、清灰方式等合理選取過濾風(fēng)速為0.97 m/min。
(4)通過CFD氣流模擬對(duì)進(jìn)氣口內(nèi)部增加導(dǎo)流板來實(shí)現(xiàn)均流。
(5)電區(qū)改用側(cè)部振打:側(cè)部振打力度大,更有利于電區(qū)清灰。
(6)將原有卸料器改造為雙層氣動(dòng)排灰閥(含料位檢測(cè)裝置),確保實(shí)際運(yùn)行收塵器良好的鎖風(fēng)效果,并采取篦冷機(jī)增濕和旁路系統(tǒng),同時(shí)加裝冷風(fēng)閥對(duì)煙氣降溫以達(dá)到保護(hù)濾袋、延長(zhǎng)濾袋壽命的目的。
2.3 改造效果
改造后該臺(tái)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,且達(dá)到超低排放要求,表4為閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境檢測(cè)中心實(shí)驗(yàn)室的在線監(jiān)測(cè)結(jié)果。
表4 改造后一線窯頭電袋復(fù)合收塵器在線監(jiān)測(cè)結(jié)果
2.4 分析總結(jié)
(1)運(yùn)行阻力低,電場(chǎng)預(yù)收塵后,降低袋收塵的負(fù)荷,延長(zhǎng)了濾袋壽命。
(2)電區(qū)更換老化內(nèi)部結(jié)構(gòu)件,更改振打系統(tǒng)可除去大量的大顆粒粉塵,既降低了粉塵排放濃度又可延長(zhǎng)濾袋壽命。
(3)濾袋選用優(yōu)質(zhì)的芳綸材料具有高強(qiáng)度、高模量、耐腐蝕、低密度、不熔融、耐熱性、耐疲勞性和耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。
(4)提高了安裝質(zhì)量和濾袋制造安裝精度。
(5)增加過濾面積,在原收塵設(shè)備尺寸條件允許情況下,可增加濾袋數(shù)量或增加濾袋長(zhǎng)度來增加過濾面積。
(6)降低過濾風(fēng)速,合理布置本體結(jié)構(gòu)。
(7)改造的局限性:由于兼有電收塵和布袋收塵兩套單元,運(yùn)行維護(hù)較為復(fù)雜,且芳綸濾料壓縮性差,壓縮強(qiáng)度還不到拉伸強(qiáng)度的1/5。
3 結(jié)論
超低排放改造邊界條件的確定決定于設(shè)計(jì)方案的選擇,而可行的設(shè)計(jì)方案是建立在對(duì)原有收塵器的過濾風(fēng)速和過濾面積做技術(shù)評(píng)估和改造路線及水泥工況的基礎(chǔ)上的。只要在過濾面積和濾料選擇方面做出適當(dāng)調(diào)整,就基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)粉塵排放的超低控制。
大量實(shí)踐充分說明了對(duì)于超低排放改造方案的技術(shù)探討是很有意義的,相信也是業(yè)內(nèi)廣泛認(rèn)可的改造技術(shù)路線,也希望給大家探討和解決愈來愈嚴(yán)峻的環(huán)保問題提供一個(gè)思路。
作者單位:西安西礦環(huán)??萍加邢薰?br>
來源:北極星環(huán)保
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