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单机除尘器设计中的问题

水泥生产过程中会产生大量的粉尘,这些扬尘点涵盖了从石灰石破碎到皮带转运、从原料均化到水泥包装的全过程。除了窑头窑尾水泥磨和煤磨等处外,其它的扬尘点大多风量小,分布分散。对这些扬尘点的治理一般都选用JP单机袋除尘器。随着除尘相关技术的进步及国家环保标准的提高,JP单机的不足之处也逐渐显现。

一、JP单机除尘器的不足及改进

1、JP单机除尘器的不足

JP单机除尘器的滤袋组装如图1所示。JP单机设有文氏管,文氏管用螺栓连接在花板,两者之间垫有密封垫;袋笼通过筐架上口与文氏管相连;滤袋用卡箍卡在筐架上口上。这种结构的缺点如下。

(1)密封难,过滤效率不高。文氏管是用三个螺栓连接在花板上的,中间密封垫有一定的硬度,花板不平整很容易导致此处密封不严,而导致过滤效率降低;滤袋用卡箍卡在筐架上口上,在滤袋褶皱的地方也容易通过粉尘。

(2)安装、检修不便。这种结构安装、更换滤袋只能在袋室里边进行,工作量大,环境恶劣。

(3)一般地说,JP单机的花板没有筋板,平整度差,造成滤袋下部挤碰在一起,滤袋过滤负荷不均,滤袋寿命短。

2、JP单机除尘器的改进

签于JP单机存在以上的不足,我公司设计了新型的单机除尘器。滤袋采用当前流行的安装形式,即用袋口胀紧圈卡在花板孔里,有效解决了密封难的问题;安装、更换滤袋在除尘器顶部进行,检修维护方便,劳动强度低;花板下方设有加强筋,增加了花板的刚度和平整度,可有效解决滤袋下部挤碰的问题;袋笼和保护套管一体化设计,安装更换方便。

二、风机的选择

1、风机的选型

单机除尘器多配备有风机,所配风机传动型式一般为A型(直联),转速为2900r/mim。袋除尘器的设备阻力约为1200Pa,高者可达1700Pa,加上管道阻力,要求配套风机全压为2500Pa左右。在通用风机中选择全压和流量都符合要求的风机,往往比较困难。作者查了几个厂家的样本,将符合要求的风机列于表1。由表1可以看出,通用风机中可供选择的型号少,难以满足选型要求。现在已有风机厂家开发了除尘器专用风机。某厂家的单机除尘专用风机规格参数如表2所示。由表2可以看出,该专用风机更适应单机除尘器的工况条件,设计选型方便。

2、风机出口风速的影响

风机全压等于静压与动压之和,除尘器进出口压力主要是静压,因此对除尘风机来说,要求静压尽可能大而动压尽可能小。风速v与动压P有如下关系:P=ρ×v2/2(Pa),一般取ρ为1.2kg/m3将风机出口动压的计算结果列于表1与表2。由计算结果可以看出风速对压力有重要影响,即风速高,动压增加,可用压力降低。因此选择风机时,出口风速是个不容忽视因素。

单机除尘器所配风机出口风速在20~30m/s较为合适。风速过高,动压将迅速增加,更多的电力用于提高空气的动能,而不能充分利用;另外过高的风速,也将加速风机的磨损。过低的风速,将使风机尺寸和重量增加,为除尘器的结构设计带来麻烦。

三、下料方式的选择

单机除尘器的下料主要有回转下料器和翻板阀两种方式。用回转下料器下料时,故障率较高。由于安装维护方面的原因,除尘器运行过程中,可能会有螺栓、螺母或滤袋等脱落掉入灰斗中,造成下料器堵塞而扭断安全销,严重的烧毁电机;另外单机除尘器多为间断运行,在停止运行期间,除尘器内壁积聚的粉尘会因吸收空气中的水分而板结,这样除尘器再次运行时,就有可能因硬块脱落而卡住下料器的叶轮,造成安全销扭断或电机烧毁。对这些问题,可以采取在除尘器壳体内设置防护网及在停运时清空灰斗内积灰等措施予以解决。

与回转下料器相比,翻板阀下料具有故障率低、易维护、节约电力等优点。在相同条件下,使用双翻板阀,一些尺寸较小的结构和杂物,可以直接通过翻板阀,不会发生阻塞;双翻板阀结构简单,即使发生堵料,只需捅一下即可解决问题。另外,使用翻板阀下料时可以节约电力。假设一个水泥厂有50台单机除尘器,使用回转下料器时电机功率是1.1kW,按平均运转率50%计算,每年电耗约为24万kWh。而使用电动翻板阀时电机功率是0.37kW,每年总耗电约只有8.1万kWh。若使用重锤式翻板阀,则不需要电力。因此单机除尘器采用翻板阀下料方式故障率低、维护方便、节约电力。

四、结语

(1)水泥生产线中,单机除尘器既是除尘设备,也是工艺系统的排风设备,一旦发生故障不但会产生扬尘,在一些场合还会造成系统压力变化和堵料,对系统的稳定运行产生不良影响,因此应该引起足够重视。

(2)原JP单机因设计上的不足,已不能适应节能环保标准的要求,因此对单机除尘器进行优化设计显得很有必要,对此我公司已做了大量的工作,并取得了良好的效果。