1窯頭廢氣系統(tǒng)工藝狀況及改造原因

我集團(tuán)微山公司5000t/d生產(chǎn)線于2011年5月投入運行，回轉(zhuǎn)窯窯頭廢氣采用電除塵器的處理方式，其規(guī)格型號為BS93034/12.5/3×10/0.4，原設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)為<50mg/m³(標(biāo)態(tài))。窯頭排風(fēng)機(jī)規(guī)格型號為Y4-73-14№31.5F，處理風(fēng)量620000m³/h，全壓為2000Pa，配用電動機(jī)型號為Y5603-10,額定功率為560kW。當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門要求公司實施煙氣粉塵治理設(shè)施提標(biāo)改造，確保各煙氣粉塵污染物排放濃度限值達(dá)到DB37/2373—2013《山東省建材工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》30mg/m³(標(biāo)態(tài))。2014年3～6月對該除塵系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后收塵達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)。但運行一段時間后，發(fā)現(xiàn)對旁邊的回轉(zhuǎn)窯配套的煤磨及其收塵運行有影響，經(jīng)過排查分析，找到了原因，通過對中控操作方法進(jìn)行改進(jìn)，也解決了存在的問題。

2除塵器改造方案

2.1冷卻系統(tǒng)方案的選取

電除塵器耐煙氣高溫設(shè)計值是瞬間最高煙氣溫度400℃，而改為袋除塵器后，濾袋濾料耐最高煙氣溫度為240℃，余熱發(fā)電投運時入袋除塵器煙氣溫度為110～130℃，余熱發(fā)電關(guān)閉及回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)竄紅料等特殊工況時，入袋除塵器煙氣溫度會超過濾袋的耐最高溫度240℃，因此電除塵器改袋除塵器后，需要安裝煙氣冷卻系統(tǒng)。我集團(tuán)新建窯的窯頭袋除塵冷卻系統(tǒng)全部采用空氣冷卻器，5000t/d生產(chǎn)線窯頭空氣冷卻器配置20臺11kW的冷卻風(fēng)機(jī)，總用電負(fù)荷220kW?？諝饫鋮s器及其管路的阻力500～600Pa?？紤]到現(xiàn)有生產(chǎn)線改造，空氣冷卻器加上進(jìn)出風(fēng)管道及其輸送設(shè)施，整套設(shè)施占地面積大，空間工藝布置較困難;冷卻器安裝需土建施工，改造周期長;設(shè)備投資相對較高;增加系統(tǒng)阻力及冷卻用電負(fù)荷;還有一種煙氣冷卻方案，在篦冷機(jī)安裝煙氣噴霧冷卻系統(tǒng)。考慮到只有在余熱發(fā)電不開啟和回轉(zhuǎn)窯工藝出現(xiàn)故障等特殊工況時，才啟用煙氣冷卻裝置，相對回轉(zhuǎn)窯的運轉(zhuǎn)，冷卻系統(tǒng)運轉(zhuǎn)率非常低，而且不增加系統(tǒng)阻力，工藝布置容易，投資低。我們選取在篦冷機(jī)采用噴霧冷卻系統(tǒng)方案。

篦冷機(jī)噴霧冷卻系統(tǒng)具體工藝設(shè)備：設(shè)計在篦冷機(jī)安裝13支雙流體噴槍，在二段兩側(cè)各安裝2支，在三段兩側(cè)各安裝3支，在頂部安裝3支。當(dāng)煙氣超過設(shè)定的溫度140℃時，開啟一臺水泵，如果溫度再高，再開啟第二臺水泵，低于140℃，水泵自動停止。如果溫度超過170℃時，冷風(fēng)閥自動打開，并降低窯頭排風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，必要時，減少回轉(zhuǎn)窯的臺時產(chǎn)量，確保入袋除塵器的煙氣溫度在濾袋濾料適宜溫度范圍內(nèi)。在篦冷機(jī)旁安裝一臺吹堵風(fēng)機(jī)，窯系統(tǒng)點火后，啟動吹堵風(fēng)機(jī)，保護(hù)噴槍霧化噴嘴。

2.2除塵器本體改造方案

1)保留排灰系統(tǒng)、灰斗、進(jìn)氣口、出氣口和外殼。

2)拆除電場的殼體頂蓋、內(nèi)部振打和灰斗內(nèi)阻流板等全部構(gòu)件。

3)新安裝袋除塵器的工作內(nèi)容：①安裝分風(fēng)板、噴吹單元;②安裝凈氣箱，使除塵器構(gòu)成一個整體;③安裝出風(fēng)管及排風(fēng)閥;④安裝濾袋及袋籠;⑤恢復(fù)拆除的保溫系統(tǒng)。殼體由原電除塵部分殼體和新裝入的噴吹單元、凈氣箱(換袋室)、出風(fēng)管道、擋風(fēng)裝置等部分組成。袋除塵器是由若干室組成。原電除塵器側(cè)板以及新裝入的噴吹單元、擋風(fēng)裝置組成各收塵室。收塵室上部與凈氣箱相連，每個凈氣箱頂部通過排風(fēng)閥(12套)與出風(fēng)管道連接，除塵器由12個收塵室雙排列組成收塵整體。

2.3換袋方式的設(shè)計選型

袋除塵器大多采用頂部換袋方式，凈氣室高度在800mm左右，這種方式頂部檢修門較多。如果檢修門密封維護(hù)不好，產(chǎn)生漏風(fēng)的幾率大，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，頂部換袋結(jié)構(gòu)漏風(fēng)率有的高達(dá)16%。漏入冷風(fēng)會使含酸性成分的煙氣結(jié)露腐蝕籠骨、花板、殼體;漏入雨水會造成糊袋，袋除塵器壓差的增高，會導(dǎo)致系統(tǒng)的負(fù)壓不足，中控操作人員需提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，加大風(fēng)機(jī)電動機(jī)功率，造成能耗升高資源浪費。

本方案經(jīng)論證采用室內(nèi)換袋的結(jié)構(gòu)，即凈氣室高度為3688mm，在內(nèi)部安裝、更換濾袋和袋籠，每個室在側(cè)部有一個雙層檢修門(自帶防雨功能)，能保證結(jié)構(gòu)漏風(fēng)率長期低于2.5%，特別適應(yīng)負(fù)壓工況，能有效解決漏風(fēng)、糊袋導(dǎo)致的尾排風(fēng)機(jī)電耗高的問題。

2.4濾袋和袋籠的選型

余熱發(fā)電正常運行時，入收塵管道的測點溫度為110～130℃?？紤]到開窯余熱發(fā)電系統(tǒng)未啟動和余熱發(fā)電系統(tǒng)故障停機(jī)特殊工況時，入袋除塵器的煙氣溫度會升高，采用耐高溫200℃材質(zhì)為Nomex濾料。濾袋規(guī)格Φ160mm×7500mm，數(shù)量為2640個。袋籠選用了快裝型兩截式袋籠。籠骨用有機(jī)硅防腐噴鍍，以降低濕煙氣對袋籠的腐蝕。

2.5濾袋清灰模式

既可以采用在線清灰，也可以實現(xiàn)離線清灰的模式。正常運行時一般采用在線清灰模式。當(dāng)濾袋壓差大時，需要加大清灰頻次，則采用離線清灰的模式;需在線檢修時，也采用離線清灰的模式。

2.6窯頭排風(fēng)機(jī)的改造方案

除塵器電改袋后會增加系統(tǒng)阻力，為保證回轉(zhuǎn)窯工藝平衡用風(fēng)，避免風(fēng)壓不足，對窯頭排風(fēng)機(jī)和電動機(jī)進(jìn)行了改造，原風(fēng)機(jī)的土建基礎(chǔ)不變，風(fēng)機(jī)殼體進(jìn)出風(fēng)管道不變，更換風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子1套。改造后，風(fēng)機(jī)型號為Y4-73-14№30F，處理風(fēng)量620000m3/h,風(fēng)壓3600Pa，配用電動機(jī)型號為YRKK560-8，額定功率1000kW。

2.7安裝一臺空壓機(jī)滿足袋除塵器清灰用高壓風(fēng)

該公司窯系統(tǒng)原有3臺空壓機(jī)，兩用一備。電改袋后，為保證袋除塵器清灰用高壓風(fēng)，及生產(chǎn)其他用風(fēng)，避免壓縮空氣不足，平衡用風(fēng)設(shè)計，安裝一臺型號FHOGD-160的空壓機(jī)，主機(jī)功率160kW，排氣量27.5m³/min，排氣壓力0.80MPa，與原3臺空壓機(jī)并聯(lián)。

3制作安裝及對接工期

2014年3月，制作非標(biāo)管道、凈氣室。6月5日利用停窯時間進(jìn)行電除塵器改造，15d時間拆除、對接安裝完成。6月21日開窯，收塵系統(tǒng)投入運行。

4改造后的收塵效果

2014年7月23～24日，當(dāng)?shù)丨h(huán)保局環(huán)境監(jiān)測站對窯頭袋除塵器進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果為23mg/m³(標(biāo)態(tài))，滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。中控室工藝操作參數(shù)見表1。

5運行中所遇問題及采取的措施

5.1運行中出現(xiàn)的問題

2014年8月3～7日公司停窯檢修，7日17:06開窯投料，煤磨18:52開機(jī)，煤磨袋除塵器阻力增大，除塵器前后壓差從2300Pa升至3400Pa，8日1:45～1:59停磨，開磨后，壓差又升高至2669Pa，3:40～3:50再次停磨，之后還是因為壓差升高，導(dǎo)致4:25～4:30、6:04～6:25和9:10～9:28停磨。窯頭、窯尾煤粉倉倉重在減少，分別由21t降至14t、25t降至16t，供煤不足面臨被迫停窯的狀況。

5.2排查分析原因

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，煤磨袋除塵器清灰系統(tǒng)脈沖閥、氣缸和電磁閥工作正常，濾袋是此次窯停機(jī)后全部更換的新濾袋。為了加強清灰效果，多開了一臺空壓機(jī)，提高收塵清灰用壓縮空氣的壓力，由0.4MPa提高至0.55MPa。開啟煤磨后，煤磨袋除塵器收塵壓差仍然偏高，在2600～3000Pa。向中控室夜班值班人員了解到，回轉(zhuǎn)窯投料后，由于水位低，供水不足(當(dāng)?shù)亟荒陙斫邓?，干旱缺水，地下水位?，余熱發(fā)電沒能及時開啟，窯頭袋除塵器入口煙氣溫度超過設(shè)定140℃高溫，煙氣降溫篦冷機(jī)噴霧系統(tǒng)按設(shè)定程序自動開啟，自20:20噴霧至22:20，噴了60t水。煤磨從篦冷機(jī)取熱風(fēng)，進(jìn)入煤磨濕煙氣較多，煤磨袋除塵器濾袋外吸附的煤粉塵不易清掉，濾袋阻力增大，除塵器前后壓差高達(dá)2400～3000Pa。煤磨通風(fēng)不暢，影響煤磨的臺時產(chǎn)量。

5.3采取的措施

1)逐漸提高入煤磨袋除塵器的溫度，入磨溫度由170℃提高至200℃，入袋除塵器的溫度由58℃提高至65℃，袋除塵器壓差由3000Pa降至1800Pa，臺時產(chǎn)量由24t/h提高至34t/h。

2)改變煤磨從篦冷機(jī)取熱風(fēng)的位置。煤磨從篦冷機(jī)取熱風(fēng)的位置有兩個，一個是從篦冷機(jī)二段，一個是從篦冷機(jī)三段。公司為不影響余熱發(fā)電取熱風(fēng)，中控操作從三段取熱風(fēng)，關(guān)閉二段的熱風(fēng)閥門。經(jīng)過這次開窯后出現(xiàn)的煤磨多次停機(jī)、煤磨收塵糊袋、系統(tǒng)阻力大、煤磨臺時產(chǎn)量低、不能保證給回轉(zhuǎn)窯供煤粉的事故，公司修改了中控操作規(guī)程，開窯后余熱發(fā)電沒有正常投運、入窯頭袋除塵器煙氣溫度超過設(shè)定值、冷卻系統(tǒng)水泵打開噴霧降溫時，煤磨從篦冷機(jī)二段取熱風(fēng)，關(guān)閉三段的熱風(fēng)閥門，篦冷機(jī)內(nèi)冷卻噴槍在二段取熱風(fēng)位置的后端，濕煙氣受窯頭排風(fēng)機(jī)拉動的負(fù)壓向后端走，不會進(jìn)入煤磨系統(tǒng);余熱發(fā)電正常運行、入窯頭袋除塵器溫度<130℃時，煤磨從篦冷機(jī)三段取熱風(fēng)。

6煙氣冷卻系統(tǒng)及窯頭袋除塵器使用情況

煙氣冷卻系統(tǒng)動作靈敏，入窯頭袋除塵器煙氣溫度超過設(shè)定值，水泵自動打開噴霧降溫。查記錄，改造完運行4個月期間，泵開啟過100余次，開啟的時間有168h。該公司在10月份停窯檢修時，檢查了窯頭袋除塵器的濾袋，沒有糊袋情況，壓差在1000～1100Pa。我集團(tuán)其他生產(chǎn)線窯頭電除塵器改袋除塵器前期，制定篦冷機(jī)煙氣冷卻系統(tǒng)的設(shè)計安裝方案時，吸取了該公司的運行經(jīng)驗，煤磨從篦冷機(jī)取熱風(fēng)，避開濕煙氣對煤磨的影響。