水泥工業(yè)除塵系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行

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除塵器是水泥工業(yè)最主要的治污設(shè)備,除塵系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行至關(guān)重要。

設(shè)計(jì)

1.除塵系統(tǒng)

水泥工業(yè)除塵應(yīng)采用袋式除塵器或電除塵器。除塵系統(tǒng)采取強(qiáng)制通風(fēng)負(fù)壓系統(tǒng),采用一級除塵。

除塵器盡可能布置在污染源附近。露天布置的除塵器應(yīng)有防雨措施。煤磨除塵器必須具有符合有關(guān)防燃爆規(guī)定的泄爆功能,距四周墻壁應(yīng)大于2m,4m范圍內(nèi)不宜設(shè)置通行樓梯和電氣箱(柜)。

帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)處物料落差不能過大,溜角宜小于等于50;布置在帶式輸送機(jī)上游的袋式除塵器排灰管應(yīng)避免垂直下落,排料溜子要設(shè)置緩沖傾斜段。

2.袋式除塵器

袋式除塵器的結(jié)構(gòu):箱體的強(qiáng)度應(yīng)能承受系統(tǒng)壓力,設(shè)計(jì)承載壓力應(yīng)不小于系統(tǒng)產(chǎn)生的最大承載壓力的120%。煤磨除塵器的箱體設(shè)計(jì)應(yīng)考慮承受煤粉爆炸壓力(約20000Pa)。進(jìn)氣管路要順暢,氣流分布要均勻,上升氣流速度應(yīng)小于1.2m/s。箱體壁板應(yīng)進(jìn)行防腐處理,腐蝕裕度不小于1mm。反吹風(fēng)除塵器的箱體隔板要考慮承受交變載荷的剛度,濾袋吊掛機(jī)構(gòu)的預(yù)緊拉力應(yīng)符合JB/T8471的規(guī)定。脈沖噴吹除塵器花板在加強(qiáng)后能承受系統(tǒng)壓力、濾袋自重及最大粉塵負(fù)荷,并在此基礎(chǔ)上增加不小于1mm腐蝕裕度。根據(jù)機(jī)組規(guī)格大小,花板厚度應(yīng)為4mm~6mm;叶返膹(qiáng)度按不小于滿負(fù)荷工況下承載能力的150% 設(shè)計(jì),并能保證長期承受系統(tǒng)壓力和滿斗積灰的重力。灰斗的容積應(yīng)考慮輸灰設(shè)備檢修期內(nèi)的儲灰量。除單機(jī)袋式除塵器外,灰斗應(yīng)設(shè)置檢修門;叶返膴A角宜大于 60,煤磨除塵器灰斗與水平面的夾角應(yīng)大于70,對黏性較大的粉塵宜在灰斗設(shè)捅料和清堵裝置,處理易結(jié)露含塵氣體的袋式除塵器應(yīng)設(shè)置加熱器及振動器(或清堵設(shè)施)。排灰設(shè)備和卸灰裝置應(yīng)符合相應(yīng)機(jī)電產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),滿足最大卸灰量和鎖風(fēng)要求。泄壓裝置應(yīng)靈活可靠,以保證有效泄壓,其規(guī)格和布置應(yīng)符合 GB/T15605的規(guī)定。支柱(腿)的設(shè)計(jì)應(yīng)牢固可靠,滿足袋式除塵器的強(qiáng)度和剛度要求?紤]因素包括除塵器的設(shè)備重量(包括滿斗灰重)、當(dāng)?shù)氐淖畲箫L(fēng)載、雪載、人員活載荷和地震設(shè)防附加載荷。濾袋框架與文丘里管兩者接觸斷面的同心度公差不大于1mm。

袋式除塵器的選型和計(jì)算:根據(jù)所處理含塵氣體和粉塵的性質(zhì)及工藝條件,選擇袋式除塵器的種類、濾料種類,并根據(jù)入口含塵濃度等工藝條件確定適宜的過濾風(fēng)速。入口含塵濃度低時(shí)取較高的風(fēng)速。脈沖噴吹袋式除塵器的過濾風(fēng)速1m/min~1.5m/min,當(dāng)入口含塵濃度超過500g/m3時(shí),凈過濾風(fēng)速應(yīng)不超過1m/min;氣箱脈沖袋式除塵器過濾風(fēng)速1m/min~1.4m/min;非覆膜玻纖濾料的反吹風(fēng)袋式除塵器,凈過濾風(fēng)速不宜超過0.5m /min。袋式除塵器的處理風(fēng)量應(yīng)按生產(chǎn)設(shè)備需處理氣體量的1.1倍計(jì)算,若氣體量波動較大時(shí),應(yīng)取氣體量的最大值。窯、磨、冷卻機(jī)設(shè)備若選用多箱體離線清灰袋式除塵器,箱體數(shù)宜大于等于6。處理高溫、高濕、易燃、易爆含塵氣體應(yīng)分別選用具有耐高溫、抗結(jié)露、抗靜電性能的濾料;處理含塵濃度大于 500g/m3含塵氣體宜選用覆膜濾料。

袋式除塵器的電氣及控制系統(tǒng):袋式除塵器控制柜/箱應(yīng)有單獨(dú)的回路供電。袋式除塵器控制柜/箱除通常應(yīng)具有的清、卸、輸灰控制功能外,還應(yīng)針對設(shè)備使用對象不同,具有溫度上下限報(bào)警及其處理對策、灰斗防結(jié)露黏結(jié)控制、防煤粉燃爆控制措施等。控制柜/箱的使用環(huán)境溫度應(yīng)滿足使用說明書的要求。用于高海拔地區(qū)的控制柜/箱,主要元、器件的選型必須比常規(guī)高一個(gè)等級。用于高濕地區(qū)的控制柜/箱,必須選擇耐濕、耐腐蝕的元器件。

3.電除塵器

電除塵器的結(jié)構(gòu):殼體的強(qiáng)度應(yīng)能承受系統(tǒng)的壓力,灰斗的強(qiáng)度和容積,以及排灰、卸灰和泄壓裝置分別參照執(zhí)行袋式除塵器的相關(guān)規(guī)定。

電除塵器的選型和計(jì)算:應(yīng)根據(jù)所處理煙氣和粉塵的性質(zhì)、煙氣的工況氣體量、工藝條件和用戶其他要求選取電除塵器的規(guī)格和結(jié)構(gòu)。應(yīng)取最不利的工作狀態(tài)作為除塵器選型的依據(jù)。電場風(fēng)速的選取:窯尾宜小于等于0.85m/s,窯頭宜小于等于0.9m/s,煤磨宜小于等于0.8m/s。電除塵器總收塵面積按多依奇公式計(jì)算,驅(qū)進(jìn)速度的取值應(yīng)考慮工藝參數(shù)和條件、工藝系統(tǒng)的設(shè)備和布置,并留有適當(dāng)?shù)挠嗟。根?jù)確定的總收塵面積,確定除塵器橫斷面積、電場高度、長度和電場數(shù)等,窯尾和窯頭電除塵器通常應(yīng)大于等于4電場,以滿足排放要求。新設(shè)計(jì)的電除塵器其電場高度與電場寬度的比值小于等于1.3,電場總長度與電場高度的比值大于等于1。

電除塵器的電源及控制系統(tǒng):電除塵器高、低壓電源及控制系統(tǒng)應(yīng)符合HJT320和HJT321的規(guī)定。高壓電源分戶外式和戶內(nèi)式。戶外式布置應(yīng)在高壓整流變壓器旁同時(shí)配置高壓隔離開關(guān)柜,戶內(nèi)式布置應(yīng)在變壓器室內(nèi)布置4點(diǎn)式高壓隔離開關(guān)。高壓整流變壓器與電場之間應(yīng)配置阻尼電阻,電阻功率應(yīng)大于實(shí)際功率的3倍以上,并有良好的通風(fēng)散熱空間。高壓電源的容量應(yīng)按電源的二次工作電壓和電流值的上限選取。通常情況下,二次工作電壓宜為55kV~72kV,對寬間距電除塵器和選用非尖端放電的電暈線時(shí)應(yīng)取高值。二次工作電流以板電流密度為計(jì)算依據(jù),常規(guī)電除塵器的板電流密度取0.35mA/m2~0.4mA /m2,放電性能好的電暈線取高值,放電性能差的電暈線取低值。低壓供電系統(tǒng)應(yīng)具有控制振打及絕緣材料加熱等功能。振打和停止時(shí)間應(yīng)可調(diào),調(diào)節(jié)范圍應(yīng)滿足實(shí)際使用的需要。

電除塵器的配套設(shè)施:風(fēng)管和集塵罩、煙氣預(yù)處理裝置、壓縮空氣供給裝置、一氧化碳監(jiān)測及滅火裝置、保溫裝置、溫度及壓力檢測裝置、排風(fēng)機(jī)和排氣筒。

風(fēng)管和集塵罩:除連接口外,風(fēng)管宜采取圓形截面,盡量減少彎管,彎管半徑取R=(1.5~3)D(D為風(fēng)管直徑或當(dāng)量直徑)。風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速:傾斜管道宜取12m/s~16m/s(煤粉管道與水平面傾斜角度宜大于70),垂直管道宜取8m/s~12m/s,水平管道宜取18m/s~20m/s。風(fēng)管系統(tǒng)布置應(yīng)防止管道積灰,不宜設(shè)置水平風(fēng)管,必須設(shè)置時(shí)應(yīng)盡可能短且便于清灰。易積灰的地方應(yīng)設(shè)置清灰孔并采取防漏風(fēng)措施。處理熱煙氣時(shí),風(fēng)管與除塵器的進(jìn)出氣口法蘭之間應(yīng)安裝膨脹節(jié)。風(fēng)管應(yīng)根據(jù)使用工況進(jìn)行相應(yīng)的防腐處理。風(fēng)管系統(tǒng)的適宜部位可裝設(shè)閥門。在煤磨除塵器進(jìn)口主風(fēng)管上應(yīng)設(shè)置氣動閥門。采用法蘭連接的風(fēng)管應(yīng)在法蘭連接處采取密封措施。集塵罩的設(shè)置應(yīng)靠近塵源,使罩口迎著粉塵散發(fā)的方向。其結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于安裝和拆卸操作。從環(huán)境進(jìn)入集塵罩的風(fēng)量應(yīng)適當(dāng),由塵源與集塵罩邊緣縫隙吸入環(huán)境空氣的流速應(yīng)控制在0.25m/s~0.5m/s。集塵罩抽氣口不宜設(shè)在物料處于攪動狀態(tài)的區(qū)域附近。對粉狀物料,抽氣口截面風(fēng)速1m/s左右為宜;對塊狀物料,抽氣口截面風(fēng)速應(yīng)不大于3m/s。在幾個(gè)支風(fēng)管向一個(gè)總風(fēng)管匯合或總風(fēng)管分為幾個(gè)支風(fēng)管時(shí),必須進(jìn)行阻力平衡計(jì)算,根據(jù)風(fēng)量確定各風(fēng)管的截面積,必要時(shí)可在支風(fēng)管上加裝閥門調(diào)整風(fēng)量。支風(fēng)管一般不宜超過6個(gè)。電除塵器風(fēng)管必須垂直于進(jìn)出氣口法蘭,垂直段的長度不小于3倍的風(fēng)管當(dāng)量直徑。如現(xiàn)場條件不能達(dá)到以上要求,則應(yīng)在彎頭內(nèi)增加導(dǎo)流裝置。對具有雙進(jìn)氣口的電除塵器,除以上要求外,風(fēng)管的設(shè)計(jì)還應(yīng)保證兩個(gè)進(jìn)氣口的煙氣量分布均勻。風(fēng)管的橫斷面積應(yīng)近似等于電除塵器的進(jìn)出氣口法蘭橫斷面積,如現(xiàn)場條件不能達(dá)到以上要求,應(yīng)設(shè)置擴(kuò)散器,擴(kuò)散器的擴(kuò)散角一般為 60,最大不能超過90,對大于60的擴(kuò)散器內(nèi)部應(yīng)設(shè)置擴(kuò)散板。

煙氣預(yù)處理裝置:為確保窯頭、窯尾除塵系統(tǒng)達(dá)標(biāo)排放,應(yīng)設(shè)置預(yù)處理設(shè)施,使含塵氣體的物理狀態(tài)適應(yīng)相應(yīng)除塵器要求的使用條件。選用袋式除塵器時(shí),應(yīng)將煙氣溫度降至濾料可承受的長期使用溫度范圍內(nèi);窯尾選用電除塵器時(shí),應(yīng)使粉塵比電阻小于1011cm。預(yù)處理技術(shù)包括調(diào)整含塵氣體物理狀態(tài)的調(diào)質(zhì)技術(shù)和余熱利用技術(shù),應(yīng)優(yōu)先采用烘干原料、燃料或余熱發(fā)電的余熱利用技術(shù)。降溫調(diào)質(zhì)應(yīng)優(yōu)先采用噴水霧化增濕技術(shù),也可根據(jù)實(shí)際情況選用強(qiáng)制風(fēng)冷或摻冷風(fēng)技術(shù);為降低比電阻的調(diào)質(zhì)技術(shù)應(yīng)采用噴水霧化增濕技術(shù)。窯頭選用電除塵器時(shí),如設(shè)備允許、可在篦冷機(jī)篦床上或合適位置進(jìn)行噴水增濕,使煙氣露點(diǎn)高于25℃。

壓縮空氣供給裝置:除塵工程用壓縮空氣應(yīng)集中供給,供給系統(tǒng)包括壓縮空氣站和輸送壓縮空氣管道。壓縮空氣站對除塵器的供氣能力不小于除塵器耗氣量的 1.2倍。壓縮空氣應(yīng)經(jīng)除油、除水等凈化處理,達(dá)到除塵設(shè)備對壓縮空氣品質(zhì)的要求。用氣點(diǎn)壓縮空氣應(yīng)滿足除塵器用氣流量和壓力的要求,波動范圍不得超過許用范圍。儲氣罐到用氣點(diǎn)的管線距離一般不超過50m,超過該距離時(shí)宜另設(shè)儲氣罐。用氣量較多的點(diǎn)可單獨(dú)設(shè)儲氣罐。對大型袋式除塵器供氣,宜從壓縮空氣站設(shè)專用管道。為每臺除塵器輸送壓縮空氣的管道上均應(yīng)設(shè)置截止閥。壓縮空氣管道內(nèi)的氣體流速不大于20m/s,壓縮空氣管線應(yīng)短捷,管線應(yīng)具有適當(dāng)坡度,易于排出冷凝水。

一氧化碳監(jiān)測及滅火裝置:煤磨除塵系統(tǒng)及窯尾電除塵系統(tǒng)應(yīng)設(shè)一氧化碳監(jiān)測及報(bào)警裝置。一氧化碳監(jiān)測及報(bào)警裝置應(yīng)與主機(jī)設(shè)備聯(lián)鎖。煤磨除塵系統(tǒng)應(yīng)設(shè)滅火裝置。滅火裝置的設(shè)置應(yīng)符合相應(yīng)消防標(biāo)準(zhǔn)。使用二氧化碳滅火系統(tǒng)應(yīng)符合GB/50193的規(guī)定。煤磨除塵系統(tǒng)及窯尾電除塵系統(tǒng)過程檢測與控制應(yīng)符合GB /50058的規(guī)定。滅火裝置的安裝應(yīng)由有資格的安裝單位進(jìn)行施工,并由消防部門組織驗(yàn)收。

保溫裝置:對處理含塵氣體可能結(jié)露的除塵器和風(fēng)管應(yīng)采取保溫措施,內(nèi)壁的最低溫度比露點(diǎn)溫度高8℃~10℃以上;通過溫度較高含塵氣體的風(fēng)管也宜敷設(shè)保溫層。在壓縮空氣凝結(jié)水可能結(jié)冰的地區(qū),其壓縮空氣管路及凈化裝置宜采取保溫或伴熱措施。

溫度及壓力檢測裝置:熱力設(shè)備除塵器的進(jìn)氣風(fēng)管和煤磨除塵器灰斗、通風(fēng)設(shè)備除塵系統(tǒng)按生產(chǎn)工藝要求設(shè)置溫度檢測裝置。除塵系統(tǒng)運(yùn)行壓力檢測應(yīng)按生產(chǎn)工藝要求設(shè)置。

排風(fēng)機(jī):排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量宜為除塵器處理風(fēng)量的1.1倍~1.15倍,壓頭取系統(tǒng)全阻力的1.2倍。選擇排風(fēng)機(jī)配套電機(jī)時(shí),應(yīng)將軸功率除以風(fēng)機(jī)效率、機(jī)械傳動效率,乘以安全系數(shù)后,再圓整到現(xiàn)行電機(jī)規(guī)格。安全系數(shù)通常取1.05~1.20。

排氣筒:排氣筒的高度應(yīng)符合GB/4915的規(guī)定,排氣筒應(yīng)做防腐處理,氣體出口流速可取10m/s~16m/s。

安裝與驗(yàn)收

1.安裝

袋式除塵器安裝應(yīng)符合JB/T8471的規(guī)定。濾袋安裝應(yīng)在全部設(shè)備安裝完畢,并對含塵氣體管道系統(tǒng)進(jìn)行空載試運(yùn)行后進(jìn)行;吊裝濾袋時(shí),應(yīng)防止上下兩層人員同時(shí)、同垂直位置操作,防止上部墜落物品對下層維護(hù)人員造成傷害;濾袋裝好后,不得在殼體內(nèi)部和外部再實(shí)施焊接和氣割等明火作業(yè)。

除塵器的泄壓裝置應(yīng)確保泄壓功能。氣路系統(tǒng)要保證密封,氣動元件動作應(yīng)靈活、準(zhǔn)確。各運(yùn)動部件應(yīng)安裝牢固,運(yùn)行可靠。

電除塵器的殼體4角必須分別進(jìn)行可靠接地,新安裝電除塵器的接地電阻應(yīng)小于等于2。

除塵工程安裝完成后,應(yīng)徹底清除除塵器、含塵氣體管道及壓縮空氣管路內(nèi)部的雜物,并關(guān)閉各檢修門。

控制柜/箱的安裝要求如下:控制柜/箱的安裝應(yīng)和水平面保持垂直,傾斜度小于5%;避免強(qiáng)電、磁場及劇烈振動場合;控制柜/箱體必須可靠接地;室內(nèi)安裝應(yīng)注意通風(fēng)、散熱,室外安裝應(yīng)有防塵、防雨、防曬等措施。

2.系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)調(diào)試分單機(jī)試車、與主機(jī)設(shè)備空載聯(lián)合試運(yùn)行和帶料試運(yùn)行3階段。前一階段試車合格后進(jìn)行下一階段試車。

單機(jī)試車應(yīng)解決轉(zhuǎn)向、潤滑、溫升、振動等問題,連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不低于2h。單機(jī)試車時(shí),應(yīng)記錄每個(gè)設(shè)備(裝置)的試車過程。

除塵系統(tǒng)與主機(jī)設(shè)備空載聯(lián)合試運(yùn)行、應(yīng)在該系統(tǒng)設(shè)備全部通過單機(jī)試車后進(jìn)行,要求如下:試運(yùn)行之前必須清理安裝現(xiàn)場,清除系統(tǒng)內(nèi)雜物,懸掛警示牌,做好安全防范;各運(yùn)動部件加注規(guī)定的潤滑油(脂),轉(zhuǎn)動靈活;確認(rèn)供電、供水、供氣正常,儀表指示正確;電除塵器應(yīng)首先對所有絕緣材料加熱,確認(rèn)對其能進(jìn)行溫度控制;電除塵器的升壓試驗(yàn)應(yīng)執(zhí)行JB6407、JC/T358.1、JC/T358.2標(biāo)準(zhǔn)及隨機(jī)提供的安裝說明書,只有當(dāng)一個(gè)電場(或電源)升壓正常并穩(wěn)定后,才可以進(jìn)行另一個(gè)電場(或電源)的升壓試驗(yàn),此時(shí)前一個(gè)電場不應(yīng)關(guān)閉;全部電場升壓完成后,應(yīng)啟動全部振打裝置,在全部振打裝置運(yùn)行的情況下,電場的二次電壓和電流應(yīng)沒有變化;分別按手動和自動的方式依啟動順序啟動各設(shè)備,檢驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系;主機(jī)設(shè)備空載聯(lián)合試運(yùn)行時(shí)間應(yīng)為 4h~8h。

系統(tǒng)帶料試運(yùn)行應(yīng)在主機(jī)設(shè)備空載聯(lián)合試運(yùn)行完成后進(jìn)行,要求如下:與除塵系統(tǒng)相關(guān)的水、電、氣,物料輸送及安全檢測等配套設(shè)施已經(jīng)啟動且工作正常;在大于額定風(fēng)量80%條件下,連續(xù)試驗(yàn)時(shí)間在72h以上;觀察并記錄各測量儀表的顯示數(shù)據(jù)及各運(yùn)動部件的運(yùn)行狀況,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求;煤磨、窯尾袋式除塵器在帶料投運(yùn)前,應(yīng)先撒入生料粉,使濾袋上附上生料層,并消除殼體內(nèi)部的堆積平面;用于熱力設(shè)備的袋式除塵器在帶料試運(yùn)行過程中,應(yīng)設(shè)置不同的溫度限值,驗(yàn)證自控系統(tǒng)的可靠性;電除塵器投運(yùn)前必須先經(jīng)煙氣加熱,使殼體及內(nèi)部構(gòu)件的溫度超過煙氣露點(diǎn)溫度30℃以上或至少加熱8h以后方可向電場供電;電場供電后應(yīng)逐點(diǎn)升壓,直至能達(dá)到的最高工作電壓和電流;對新安裝的電除塵器,如工藝設(shè)備在運(yùn)行初期進(jìn)行燃油,燃油期間禁止向電場供電。


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