窯頭除塵器電改袋后煙氣降溫方式的探討

由于袋除塵器具備低排放、無事故排放和不受粉塵比電阻影響的性能，使得許多水泥廠在對原電除塵器進(jìn)行改造時(shí)采用電改袋的方式(包括改為電袋復(fù)合)。本文就其中窯頭電除塵器改造為袋除塵器后的煙氣降溫方式進(jìn)行探討。

1窯頭篦冷機(jī)煙氣特性

1)風(fēng)量變化大。篦冷機(jī)的風(fēng)量隨進(jìn)入篦冷機(jī)熟料量多少變化，尤其出現(xiàn)窯內(nèi)結(jié)圈和堆積等惡劣工況時(shí)，一旦窯圈崩塌使窯內(nèi)黃心料在極短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入篦冷機(jī)，將導(dǎo)致風(fēng)量迅速增加。

2)溫度和含塵濃度變化大。正常情況下，出篦冷機(jī)末端余風(fēng)溫度在200~260℃，標(biāo)態(tài)下含塵濃度約為20g/m3，隨著篦冷機(jī)內(nèi)熟料量的增加，余風(fēng)溫度相應(yīng)升高，一旦出現(xiàn)“跑黃心料”的情況，溫度很快達(dá)到450℃以上，標(biāo)態(tài)下含塵濃度也在50g/m3以上。

3)粉塵顆粒較粗、密度大且磨蝕性強(qiáng)以及干燥比電阻高。生產(chǎn)線增加余熱發(fā)電設(shè)備以后，煙氣溫度降低到100℃左右，且粉塵濕度小、比電阻太高，電除塵器易形成反電暈現(xiàn)象，即從收塵極向電暈空間釋放大量的正電荷，這種倒流的電荷與負(fù)電荷快速中和，隨氣流逸出電除塵器，破壞正常的收塵作用，不但降低除塵效率，而且還白白消耗大量的電暈功率。

以上特性不論是在除塵工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型還是在后期除塵設(shè)備改造時(shí)都必須充分考慮。尤其是煙氣溫度，就目前的技術(shù)水平，電除塵器和袋除塵器均無法對此類煙氣直接進(jìn)行凈化處理。同時(shí)，根據(jù)近幾年窯頭電除塵器改造成袋除塵器項(xiàng)目來看，無論采用玻纖覆膜濾料，還是采用復(fù)合氈類濾料，耐溫均不超過260℃。因此，需要增加降溫設(shè)備或提供降溫途徑。

2降溫措施

2.1強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器

這種冷卻器是由一定數(shù)量的傳熱鋼管排列組合而成，所以也稱多管冷卻器。高溫氣體在管束內(nèi)通過，同時(shí)在管束外壁用軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)進(jìn)行冷卻，由于鋼管壁的熱傳導(dǎo)作用，使高溫氣體的溫度降低而冷風(fēng)的溫度升高。在圖1中處于篦冷機(jī)余風(fēng)與除塵器進(jìn)口之間的位置，與余熱鍋爐是并聯(lián)關(guān)系。

由于環(huán)境空氣的溫度和濕度是變化的，需要處理煙氣的氣體量和溫度也是變化的，而一定規(guī)格的冷卻器其散熱面積是固定的，為使冷卻器適應(yīng)這種變化，確保高溫?zé)煔獗焕鋮s至一個(gè)允許的范圍內(nèi)，在距冷卻器進(jìn)、出氣口適當(dāng)?shù)木嚯x上(由現(xiàn)場工藝決定，越遠(yuǎn)越好)分別安裝進(jìn)口和出口測溫裝置。每個(gè)測溫裝置有幾個(gè)測溫元件組成以防誤差和個(gè)別損壞，測溫元件必須反應(yīng)靈敏，檢測溫度真實(shí)可靠，保證測試數(shù)據(jù)與實(shí)際工況一致。在冷卻器上安裝了相當(dāng)數(shù)量的軸流風(fēng)機(jī)，以便在情況發(fā)生變化時(shí)啟動(dòng)這些風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，增加冷卻效果。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場測溫裝置提供4~20mA的模擬信號控制軸流風(fēng)機(jī)的啟停數(shù)量，也可采用變頻調(diào)速裝置進(jìn)行控制，保證了冷卻器出口溫度的穩(wěn)定可靠。

實(shí)例：我公司在某企業(yè)窯頭除塵器電改袋項(xiàng)目中提供了強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器，其設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

該冷卻設(shè)備經(jīng)過現(xiàn)場安裝調(diào)試完畢后，窯點(diǎn)火成功，并同步運(yùn)行與窯頭袋除塵器配套的冷卻器，系統(tǒng)正常運(yùn)行后，測篦冷機(jī)末端取風(fēng)口管道處(即冷卻器進(jìn)口測溫點(diǎn))溫度為260~280℃，袋除塵器進(jìn)口(即冷卻器出口測溫點(diǎn))溫度為90~110℃，根據(jù)起始調(diào)節(jié)情況溫降時(shí)間大約在5～10min。完全滿足袋除塵器使用的工況要求，并且還有約三分之一的風(fēng)機(jī)未運(yùn)行，如出現(xiàn)異常工況可啟動(dòng)所有風(fēng)機(jī)保證袋除塵器進(jìn)口溫度控制在濾料可承受的溫度210℃以下。

強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻器的穩(wěn)定性和管理簡單等優(yōu)點(diǎn)非常明顯，冷卻效果可完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在改造項(xiàng)目中，因使用該冷卻器，降低了工況溫度，減少了袋除塵器工況下處理的煙氣量，并且煙氣經(jīng)過冷卻器后，部分粉塵得到了預(yù)沉降，又因未采用噴霧降溫，煙氣含水量小，清灰效果好，加之使用了諾麥克斯濾料，濾袋壽命長達(dá)5~6年，工況阻力基本在1000Pa以下，運(yùn)行第6年阻力仍能保證在1200Pa以下。