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1 項(xiàng)目背景

臺(tái)泥(英德)水泥有限公司2~5 000t／d熟料生產(chǎn)線工程是由中材國(guó)際南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院承建的國(guó)內(nèi)水泥生產(chǎn)線總包項(xiàng)目之一。該項(xiàng)目燒成系統(tǒng)的窯頭和窯尾電收塵器均采用中材環(huán)保設(shè)計(jì)生產(chǎn)的新型高效電收塵器． 目前兩條生產(chǎn)線均已投入穩(wěn)定的商業(yè)運(yùn)行。并已經(jīng)通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收。從實(shí)際運(yùn)行及收塵效果看．電收塵器使用情況很好，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求．電收塵器的出口排放濃度達(dá)到國(guó)家新排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文重點(diǎn)對(duì)該新型高效電收塵器的技術(shù)特點(diǎn)及高濃度、高負(fù)壓技術(shù)對(duì)策進(jìn)行分析．同時(shí)對(duì)該電收塵器在臺(tái)泥英德項(xiàng)目上的應(yīng)用情況作一介紹

2 技術(shù)特點(diǎn)及性能分析

用于臺(tái)泥(英德)水泥有限公司的2x5 000t／d熟料生產(chǎn)線的窯頭、窯尾電收塵器。是在引進(jìn)魯奇公司技術(shù)基礎(chǔ)上．根據(jù)該生產(chǎn)線具體工藝及工況參數(shù)專門設(shè)計(jì)新型高效電收塵器。在技術(shù)上更先進(jìn)、結(jié)構(gòu)上更優(yōu)化、性能上更高效、運(yùn)行上更可靠。這兩臺(tái)電收塵器具有特點(diǎn)分析如下：

2．1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

將電收塵器結(jié)構(gòu)作為網(wǎng)架用專門的力學(xué)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，使得構(gòu)件的受力均勻?？臻g剛度大。從而可合理選擇結(jié)構(gòu)型式并能在超大型電收塵器的應(yīng)用上減小設(shè)備體積

2．1．1 殼體

殼體主要用于支撐內(nèi)部構(gòu)件并形成一個(gè)密閉的氣流通道．本標(biāo)電收塵器的殼體全部采用鋼結(jié)構(gòu)外殼，能承受風(fēng)壓、工作溫度和壓力。基本結(jié)構(gòu)形式為：底梁、端墻、立柱、頂梁構(gòu)成骨架形成框架結(jié)構(gòu)，側(cè)板、頂蓋板、進(jìn)出氣口、下灰斗等與此框架結(jié)構(gòu)互相聯(lián)接形成一個(gè)完整的鋼結(jié)構(gòu)外殼 電收塵器的殼體設(shè)計(jì)計(jì)算全部使用引進(jìn)德國(guó)魯奇公司的軟件來(lái)完成。通過(guò)該系統(tǒng)軟件可迅速準(zhǔn)確的計(jì)算并輸出電收塵器的部件的受力及外型尺寸、鋼材型號(hào)等電收塵器設(shè)計(jì)所必需的參數(shù)。以保證殼體結(jié)構(gòu)及零部件更趨合理。殼體中頂梁、側(cè)板、下灰斗、進(jìn)氣口處均設(shè)有人孑L

圖片關(guān)鍵詞

圖片關(guān)鍵詞

門，以便人員進(jìn)入內(nèi)部調(diào)整、檢修。灰斗內(nèi)及每個(gè)電場(chǎng)前端側(cè)壁、內(nèi)部走臺(tái)等部分，均設(shè)有阻流板，以防止氣體短路 為防止殼體承受風(fēng)載而產(chǎn)生側(cè)向變形，在進(jìn)出口喇叭與側(cè)板聯(lián)結(jié)的立柱處安裝有“V”字形支撐。

電收塵器除采用上進(jìn)氣方式，可有效的利用場(chǎng)地，消除風(fēng)管彎頭對(duì)氣流均布的影響，并增加預(yù)收塵效果

頂梁為箱型結(jié)構(gòu)，梁內(nèi)安裝放電極和支承裝置。

沉淀極板通過(guò)懸吊梁懸吊在頂梁兩側(cè)的型鋼上．頂梁與側(cè)板采用絞性連接， 以解決熱膨脹應(yīng)力集中的問(wèn)題電收塵器頂蓋采用氣密、防雨型頂蓋．并采用防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以對(duì)收塵器進(jìn)行安全保護(hù)。

殼體外側(cè)需裝設(shè)保溫層，以防止內(nèi)部氣體結(jié)露。電收塵器灰斗的輸灰采用直接鎖風(fēng)閥或拉鏈機(jī)的輸灰方式

2．1．2 氣體均布裝置

電收塵器進(jìn)口處設(shè)計(jì)用氣體導(dǎo)流板和氣體均布裝置．其作用是使進(jìn)入電場(chǎng)橫斷面的氣體均勻分布，窯頭、窯尾電收塵器分別采用翼型、折頁(yè)型氣體分布板．它是通過(guò)對(duì)鋼板的沖壓工序完成。它具有氣流分布均勻、耐磨、易于裝拆等特點(diǎn)。從而保證進(jìn)入電收塵器的氣體均勻、層流。

2．1．3 放電極系統(tǒng)

放電極系統(tǒng)包括電暈線、放電極框架、放電極框架懸吊及絕緣支承等部件。放電極采用魯奇專利的V型電暈線．它對(duì)粉塵有良好的荷電能力，一根根電暈線采用專用工具漲緊后固定焊接于管狀框架上，利用專用的漲緊器可使每排電暈線均勻的漲緊在電暈線框架上．保證在振打時(shí)每根電暈線的振打力的傳遞。

每個(gè)電場(chǎng)的電暈極框架用四根懸吊桿懸吊于頂梁內(nèi)的瓷套管上，為防止瓷套管結(jié)露而引起電擊穿。在套

管下部支座內(nèi)裝有電加熱器．由恒溫控制器控制瓷套管的溫度 瓷套管的支撐底座為鑄鋼件，該鑄件將其

支座和電流保護(hù)管鑄為一體．并在穿過(guò)電流保護(hù)管的懸吊管上加有一個(gè)電流擴(kuò)散管，利用加大懸吊管的曲

率半徑來(lái)縮短放電距離．這種結(jié)構(gòu)的另一特點(diǎn)是可減少反吹清掃氣體量及增加反吹效果．有效防止絕緣套管內(nèi)壁上的積塵和爬電

2．1．4 沉淀極系統(tǒng)

沉淀極采用魯奇專利ZT24型極板。該型極板的優(yōu)點(diǎn)是電流密度分布均勻：通過(guò)極板的特殊設(shè)計(jì)(防風(fēng)溝)使沉積在極板上的粉塵不易被氣流沖刷引起二次飛揚(yáng)：有良好的振打加速度傳遞性能，振打加速度大且傳遞均勻，清灰效果好；整體有足夠的剛度，溫度變形小，長(zhǎng)期使用可靠。

它是由冷軋鋼板軋制而成．極板安裝時(shí)彼此扣環(huán)連接．上端通過(guò)懸板固定在頂粱間的型鋼上．下端通過(guò)螺栓與振打桿固定，振打桿采用厚壁鋼管，管上通過(guò)焊接的掛板與收塵極板聯(lián)接，這樣傳遞到收塵極板上的振打力有明顯的提高．進(jìn)而提高了整體清灰效果極板的懸吊為單點(diǎn)吊掛．不僅充分發(fā)揮了ZT24型極板相互扣接結(jié)構(gòu)的整體性和剛性。而且避免了雙點(diǎn)吊掛易使極板在工作中產(chǎn)生偏移或極板問(wèn)產(chǎn)生內(nèi)力．

影響電場(chǎng)內(nèi)的放電效果和振打力的傳遞及在振打后極板不能回位的弊端ZT24型極板與魯奇型電暈線相匹配．與其它極板與極線匹配相比較．具有降低設(shè)備運(yùn)行功率、提高單位體積收塵面積的特點(diǎn)．因此可以大大降低設(shè)備運(yùn)行能耗 提高收塵效率。同樣的收塵器面積下，魯奇型電收塵器的ZT24型極和魯奇V型電暈線配置．要比其它極板與極線的配置效率要大。

2．1．5 振打傳動(dòng)裝置

放電極振打傳動(dòng)裝置為頂部凸輪提升機(jī)構(gòu)，采用擺動(dòng)錘擊方式．振打錘采用管卡子與振打軸聯(lián)接，隨著軸的提升．錘頭下落在放電極框架的砧頭上，以抖落粉塵．有結(jié)構(gòu)合理、密封性好、運(yùn)行可靠的特點(diǎn)。錘提升角度分為30。、45。兩種．可調(diào)定振打效果。放電極振打錘錘臂采用標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)口尺寸可配不同厚度的錘頭，以獲得不同的振打力。

沉淀極振打采用撓臂錘錘擊方式．每排極板用一副撓臂錘．傳動(dòng)軸的間斷回轉(zhuǎn)是借助減速電機(jī)和PLC程序控制來(lái)實(shí)現(xiàn) 收塵極振打錘采用一種稱“豆芽型”的錘頭結(jié)構(gòu)這種錘頭的一個(gè)重要特點(diǎn)是在同樣的振打力下具有較小的回轉(zhuǎn)半經(jīng)．有利于縮小振打裝置所占用的空間．同時(shí)這種錘還設(shè)計(jì)有各種厚度以滿足不同振打力的需要 錘臂部分采用了統(tǒng)一規(guī)格的開(kāi)口尺寸．適用于不同厚度錘頭的組裝 錘頭與錘臂間用二個(gè)彈性套固接．安裝方便使用壽命長(zhǎng) 錘頭和錘軸的聯(lián)接采用管卡式結(jié)構(gòu)．使用可靠．不會(huì)造成脫錘現(xiàn)象沉淀極振打軸及軸承．為了保護(hù)其在運(yùn)行中不被磨蝕．振打軸承采用在軸和軸承座上都加套的型式．

不但體積?。惭b調(diào)整也很方便沉淀極振打傳動(dòng)采用的減速電機(jī)不但重量輕、電機(jī)功率?。疫€有防逆轉(zhuǎn)裝置 整個(gè)傳動(dòng)裝置既節(jié)能又可靠 其振打傳動(dòng)裝置采用密封盒與密封盤根的辦法．使其與殼體的密封得到了加強(qiáng)

2．2 針對(duì)高濃度、高負(fù)壓工況的特殊措施

2．2．1 建立預(yù)收塵裝置

在進(jìn)氣口喇叭中設(shè)置一些“擋板”(如槽型折射板、折葉板、角形阻流層等)以強(qiáng)化重力和慣性力的作用，見(jiàn)圖1。當(dāng)高濃度煙氣進(jìn)入進(jìn)氣口喇叭時(shí)，一方面由于管道截面積擴(kuò)大煙氣流速?gòu)?5～18m／s下降到lm／s左右．粗顆粒粉塵在重力作用下沉降落人灰斗：另一方面，氣流遇到“擋板”時(shí)．因“擋板”的阻尼作用．使氣流作急劇的轉(zhuǎn)折．紊流加?。畨m粒在此過(guò)程中相互碰撞、凝聚，并在重力和慣性力作用下沉降落人灰斗?！皳醢濉钡膶訑?shù)根據(jù)煙氣濃度由試驗(yàn)確定．阻力損失一般不應(yīng)大于lOOPa。預(yù)收塵裝置可使進(jìn)入第一電場(chǎng)區(qū)的粉塵濃度減少30％ 60％.

2．2．2 預(yù)灰斗的設(shè)計(jì)

高濃度煙氣進(jìn)入電收塵器的進(jìn)氣口后經(jīng)過(guò)槽型折射板、折葉板、角形阻流層等的阻流作用，發(fā)生折射、碰撞和凝聚，起到預(yù)收塵作用，在重力作用下粗顆粒粉塵沉降下來(lái)。這樣致使進(jìn)氣口的下部沉集了大量粉塵，如不采取措施，會(huì)造成進(jìn)氣口內(nèi)集灰．從電收塵器的橫截面上看，會(huì)有部分?jǐn)嗝鏆饬鞑粫常畯亩饸饬鞑荒芫迹娛諌m器很難正常工作．達(dá)不到理想的收塵效率。為此，在進(jìn)氣VI下面設(shè)置預(yù)灰斗，使收集下來(lái)的粉塵及時(shí)經(jīng)下面的拉鏈機(jī)運(yùn)走．保證電收塵器的正常工作

2．2．3 建立適當(dāng)?shù)臍饬鞣植佳b置

電收塵器用于高濃度煙氣的除塵．對(duì)氣流分布均勻性的要求與常規(guī)電收塵器不同．因高濃度煙氣進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)后濃度梯度變化很大．粉塵在振打清灰的重力沉降過(guò)程中，電場(chǎng)區(qū)下部的煙氣濃度很高．上部相對(duì)較低。為了有利于粉塵收集．電場(chǎng)區(qū)下部的氣流速度應(yīng)較平均流速低，以使粉塵充分荷電。另外．在電收塵器人口的“擋板”后面還設(shè)置了氣體分布板和氣體導(dǎo)流板．以改善氣流流向．在分布板與預(yù)除塵裝置之間用連接管連為一體．并設(shè)有雙層清灰振打機(jī)構(gòu)

2．2．4 特殊的阻流設(shè)計(jì)

通常情況下．電收塵器的殼體內(nèi)壁四周都設(shè)置有阻流板，防止氣流旁路。對(duì)于常規(guī)電收塵器而言．如果有0．5％的旁路氣流．出氣VI的氣體含塵濃度將大大增加，降低收塵效率。對(duì)于高濃度電收塵器來(lái)講．防止氣流旁路更為重要．如果有0．5％的旁路氣流．風(fēng)

圖片關(guān)鍵詞

量按850 000m3／h．人口含塵~濃度按660g／m 計(jì)算，水泥廠每年排塵為2 020t．顯而易見(jiàn)僅此一項(xiàng)給水泥生產(chǎn)廠家?guī)?lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而這樣多的粉塵排人大氣中．造成的環(huán)境污染是可想而知的。為防止旁路，這臺(tái)電收塵器加強(qiáng)了阻流措施．專門針對(duì)性地設(shè)計(jì)了兩側(cè)邊緣擋風(fēng)板、頂梁下導(dǎo)流板、灰斗上阻流板和電場(chǎng)之

間的節(jié)流墻

2_2．5 在第一和第二電場(chǎng)間設(shè)置節(jié)流墻一方面使荷電粉塵與節(jié)流墻碰撞產(chǎn)生沉降和改變氣流方向．防止荷電粉塵進(jìn)入下一電場(chǎng)區(qū)；另一方面通過(guò)節(jié)流墻的阻尼作用降低電場(chǎng)區(qū)下部的煙氣流速．以利于粉塵的充分荷電和捕集，見(jiàn)圖1。

2．2．6 同一電場(chǎng)區(qū)不同電場(chǎng)采用不同的極配方式因第一電場(chǎng)區(qū)上部粉塵濃度相對(duì)較低，而下部濃度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均值．如采用常規(guī)極配方式(即同一電場(chǎng)區(qū)極配相同)，則出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：一方面電場(chǎng)區(qū)上部電暈電流很大，自白消耗了大量電能；另一方面，電場(chǎng)區(qū)下部濃度很高．電暈電流極小，可能會(huì)出現(xiàn)電暈封閉現(xiàn)象，除塵效果較差。為此，高濃度電收塵器在同一電場(chǎng)區(qū)中應(yīng)設(shè)置不同的極配形式，見(jiàn)表3。如第一電場(chǎng)區(qū)上部采用V25線．電場(chǎng)區(qū)下部則采用電暈電流更大(放電更強(qiáng)烈)的V40線(芒刺較長(zhǎng))，利用其尖端放電時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈電風(fēng)加速粉塵荷電，防止電暈封閉現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高除塵效率。

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2．2．7 電收塵器殼體的耐負(fù)高壓設(shè)計(jì)

電收塵器多為負(fù)壓操作．在正常情況下，電收塵器殼體所承受的負(fù)壓不超過(guò)2 000Pa。如果殼體的強(qiáng)度不夠．可能會(huì)引起殼體變形，極間距無(wú)法保證，使電收塵器的收塵效果難以保證 當(dāng)殼體密閉不嚴(yán)時(shí)，就會(huì)造成大量漏風(fēng)．使進(jìn)入電收塵器的風(fēng)量增大，風(fēng)速加快，煙氣溫度降低，產(chǎn)生結(jié)露，從而加快磨損，腐蝕殼體和內(nèi)部件，收塵性能下降。對(duì)于高負(fù)壓電收塵器，殼體所承受的負(fù)壓高達(dá)1l 500Pa．所以殼體更易變形和漏風(fēng) 為保證電收塵器能正常的工作．在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中．殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足這種高負(fù)壓強(qiáng)度要求．采用專門力學(xué)設(shè)計(jì)．并嚴(yán)把設(shè)計(jì)、制造和安裝質(zhì)量關(guān)．減少殼體變形與漏風(fēng)．使電收塵器在高負(fù)壓工作狀態(tài)下能長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠高效運(yùn)行。

2．2．8 采用高能力輸排灰裝置和鎖風(fēng)裝置由于煙氣含塵濃度高．電收塵器收集的粉塵量很大．因此須配以高輸送能力的輸排灰裝置，尤其是第一、二電場(chǎng)的灰斗，承受了全部粉塵載荷的80％以上。

另外．為了防止高負(fù)壓下灰斗底部漏風(fēng)，還須選配性能良好的鎖風(fēng)裝置．否則．由于高負(fù)壓操作將造成底

部漏風(fēng)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵．降低除塵效率。

2．3 其它性能優(yōu)勢(shì)分析

2．3．1 收塵效率高，排放濃度低。

收塵器的一個(gè)重要指標(biāo)就是排放濃度或收塵效率．這些年各國(guó)對(duì)環(huán)保排放要求越來(lái)越嚴(yán)格。如西方國(guó)家控制在30～50rag／Nm3／~內(nèi)．有的國(guó)家要求更高 我國(guó)從1997年起也由原來(lái)的≤150mg／Nm 提高到≤100mg／Nm 。2005年1月1日起，又從≤100mg／Nm提高到≤50mg／Nm。。而本工程所采用的魯奇型高效電收塵器在技術(shù)引進(jìn)時(shí)就定位排放標(biāo)準(zhǔn)在50mg／Nm。以下 另外．新型高效電收塵器還提供了多種極配方式和振打方案．對(duì)高濃度煙氣的處理設(shè)計(jì)有阻流結(jié)構(gòu)，并采用不同的極配方式，從而提高收塵效率。

2．3．2 運(yùn)行更可靠

實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效地運(yùn)行是電收塵器用戶所希望的 新型高效電收塵器在設(shè)計(jì)軟件中提供了“腐蝕許可度的計(jì)算”程序，即可根據(jù)用戶的期望和工藝情況來(lái)設(shè)計(jì)電收塵器重要部件的許用時(shí)間長(zhǎng)短。對(duì)收塵極和放電極的吊掛進(jìn)行了改進(jìn)，增加了穩(wěn)定性和振打力的傳遞效果 改進(jìn)后的振打系統(tǒng)及其傳動(dòng)系統(tǒng)使運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)行更可靠．壽命更長(zhǎng)，更換也很容易。

2．3_3 投資運(yùn)行成本更低

計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)可使電收塵器在結(jié)構(gòu)優(yōu)、外型小、比鋼耗低，從而降低設(shè)備造價(jià)和土建費(fèi)用。

在相同收塵效率下新型高效電收塵器較其它類型電收塵器能耗和運(yùn)行費(fèi)用更低．維護(hù)簡(jiǎn)單方便．壽命更長(zhǎng)．為此新型高效電收塵器是受用戶青睞的高效環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品。

2·3·4 安裝更加方便快捷

新型高效電收塵器本體采用計(jì)算機(jī)模塊化設(shè)計(jì)．

各部件在安裝中像搭積木一樣方便快捷．使安裝施工效率很高．并且有利于確保安裝質(zhì)量。但這里值得一

提的是，除設(shè)計(jì)質(zhì)量、制造質(zhì)量外，電收塵器的現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量是保證其長(zhǎng)期、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，對(duì)高效電收塵器來(lái)講安裝質(zhì)量必須嚴(yán)格保證．施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照“電收塵器安裝操作規(guī)范”進(jìn)行操作。

3,運(yùn)行效果

臺(tái)泥(英德)水泥有限公司2~5 O00fd熟料生產(chǎn)線工程建成后．T-2006年4月20 13正式竣工投產(chǎn)并很快達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)．T2006年12．,q份通過(guò)國(guó)家環(huán)?？偩值沫h(huán)保驗(yàn)收，窯頭、窯尾電收塵器出口排放均t]-,T50mg／Nm ，達(dá)到了新國(guó)標(biāo)的要求．取得了令人滿意的效果。