除尘器

防爆型低压长袋脉冲除尘器的设计与应用

作者:广州新瑞环保    来源:www.    发布时间:2019-05-24 13:49:46

0引言

20世纪80年代末以来,在我国水泥、钢铁等行业煤粉制备系统中,大多采用球磨机+粗粉分离器+细粉分离器+布袋除尘器或立磨+气箱脉冲除尘器的系统模式。随着近年来技改项目的增加,如何利用先进技术在不增加占地面积的前提下,对现有设备进行改进,提高袋除尘器的处理风量,是磨机提高产量、减少污染排放的前提条件,也是急待解决的课题。

近两年来,钢材及其它原材料的价格不断上涨,土地资源日益紧缺,土地使用成本上升,使新上项目环保治理的投入成本大幅增加。因此加快研制开发占地面积小,单位过滤面积钢耗低的高效煤磨布袋除尘器意义重大。

根据煤粉制备系统的特点,结合长期的布袋除尘器设计经验,我们开发了防爆型LMC低压长袋脉冲除尘器,由于采用行(管喷吹)式脉冲清灰技术,滤袋长度可达到6~8m,因此该设备具备结构紧凑、占地面积少、造价低等优点。

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1LMC防爆型布袋除尘器的特点

1.1防燃、防爆安全措施设计

根据煤粉制备系统特点在设备内部结构上采取:

1)防积灰设计,防止积灰自燃

为了防止煤粉内部构件上积灰,所有梁、分离板等均设置防尘板,而防尘板和灰斗的溜角>70°,同时为防止两斗壁间夹角(谷角)太小而积灰,两相邻侧板焊上溜料板,加大谷角,消除煤粉的沉积,在除尘器内部所有平台、死角处加焊坡板。

2)选用专用防静电过滤材料

由于煤粉随空气流动,粉尘与滤布的冲击摩擦等都能产生静电。静电的积累会产生火花从而引起燃烧和爆炸,因此采用抗静电滤料,同时对除尘器壳体进行接地,确保接地电阻小于4Ω,消除静电效应。

3)计算防爆通风面积确定相应的防爆门尺寸

目前常用的计算方法有德国工程师协会提出的VDI3673的诺模图,根据美国防火协会卸压面积计算图和易燃粉尘的通风比(卸压面积与设备容积之比),煤粉的通风比一般为1∶35(m2/m3)左右。根据以上经验公式,确定煤磨防爆型脉冲喷吹长布袋除尘器的卸压面积。

4)采用CO2自动灭火装置

为了防止除尘器内部的煤粉自燃和爆炸,通过数控仪测量出除尘器入口、出口和灰斗的温度,超温时既可产生报警信号,又可输出控制信号给相应的执行机构,从而保证了除尘器的安全运行。一组由除尘器PLC可编程序控制仪进行全自动控制的消防单元模块—CO2自动灭火装置,提供可靠的安全保障。

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1.2行(管喷吹)式脉冲清灰技术

该技术具有清灰能力强、喷吹压力低、除尘效率高,每个脉冲阀最多能为18~20条滤袋同时进行喷吹并实现最好的喷吹均匀性的特点。喷吹压力的降低及喷吹均匀性的特点可延长滤袋的使用寿命,降低设备阻力,同时,滤袋长度可达到6~8m,且技术成熟,近年在国内及发达工业化国家广泛应用,但在煤粉制备系统还没有应用先例。

1.3低压脉冲喷吹方式

清灰压力设计为0.3MPa,属低压脉冲喷吹清灰,压力仅为高压脉冲的一半。高压喷吹方式是在线清灰,在清灰的同时重新开始过滤,喷吹臌胀的滤袋会迅速返回袋笼上。经验证明,当滤袋离开袋笼返回到它正常位置的速度快得与它离开的速度相等,粉尘在清掉的同时一部分将重新黏附到滤袋上,而过细的颗粒进入普通毡制成的或编织的袋内,则出现除尘器清灰时喷出粉尘超标排放现象,降低了除尘效率。这样除尘器阻力上升很快,需加快清灰周期频率,结果会缩短滤袋寿命。

LMC低压脉冲喷吹方式完全可以控制清除细颗粒而没有喷出现象。它在清灰时需要一个低压高流量脉冲气体,与普通高压低流量不同,具有两个特点:

1)当瞬间滤袋快速膨胀时具有高流量低压降的清灰风给滤袋提供加速力。

2)清灰后可控制减缓滤袋返回速度(控制出风阀重新打开时间)实现滤袋清灰后“软着陆”。

1.4选用淹没式脉冲阀

脉冲阀选用淹没式,喷吹阻力低,适合低压喷吹。采用方形气包,脉冲阀直接安装在气包上(见图1)。

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1.5取消文丘里管

加装文丘里管时,过滤气流通过此处产生局部阻力,使除尘器的整体阻力增加。与直接脉冲喷吹相比,并不能使引射流量增加,反而不如直接喷吹的引射流量大。文丘里管主要功能是保住喷射压力,将其有效地传递到达长滤袋的底部。现在制作的大型长袋脉冲除尘器,在一般工况下已经不使用文丘里管,在清灰系统设计上已充分考虑了能有效喷吹滤袋的数量及到达袋底的喷吹强度,因此取消使用文丘里管。

1.6结构紧凑、占地面积少、钢耗低

表1 为与FGM 型除尘器的技术性能对比。

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通过表1可以看出,相近过滤面积的LMC比FGM钢耗低近20%,占地面积小近50%。其它配件同样配置情况下价格低10%以上。

2结构及工作原理

2.1结构

由箱体、灰斗、防爆门、滤袋、袋笼、脉冲清灰系统、进(出)风口、离线阀、CO2自动灭火装置(选配)等组成,其结构示意见图2。

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2.2工作原理

含尘气体进入除尘器进风管,然后折下进入灰斗,再上升由滤袋过滤。由于气流断面的突然扩大,气流中一部分大颗粒粉尘因惯性而落入灰斗,颗粒小的粉尘进入滤袋,细粉尘被阻留在滤袋外表面。过滤后气体通过各滤袋汇集到净气室,经由出风管、风机排入大气。

LMC布袋除尘器设计为离线清灰,每单元滤袋分数组,每组若干条,随着过滤过程的不断进行,滤袋外表层积尘逐渐增多、增厚,需对滤袋清灰。清灰时,PLC控制仪发出信号,首先关闭某一单元离线阀,使该室离线,滤袋处于无气流通过状态,脉冲清灰系统工作,向该单元每条滤袋喷射压缩空气,在滤袋膨胀产生的震动和反向气流的作用下,使粉尘脱离滤袋并落入灰斗,达到清灰目的。清灰结束数秒后(粉尘沉降时间),离线阀再次打开,该单元又重新进入过滤状态。清灰过程是按一定的时间间隔逐个单元依次轮流进行的,当某个单元清灰时,其余单元仍在过滤,互不干扰,附积在滤袋外表面的积灰脱离滤袋落入灰斗后,由卸灰机构排出。离线阀、电磁脉冲阀、卸灰阀等装置,由PLC可编程序控制仪进行全自动控制,循环工作。

3运行效果

以太原钢铁公司和青岛钢铁公司使用情况为例,其设计参数及实际运行效果见表2和表3。

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由表2和表3看出,两家公司使用的设备在2005年先后投入使用,在近两年的运行中达到了设计要求,出口排放浓度<50mg/m3,达到了国家标准,设备随主机运转率达到100%,满足系统需要。

4结束语

该系列设备自2005年以来已在十几条煤粉制备系统应用并出口到印度等国家。由于占地面积小、设备结构紧凑,造价比传统设备降低近10%;喷吹压力的降低及喷吹均匀性的特点延长了滤袋的整体使用寿命;完备的防燃防爆安全措施设计,保证了设备的安全运行。

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