濕法回轉(zhuǎn)窯窯尾電除塵器改造

1　窯尾除塵系統(tǒng)工藝流程

　　系統(tǒng)的工藝流程見圖1、圖2。

　圖2　1號(hào)窯工藝流程及除塵示意

　　運(yùn)行初期窯尾粉塵排放符合國(guó)家4類標(biāo)準(zhǔn)。但隨著使用年限的增加，標(biāo)況下窯尾排放煙氣含塵濃度在324.6～3130mg/m³范圍內(nèi)逐漸攀升。2002年在水泥窯大修和中修時(shí)先后對(duì)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)窯電除塵器技術(shù)改造，改造后3臺(tái)窯均實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。

2　系統(tǒng)存在的問題

　　
2.1　立式電除塵器
　　1)生產(chǎn)能力不匹配
　　回轉(zhuǎn)窯經(jīng)過40多年不間斷的技術(shù)改造，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由原設(shè)計(jì)的13.9t/h提高到17.5t/h；處理的廢氣量由設(shè)計(jì)時(shí)的1.2×10⁵m³/h增加到目前1.62×10⁵m³/h；標(biāo)況下入口含塵濃度由容許值的40g/m³增加到107.54g/m³；系統(tǒng)漏風(fēng)率的增加使電場(chǎng)風(fēng)速由設(shè)計(jì)時(shí)的0.833m/s上升到1.125m/s；收塵效率降至90%以下。電除塵器出口煙氣成分見表1。

注：以上數(shù)據(jù)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)窯平均值。
　　2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損
　　除塵器內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)(＋21.595m)損害嚴(yán)重，尤其是上部錐體部位混凝土鋼筋銹蝕嚴(yán)重，鋼筋外露，墻體時(shí)常掉塊撞擊沉淀極極板、電暈線，使之變形，甚至塊狀物體掉入電場(chǎng)內(nèi)部造成短路。
　　3)極板腐蝕嚴(yán)重
　　邊排沉淀極極板腐蝕變形嚴(yán)重，電場(chǎng)放電、煙氣急速膨脹造成變形、銹蝕開裂，極間距發(fā)生變化，工作電壓無法保證，電場(chǎng)短路停車的情況經(jīng)常出現(xiàn)。
　　4)供電電壓偏高
　　供電電壓可達(dá)55～75kV，電流20～100mA。電場(chǎng)電壓偏高，閃絡(luò)頻繁，電場(chǎng)擊穿現(xiàn)象嚴(yán)重，火花放電導(dǎo)致電場(chǎng)燃燒和輕度爆炸；電容電流密度很小，電場(chǎng)強(qiáng)度低，粉塵遷移速度降低。供電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)擊穿高壓電纜絕緣的故障；供電柜的供電性能不佳，不能滿足電場(chǎng)供電及操作要求。
　　5)振打裝置失靈
　　電場(chǎng)振打清灰裝置生銹失靈，振打沖擊力弱，無法及時(shí)剝離片狀粉塵，極板捕捉粉塵能力降低。
　　6)電場(chǎng)溫度低
　　1號(hào)、2號(hào)立式除塵器并聯(lián)后，分流風(fēng)量不均，電場(chǎng)溫度低，除塵效率時(shí)高時(shí)低，難以穩(wěn)定。
　　7)未設(shè)置溫度報(bào)警裝置
　　系統(tǒng)電場(chǎng)沒有裝設(shè)相應(yīng)的溫度報(bào)警裝置，時(shí)常出現(xiàn)煤粉燃燒、煙氣爆炸現(xiàn)象，造成電場(chǎng)間距變化。
　　8)未采取保溫措施
　　高壓真空室沒有采取保溫措施，冬季溫度低、濕度大，放電現(xiàn)象嚴(yán)重。
　　高壓穿墻石英套管不但未采取保溫措施，且密封存在缺陷，影響供電等級(jí)的提高。
2.2　臥式電除塵器
　　臥式電除塵器主要技術(shù)參數(shù)見表2。

　1)極板銹蝕變形嚴(yán)重
　　除塵器超過維修期限，電場(chǎng)內(nèi)部?jī)蓚?cè)殼體銹蝕穿孔；兩極大面積發(fā)生不同程度的變形，極間距減小，影響電場(chǎng)供電性能和粉塵驅(qū)進(jìn)速度。
　　2)管道長(zhǎng)且漏風(fēng)
　　煙氣管道長(zhǎng)，壓力損失大，冷煙室、風(fēng)機(jī)至煙囪進(jìn)出口管道無保溫層，尾溫降低幅度大，導(dǎo)致兩極及殼體銹蝕嚴(yán)重，煙氣管道穿孔，系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重，不但增加了風(fēng)機(jī)的負(fù)荷與耗電量，工藝操作難度逐年加大。
　　3)振打裝置變形嚴(yán)重
　　陰極振打?yàn)榈撞總鲃?dòng)，振打錘及錘頭嚴(yán)重變形，傳遞力弱，電場(chǎng)內(nèi)兩極積灰厚，形成“包灰”，使得電暈線放電不良，導(dǎo)致電壓、電流下降。
　　4)供電裝置落后
　　電場(chǎng)供電系統(tǒng)裝置相對(duì)落后(戶內(nèi)式變壓器)，電纜擊穿故障多、供電不穩(wěn)定，供電等級(jí)低；高、低壓控制裝置容量小、故障頻率高；振打控制系統(tǒng)電纜絕緣老化，故障率高。
　　5)自控配置低
　　原CO分析儀自動(dòng)控制配置較低，且年久失修、失靈，除塵器長(zhǎng)期存在事故隱患。電場(chǎng)沒有裝設(shè)溫度報(bào)警裝置。
　　6)保溫層厚度不夠
　　原設(shè)計(jì)本體保溫層厚150mm，未考慮系統(tǒng)熱耗大、溫度降幅大等因素，致使三電場(chǎng)溫度過低，冬季灰倉、卸料器及螺旋輸送機(jī)時(shí)常出現(xiàn)結(jié)露堵塞。
2.3　燃燒器
　　窯頭單通道燃燒器相對(duì)落后，操作難度較大，跑煤或給煤不足現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生；導(dǎo)致窯尾溫度變化大，除塵運(yùn)行不穩(wěn)定。

3　設(shè)備及流程的改造

　　
3.1　立式除塵器
　　1)＋21.595m混凝土結(jié)構(gòu)采取內(nèi)部表面處理，內(nèi)植筋加固，內(nèi)層鋼板焊接，鋼板與混凝土墻體之間采用拉鉚焊接，中間澆注細(xì)石混凝土，鋼板表面進(jìn)行耐溫耐腐蝕涂料處理。植筋、拉結(jié)筋剖面見圖3、圖4。

　經(jīng)此處理，增強(qiáng)了除塵器混凝土結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，解決了以往墻體脫落掉塊造成電場(chǎng)短路的問題，減少或降低了電除塵器故障率。
　　2)整修陰極小框架，采用BS電暈線，更新變形、銹蝕嚴(yán)重和靠近墻體的4排極板。
　　3)更新振打裝置和控制線路。
　　4)改造1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)除塵器煙氣分流管道、風(fēng)量調(diào)節(jié)閘板閥，3號(hào)窯的一部分廢氣分流到2號(hào)除塵器進(jìn)行處理。這樣，相當(dāng)于擴(kuò)大了3號(hào)窯立式電除塵器收塵面積(原40m²增加為60m²)，見圖5。

5)改進(jìn)電氣設(shè)備，利用L－C恒流電源，提高了電氣設(shè)備的功率因數(shù)，減少了電網(wǎng)污染。
　　6)立式除塵器內(nèi)部增設(shè)2層折流板，加高雙室隔墻，更換恢復(fù)所有檢查門、采取堵漏措施，改造后漏風(fēng)率≤3%，溫度提高了20℃左右。
　　7)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)電除塵器出口處安裝溫度數(shù)字報(bào)警儀(熱電偶)，設(shè)置溫度報(bào)警值>158℃時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)掉閘，有效防止跑煤、流煤情況下電場(chǎng)內(nèi)部出現(xiàn)燃燒及爆炸現(xiàn)象。
　　8)立式電除塵器高壓真空室采取2kW電加熱器，使溫度顯著提高、濕度減小，放電次數(shù)降低。
　　9)高壓穿墻石英套管采取保溫措施，改善了密封結(jié)構(gòu)，提高了供電等級(jí)。
3.2　臥式除塵器
　　1)頂部、側(cè)面及進(jìn)出喇叭口敷設(shè)3mm鋼板，內(nèi)加150mm保溫巖棉，殼體保溫厚度達(dá)到300mm；更新檢查門、增設(shè)防爆閥，改進(jìn)后系統(tǒng)密閉性及安全性大大提高。
　　2)更新沉淀極極板，采用480“C”板，修復(fù)極板懸掛梁，更換沉淀極撞擊桿；調(diào)整極間距，電場(chǎng)一律采用390mm寬間距，極板、電暈線共減少7排，有效除塵面積降低了8.7%，但不影響除塵效率。
　　3)更新電暈線，一律采用BS電暈線。
　　4)陰極振打由底部改為中部振打。
　　5)恢復(fù)CO分析儀及窯頭二次顯示與報(bào)警裝置；在除塵器入口處安裝了溫度數(shù)字報(bào)警儀(熱電偶)，設(shè)置溫度報(bào)警值為158℃，超過該溫度自動(dòng)掉閘，防止跑煤、流煤情況下電場(chǎng)內(nèi)部出現(xiàn)燃燒及爆炸現(xiàn)象。
　　6)改進(jìn)電氣設(shè)備，利用L－C恒流電源，提高了電氣設(shè)備的功率因數(shù)，減少了電網(wǎng)污染；臥式電除塵器3個(gè)電場(chǎng)分別由內(nèi)式改為戶外式高壓硅整流變壓器(并進(jìn)行擴(kuò)容改造)，輸出電壓直接進(jìn)入電場(chǎng)，提高供電等級(jí)，有效解決了電纜擊穿故障和供電不穩(wěn)定的問題；高、低壓控制一律采用PLC自動(dòng)控制裝置，自動(dòng)化程度提高。
　　7)改變除塵器煙氣進(jìn)出口管道走向，并敷設(shè)150mm厚巖棉保溫層。經(jīng)改造，降低了系統(tǒng)阻力，電除塵器進(jìn)出口溫度分別提高10～20℃，高出露點(diǎn)溫度50～65℃，冷凝結(jié)露現(xiàn)象消失。改造后工藝流程見圖6。