水泥厂窑头“电改袋”成功案例
山东山铝环境新材料有限公司2号熟料生产线于2008年建成投用，窑头篦冷机余风处理采用电除尘器并配备余热锅炉，随着国家环保对废气排放标准的日趋严格，现有电除尘器无法实现达标排放。针对上述情况，为了排放达标，公司投资400万元，利用原电除尘器壳体，将电除尘器改为袋式收尘器，确保除尘器出口烟气颗粒物排放浓度低于20mg/Nm3，达到国家排放标准。
1技术路线
将原窑头电除尘器三电场全部拆除，保留电除尘器的大梁，采取顶部出风高净气室的设计方式。充分利用原有电除尘器的外壳体(含灰斗、立柱、框架、箱体等)以及输送系统，拆除电除尘器的顶部及内部构件，将原有电除尘器各个电场的每侧改为三个袋室，改造后除尘器共分为12个袋室。将滤袋布满设备内部，并改变除尘设备出口方式，增设顶部上箱体(含爬梯和顶部喷吹净气室)，将其整体改造为纯袋式除尘器。
除尘器的净气室设计为独立的单元，并设置阀门可实现在线检修，每个净气室的气体通过分管道进入出风通道，改造后正常生产运行时出口粉尘浓度≤20mg/m3。
本次改造为了满足将来出口粉尘排放浓度升级改造达到≤10mg/m3的要求，我们在对除尘设备设计时预留了充裕的改造空间：
(1)更多滤袋数量的设计，为将来滤袋加长增加过滤面积预留了足够的空间；
(2)选用3.5″脉冲阀，能够满足更多过滤面积的清灰效果；
(3)对高净气室进行加高设计，能够满足将来滤袋加长后的更换检修空间；
(4)关键气密性结构采用双面满焊，为10mg/m3排放做好准备。
2增加冷却装置
窑头篦冷机工作不稳定或是余热发电工作不正常时，除尘器易造成高温烧袋的事故发生，因此需要配备合适的冷却装置进行应急处理。我们从窑头的工艺考虑出发，在除尘器的入口处增设冷风阀，还在篦冷机的出风口增设管道喷雾降温装置，确保出现意外的情况能够进行有效的处理，从最大程度保护滤袋。
管道喷雾降温的基本功能是根据烟气温度的变化自动控制喷嘴的开关，使冷却器烟气出口温度维持在适当的温度范围内。工作时，冷却水自水源水箱经过滤器过滤后由多级水泵升压，经出口管路分组控制箱(控制不同工况下的不同喷水量)送到喷嘴，经过喷嘴喷雾，产生非常细小的颗粒，水雾在高温烟气中迅速蒸发，吸收烟气的大量热量，使烟气温度迅速降低并维持在一定温度范围内。可提前设定期望烟气出口温度值，当出口测温元件检测到烟气温度超过给定温度设定值的上限控制偏差时，在控制器的作用下，水泵自动开启，给喷嘴供水降低出口烟气温度，并根据出口温度与设定温度的差值控制喷嘴的开关及流量调节，从而使烟气温度降低到指定范围内；当出口温度降低超过温度设定值的下限控制偏差时，在控制器的控制下，水泵自动停机，从而使烟气温度回升到指定范围内。
图1为收尘入口烟道增加冷风阀；图2为篦冷机喷雾降温装置；图3表明喷雾装置喷头雾化效果。
图1收尘入口烟道增加冷风阀
图2篦冷机喷雾降温装置
图3喷雾装置喷头雾化效果
3风机改造方案
根据窑头的工艺以及现有排风机配备的电机功率来计算，风机压头不能满足电除尘器改为袋式除尘器后的需求，将风机改造参数设定为全压3600Pa，风量450000m3/h。我公司采用的排风机型号为CTGXYT75NO29D，全压3600Pa，风量50000m3/h，电机型号为YPT560-8，功率710kW。
表1改造前后参数对比(窑头配备余热发电)
图4袋式除尘器CAD数字化设计
4改造效果
原窑头电除尘系统参数及改造为袋收尘系统参数对比(见表1)。改造后排放指标(见表2)。
表2改造后排放指标
5关键技术
5.1袋式除尘器箱体模块化结构的优化设计
对低压长袋脉冲除尘器箱体的模块化结构进行针对性的优化设计(见图4)，方便设备的安装，既缩短改造工期，又降低安装成本。
5.2合理的均风结构设计
利用CAE技术对设备内部进行CFD流场模拟分析(见图5)，以此结合新型均风结构(已获国家实用新型专利)来改善内部气流分布，进一步降低设备结构阻力。
图5CFD流场模拟分析
5.3低能耗高效脉冲喷吹系统的开发研究
新型低能耗高效脉冲喷吹系统(见图6)，保证排放达标，实现低阻、高效的运行效果。
图6脉冲喷吹仿真模拟
5.4破袋检测技术
在每个室设立单独的压差计，以便观察每个室的工作情况。并利用粉尘监测装置配合电器控制反馈系统，能够及时发现滤袋破损，并准确定位到某个袋室，实现设备运行检测的机电一体化，方便设备维护。
5.5工艺系统综合分析
借助在工艺设计方面的优势，对整个窑头烟气除尘系统进行综合分析，包括对通风管路的优化设计，头排风机的参数选型和改造，为整个窑系统的提产创造了条件。
6结束语
环保形势日益严峻，窑头采用电除尘器已经不能满足达标排放的要求，对窑头电除尘器进行改造势在必行，为了降低改造成本，可以利用原有的收尘壳体进行改造，将电除尘器改为袋式收尘器。
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