专业分享 水泥厂袋除尘器的技术改造案例(上)

  作者：李士伟 李航

目前，袋除尘器在水泥工业中应用非常广泛，有些袋除尘器由于结构和清灰控制等方面的原因，在运行中经常出现问题，从而影响了整个水泥工艺系统的正常运行。本文以新疆某水泥厂窑尾袋除尘器为例，针对其经常出现滤袋底部破损、运行阻力高等问题，从袋除尘器结构及其他方面进行原因分析，并对其进行了技术改造。

1、存在的问题

新疆某水泥厂2500t/d生产线窑尾除尘设备采用的是袋除尘器，该设备的规格及技术参数见表1。

自投入运行5个月左右，该袋除尘器开始出现大量的滤袋破损情况，并且破损的部位在滤袋底部（见图1）；同时，运行一段时间后阻力明显偏高，严重影响了窑尾工艺生产系统的正常运行。业主以为原来的滤袋质量不好，又重新更换了一批滤袋，但是袋除尘器运行不久就又出现了相同的问题。

2、原因分析

2.1、滤袋底部破损原因分析

通过翻阅图纸资料和现场查看得知，窑尾袋除尘器进气方式采用的是灰斗进气，即下进气方式（见图2）。当含有灰尘的烟气从除尘器烟道通过进气口阀门进入灰斗后，气流在滤袋间向上运动，通过滤袋的过滤作用，灰尘吸附在滤袋外表面，过滤后的干净气体通过净气室、出气口阀门等排放到大气中。

       由于袋除尘器采用下进气方式，气流是从滤袋底部向上运动的，含有灰尘的烟气会不停地冲刷底部，时间一长就会造成滤袋袋底破损。另外，由于烟气从滤袋底部向上运动，滤袋的底部、中部和上部过滤速度会不一样，并且烟气中粉尘颗粒粗细有一定分布范围，在重力作用下会使大部分粗颗粒沉积在滤袋下部而细颗粒沉积在滤袋上部（见图3），从而造成滤袋下部粉尘负荷较大，再加上气流的不均匀，滤袋会产生晃动，造成滤袋间相互摩擦，从而造成滤袋袋底裙部磨损，见图1。

2.2、袋除尘器运行阻力偏高原因分析

袋除尘器运行阻力主要由机械阻力和滤袋阻力构成。机械阻力主要取决于除尘器本身的结构，滤袋阻力主要取决于滤袋本身的材质和滤袋的清灰效果。除尘器正常运行时的阻力一般在800~1200Pa的范围内，在滤袋使用寿命后期，运行阻力会有所增加，基本稳定在1500Pa左右。由于袋除尘器前期运行时阻力为1000Pa，基本正常，运行几个月后阻力才上升到1800Pa，所以基本可以排除袋除尘器结构方面和滤袋材质方面的原因。通过用U型压力计检测袋除尘器花板上、下的压力差值（即烟气通过滤袋前后的压力差）发现，这个压力值在滤袋清灰前后变化不大，基本上判定袋除尘器运行阻力偏高是由于滤袋清灰效果不好造成的。

2.3、脉冲阀喷吹效果不好的原因分析

通过现场检查及分析发现，滤袋清灰效果不好可能是因为脉冲阀喷吹次序不正确、喷吹周期过短及气路系统设计不合理等原因造成的。

因为，在现场检查时发现，许多个分气箱中气体压力非常小，只有0.1MPa左右，根本不能满足脉冲阀正常工作时所需要的压力要求0.3~0.5MPa。袋除尘器共有10个室，净气室是双阀结构，即每排喷吹管两端有2个脉冲阀，每个净气室共有11排22个阀。喷吹时，每排的2个脉冲阀一起喷吹，并且相邻2排脉冲阀也一起喷吹，每次喷吹时共有4个脉冲阀一起工作。这样的喷吹次序显然是不合理的，因为每次4个脉冲阀一起工作，耗气量是非常大的，当脉冲阀动作后，分气箱压力下降非常大（一般不应大于0.1MPa），并且在第二组脉冲阀动作前，不能恢复到正常压力设定值；同时，通过计算得知，所有脉冲阀工作一个循环所需的合理时间（即喷吹周期）是45~60min，而实际上脉冲阀的喷吹周期只有10min左右，明显太短。再加上气路系统的主供气管路直径是Φ89mm，有点偏小，导致气路系统在10min的喷吹周期内不能及时向每个分气箱中补充损耗的气量，使分气箱中气体压力不能及时恢复到设定值，脉冲阀不能正常工作，最终导致滤袋清灰效果不好，袋除尘器运行阻力偏高。

另外，上文中提到，由于除尘器采用的下进气方式，滤袋下部粉尘负荷较大，上部粉尘负荷小（见图3）。由脉冲清灰原理可知，吸附在滤料表面的粉尘层粗细颗粒越均匀，则透气性能和清灰效果越好，显然图3所示灰尘的分布是一种缺陷，而且滤袋越长这种缺陷越大。同时，由于清灰时灰尘的沉降方向与气流方向相反，很容易引起灰尘的二次吸附。所以，除尘器采用下进气方式也是滤袋清灰效果不好的原因之一。