技术丨水泥企业袋除尘的技术提升

水泥企业袋除尘的技术提升

袋除尘技术具有最高的除尘效率，能够高效捕集PM10、PM2.5 微细粉尘粒子。 近十年袋除尘技术的发展，有力地支持了更加严格的国家环保标准。 2015 年7 月 1 日起颁布实施的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915—2013）， 提高了颗粒物的排放控制要求，其颗粒物排放限值由原标准的 50mg/Nm3（水泥窑等热力设备）、30mg/Nm³（水泥磨等通风设备）分别加严至 30mg/Nm³、20mg/Nm³。 即无论新增设备还是在运设备出口烟尘排放均应满足最新的环保标准。 新增的除尘设备技术应更加可行可靠，出口烟尘排放应更加优于国家环保标准，为未来更加严格的环保标准留有空间。 虽然目前所有水泥企业都应执行新的排放标准，但由于除尘设备技术水平、运行环境、管理水平的不同，有些企业的除尘设施仍然不能达标运行，需要针对不同运行状况采取不同的技术措施，进一步提升袋除尘的技术水平，降低过滤后烟尘的排放浓度。 

1 岗位人员技术培训 

除尘器的合理设计、精心制作、精准安装是保证其高效运行的重要前提。 高素质、懂技术的维护管理人员更是除尘器长期稳定运行的重要保障。 对新增设备，在安装过程中供货方相关技术人员就需要启动对维护管理人员的技术培训与交流，让岗位人员跟踪设备安装的全过程，熟悉除尘器内部结构、工作原理、各个部件的功能、作用及维护事项，熟练掌握重要部件。如：滤袋的安装及更换，熟练掌握清灰系统各个参数如何调节、清灰气流压力及清灰周期、清灰脉冲宽度等参数对滤袋寿命有何影响等。 熟练掌握开、停机顺序，熟知开机前、停机前应注意的重要事项，避免因开机、停机时的操作不当引起的糊袋及烧袋事故。设备运行前，指导岗位人员或与岗位人员共同制定设备管理规则、岗位操作规程、安全管理及操作制度、事故紧急处理预案等。 设备正常运行后，供货方相关技术人员应与设备岗位人员建立紧密的信息沟通渠道，了解设备各阶段运行状况，及时修正除尘器运行控制参数，使除尘器在最佳状态下达标运行。对于在运设备， 如缺少对岗位工精心培训环节，应按上述方式补齐这一课。

2 袋除尘器关键技术参数控制

2.1 过滤风速

袋除尘器的工作原理为“过滤-清灰-过滤”，周而复始。 过滤、清灰这两个动作是袋除尘器最重要的工作过程。 过滤即由滤袋拦截含尘气体中的粉尘，清灰是为再次恢复滤袋的过滤性能。 过滤风速是袋除尘器最重要的技术参数，过滤风速的大小直接影响滤袋的过滤效率、过滤阻力、滤袋寿命、运行能耗、除尘设备的大小（第一次投资）等，过滤风速取值是否合理，直接决定了除尘器未来的运行状态。 

虽然设计者都知道过滤风速对袋除尘器性能的影响及过滤风速的重要性，但在实际工作中却有与同行“过滤风速攀高”的心态，加之迎合用户过分注重第一次投资要低的需求，过滤风速取值过高，对未来设备的长期达标运行留下不易修复的故障隐患。 

1988 年引进消化的气箱脉冲袋除尘器首台应用在邯郸水泥厂，用于水泥磨尾气除尘， 过滤风速在0.87m/min 左右，实现了低阻力、高除尘效率、低浓度排放。来华技术指导及验收的美国专家对于过滤风速的取值给予肯定。之后，气箱脉冲袋除尘器遍布全国水泥企业，大大改观了水泥企业的环境面貌。 同时，这项技术装备还在钢铁厂大量推广应用，我们为用户设计的多台 400 000～1 000 000m³/h 矿渣微粉制备系统袋除尘器，其过滤风速均在 0.9m/min 以下，滤袋寿命基本达到 4 年，有的超过 4 年，且运行阻力低，在除尘器运行的前 3 年中，运行压差大多在 850Pa 以下。 其过滤后的烟尘排放浓度在 10mg/Nm³ 左右， 有的仅为3.5mg/Nm³。 2000～2003 年间，在立窑烟气处理中大量推广应用的 LMC 长袋行脉冲袋除尘器同样得到市场的认可。笔者对于水泥窑头、窑尾大型袋除尘器选取超过 0.9m/min 甚至大于 1.0m/min 的过滤风速多年前不认同，现在仍然不认同 0.9m/min 以上的过滤风速。 

高的过滤风速只可以降低设备的第一次投资，但增加风机电耗，大大缩短滤袋使用寿命，出口排放浓度增加，带来的负效益是长久的。 

对于在运设备，若是因过滤风速设计过高而不断出现频繁破袋、排放超标、运行阻力过高等故障，建议技改，增加过滤单元及过滤面积。 

2.2 清灰参数

清灰是为了再次恢复滤袋的过滤性能，目前脉冲类袋除尘器清灰动作是由脉冲阀喷吹压缩气体，剥离滤袋上黏附的粉尘。 清灰参数包括清灰气源气量、清灰压力、清灰制度（清灰周期、脉冲宽度、清灰次序等）等。合理的清灰参数既可以实现清灰目的，又可以保留滤袋表面的第二过滤层，实现对细颗粒粉尘的高效捕集。 试验证明袋除尘器在开始过滤和每次脉冲清灰时排放浓度最高，进入稳定过滤运行状态过滤效率最高。设计合理的清灰参数，做到精细化清灰，是袋除尘器高效达标排放最重要的技术措施。

气源气量可依据脉冲阀耗气量及预设清灰制度计算出清灰所需耗气量。 清灰压力是经过调压装置对气源压力调节后的压力，是脉冲阀喷吹压力。 清灰压力是依据粉尘性质、滤袋品质等设定，满足清灰需求即可，合理的清灰压力应依据现场除尘器运行阻力变化状况而进行调节， 使滤袋始终保留第二过滤层，应避免清灰压力过高、 过度清灰而导致的不达标排放。水泥厂包装、库顶、库底各转运点等低浓度场合及使用覆膜滤袋的除尘器，清灰压力建议低于 0.4MPa。 实际工程案例也遇到过多台低浓度场合除尘器由于清灰过度排放超标现象。

合理的清灰压力、合适的清灰制度（清灰周期、脉冲宽度、清灰次序等）是实现精细化清灰的关键。要做到精细化，需要对在运设备运行状态进行跟踪，对脉冲阀实际耗气量、清灰时的清灰压力降、清灰前后除尘器运行压差变化、不同清灰压力和不同清灰次序下设备运行状态等关键参数进行监测比对，寻找出最佳清灰参数，实现对除尘器的精细化清灰。同时也为同类型新增设备清灰制度的设计提供参考。

3 更改清灰次序

清灰次序对清灰效果、出口浓度排放、回灰粉尘粗细均匀都有影响。气箱脉冲袋除尘器和长袋行脉冲袋除尘器影响不同。 

气箱脉冲袋除尘器大多是按照袋室顺序依次清灰，对于大型气箱脉冲袋除尘器，将传统的以袋室顺序清灰的方式改由前后袋室交错方式清灰，可以使收下的粉尘在回灰过程中实现粗细均匀，避免回灰粗细不均对产品质量的影响。山东某矿渣微粉生产线起初回灰时粗时细，影响了产品质量，当初不知何因，后通过清灰次序的改变解决了粗细不均问题，才明白了其中的缘由。 

长袋行脉冲袋除尘器清灰次序是指袋室次序及袋室内各排滤袋次序，袋室清灰次序影响与气箱脉冲袋除尘器相同。 袋室内各排滤袋清灰次序会影响滤袋的过滤效率。清灰后的滤袋透气性好，更容易吸附粉尘，同一袋室内逐排依次清灰，会使后排滤袋清下的粉尘再次吸附在前排刚清过灰的滤袋上，特别是刚清下的微细粉尘穿透或堵塞前排滤袋，降低除尘效率及清灰效率。改变清灰次序，将清灰次序改为“跳排式”或叫“跳跃式”，可以大大提升除尘效率及清灰效率。

4 改变离线阀门的打开速度

袋除尘器清灰方式有在线清灰及离线清灰两种，在线清灰是边过滤、边清灰的工作方式，离线清灰是停止过滤后再清灰的工作方式。 由于离线清灰的粉尘剥离效果好于在线清灰，袋除尘器采用离线清灰的占多数。 离线清灰的工作过程是：关闭要清灰袋室的离线阀门—停止袋室过滤—由脉冲阀喷射压缩气体—剥离滤袋上黏附的粉尘—打开离线阀门，再次进入过滤状态。 试验证明袋除尘器在清灰时排放浓度最高，主要原因是滤袋清灰后透气性更好，加之离线阀门打开时鼓胀滤袋会有快速折回至袋笼的动作，更多的粉尘会在短时间内随气流吸附在滤袋表面，更多的微细粉尘还会穿透滤袋随气流排入大气，使得除尘器出口排放浓度增加。 

降低离线阀门的打开速度，可以降低鼓胀滤袋的折回速度及气流再次流向滤袋的速度，进而可以减少穿透滤袋的粉尘，提升清灰时的过滤效率。实际应用中离线阀门有提升阀和蝶阀两种，多由气缸带动，且气缸多是不可变速的，离线阀门关闭速度与打开速度相同，因此无法降低离线阀门的打开速度。更换变速气缸，选用“快进—慢退式气缸”，在脉冲阀清灰动作完成后，使离线阀门缓慢打开，含尘气流缓慢流向滤袋，鼓胀滤袋缓慢折回，这样可以大大提高清灰时袋除尘器过滤效率。 在运设备采用更换变速气缸即可。

5 更换滤袋

目前袋除尘器配套使用的滤袋有覆膜和非覆膜之分，覆膜滤料具有最高的除尘效率，新增设备建议采用覆膜滤袋。在运设备，对于结构设计合理、清灰参数合理、运行阻力也不高、采用覆膜滤料的除尘器是可以满足新的国家环保标准的；而采用没有覆膜的普通滤袋，除尘器出口排放浓度则有可能会超过国家排放标准，对于这类除尘器，可直接将普通滤袋更换成覆膜滤袋，更换滤袋后应及时调整清灰参数，即降低清灰气源压力，延长清灰周期，调宽脉冲阀脉冲宽度，以延长滤袋使用寿命，提高除尘器过滤效率。 

6 高精度智能制造与互联网技术

目前袋除尘器的技术水平与国外已无差距，但加工制造的装备及手段还有相当大的差距，国内同行间制造水平差距也不小，这对我国袋除尘器实现高效率、低排放有着相当大的影响。培养高端产业技术工人，实现高精度智能制造，淘汰落后的作坊式加工方式，真正提升袋除尘器加工质量，使袋除尘器实现更低的出口排放，满足国家更高的环保要求，应是未来几年环保从业人员工作的重点，也是从业人员的工作出路。

未来十年内，互联网技术可以实现岗位工人与设计者的无缝沟通，设计者在办公室、在家中可以直接观察现场除尘器运行状态及运行数据，直接指导岗位工人对除尘器的管理维护，可以提高袋除尘器运行效率，提升袋除尘的技术水平。

作者：刘滨； 胡建鹏；许小雷
机构：合肥水泥研究设计

文章来源于：中国水泥备件网论坛

（www.cement365bbs.com）

▽▽▽点击阅读原文，查看更多精彩内容