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立窯電除塵器的設計與應用

  近幾年來,有關設計和科研單位在不斷總結經驗的基礎上研制出了新型的立窯立式、臥式電除塵器,取得了良好的效果。

  電除塵器的同極間距以往電除塵器的同極間距多采用250~300毫米。自寬間距的技術出現后,多數都采用400毫米的間距。但在立窯電除塵器上,為盡量減輕除塵器的重量,其極間距可考慮適當加大。如陽澄水泥廠和天津水泥廠的立窯電除塵器上,都是采用500毫米的間距,實踐證明絲毫未降低其性能,相反兩極的重量減輕了。以流通面積30平方米的電除塵器為例,當極板高度為5米,極間距為400毫米時,通道數為15個,當極間距加大為500毫米時,通道數減少到12個,相應兩極的重量和造價降低20%。

  電除塵器的電場數電場數的確定,主要取決于所要求的收塵效率,一般至少取2個電場。但就立窯而論,在暗火或淺暗火的正常操作情況下,煙氣含塵濃度較低,一般≤5克/立方米。如要求排放濃度≤100毫克/立方米(標況)時,應考慮采用2個電場,但要求排放濃度≤150毫克/立方米(標況)時,可考慮采用1個電場,這樣可減少電除塵器占地面積和降低一次性投資。如陽澄水泥廠和巢湖鑄造廠水泥分廠的立窯電除塵器,都是采用1個電場,測試結果,其排放濃度均≤150毫克/立方米(標況),達到了當地排放濃度的要求。

  防腐蝕措施經過多年的摸索,腐蝕問題現已基本得到解決。極板的防腐蝕,現在有多種材料可供選擇。一種是采用不銹鋼板,如天津水泥廠新安裝的立窯電除塵器,第一電場的極板就是采用的不銹鋼板。但價格昂貴,一般是普通鋼板的4倍以上,所以建議盡量不采用。第二種是采用鋁合金材料。雖然價格比普通鋼材高2~3倍,但鋁合金的密度只是普通鋼材的三分之一,所以總的造價增加有限。但是應注意采用防超溫措施。第三種是采用耐高溫而又導電的特制油漆。這種產品是由西安重型機械研究所與有關單位共同研制的。據介紹,這種油漆用在工程上,具有很高的耐腐蝕性,耐溫可達400℃以上,而且附著性很好,價格也不貴,但要求被涂表面清理干凈,否則將影響其附著性。

  除兩極要考慮防腐蝕外,殼體和灰斗的腐蝕也不能忽視,可采用普通耐高溫油漆或稀土保溫材料。

  防超溫措施一是從電除塵器的結構本身,特別是兩極結構要充分考慮熱膨脹的影響。收塵極可借鑒有色冶金工業曾采用過的耐高溫棒幃式收塵極。棒幃式收塵極采用的是鋼棒,重量太重,可改成薄壁圓管或方管。這樣不僅能減輕重量,而且管中可蓄熱,對防止冷凝結露有好處。電暈線在小框架上固定時,一定要有足夠的膨脹量。另外,在收塵系統中,增加冷風閥或旁路放風閥,當溫度達到最大設定值時,閥門自動開啟,進入冷風或高溫煙氣直接排入大氣。這樣就可以防止電除塵器超溫受損。

  防低溫結露的措施由于立窯料球的含濕量在14%左右,一般露點>50℃,如果立窯煅燒加氟化鈣,煙氣中會含有不同程度的酸性氧化物,因此可能酸露點會更高,如果立窯操作溫度低于60℃,便會出現冷凝結露現象,這也是立窯電除塵器產生腐蝕和灰斗卸灰困難的主要原因。防低溫的措施是:

  1.殼體和灰斗敷設較厚的保溫層。具體厚度應根據當地冬季最冷氣溫進行詳細計算后確定,一般不小于100毫米。

  2.放電極懸掛絕緣子和振打絕緣軸的保溫箱,除敷置保溫層外,箱內要增加帶式或管式加熱元件,每個保溫箱的功率至少在1千瓦以上。最好是采用熱風清掃,既可保溫,也能防止絕緣子積灰爬電。

  3.在寒冷地區,由于溫差較大,保溫層不足以防止除塵器內冷凝結露,應設置簡易熱風爐,將加熱的氣體與立窯煙氣混合后進入除塵器。現在天津水泥廠立窯收塵就是采用這種措施。或者是從熟料冷卻上抽吸熱氣體,與立窯煙氣在一混合室混合后,再進入電除塵器,而且這個混合室還起沉降室的作用。當然這一措施要精心設計,并憑借可靠的自動控制系統才能得以實現。

  4.加強除塵器和管道系統的密閉性,減少漏風。特別是人孔門和灰斗排灰裝置處的漏風。所以人孔門要采用雙層結構的裝置。

  5.改進操作規程。即操作規程要根據工況條件的變化進行調整。如到冬季就要考慮適當提高廢氣溫度,特別是暗火操作的立窯。

  防爆措施立窯中燃料的燃燒,顯然不如回轉窯中燃燒得完全。因此煙氣中會含有一氧化碳氣體。只要一氧化碳含量達到一定的濃度,就有可能產生爆炸。所以在電除塵器的頂部要設置防爆閥。

  立窯除塵系統采用自然排風問題

  立窯的收塵系統,可不設置排風機,建造一座高15米以上的煙囪,靠煙氣的熱壓差自然排風。用立式電除塵器,其垂直殼體本身就可當作煙囪,這樣可以節約大量的能耗。也許有的立窯廠房上無法布置電除塵器,可在立窯廠房旁邊,另新建一框架,將電除塵器架起。投資大小,由除塵器規格大小、立窯廠房的標高,以及是外包還是自行施工等因素而定。粗略估算,一般在8萬元左右,但每年節約的電費和風機的維修費足可以補償。

  高壓電源的選型問題天津院和合肥院都是采用高壓恒流電源,使用效果都很理想,因為這種電源裝置對立窯工況條件變化的適應性比較強。

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