电除尘器改造为布袋除尘器方案分析
- 发布时间：2018-04-27
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电除尘器改造为布袋除尘器，能利旧即利旧，内部全新改造。
一般的改造工程可分为以下几个步骤：
1、拆除电除尘器内部及顶部的各种部件。包括极板、极线、振打装置、上下框架、整流变压器、多孔板和顶部盖板等，通常只留下一个空壳。
2、安装除尘器进、出口烟道挡板阀。有些改造可能涉及到烟道和除尘器进、出口的改造。对进入各室的烟气量要精确计算，并进行气流分布实验，保证各室的气流相对均匀。
3、在除尘器壳体内安装烟气导流板和气流均布装置。导流板的设计要考虑防磨。
4、根据净气室和通道的位置，安装入孔门、视窗、走道及扶梯。设立的入孔门要采取密封和保温措施，视窗的设置应能从除尘器外部方便的看到花板的积尘情况。
5、滤袋的选择与安装。 袋式除尘器 的滤袋选择主要取决于烟气量、烟气温度、烟气成份、粉尘特性、除尘器的尺寸、安装使用要求及成本。
6、安装净气室和顶盖。净气室设计高度要便与袋笼的安装，顶盖的设计要考虑清灰管道和其他设备的布置及起吊装置的运行。
7、安装清灰系统。清灰系统主要包括压缩空气设备及管线、脉冲阀、储气罐、喷吹管及相关的电器元件。一般都设3种清灰装置，即差压自动反吹清灰、时间继电器自动清灰和手动清灰。根据滤袋的使用寿命和积尘情况。甚至和可以将压差自动反吹清灰在分为快、中、慢3中方式。
8、保护系统的安装。包括旁路烟道、除尘器进口烟气超温报警和紧急降温装置。为了避免锅炉点火燃油损坏滤袋而设置旁路烟道时，涉及到锅炉与除尘器的衔接和配合，尤其从旁路烟道切换到除尘器本体运行时，炉堂负压将有较大的波动，要求炉膛负压自动装置反映迅速，动作灵活。另一个为题是烟温，国内大多数锅炉的世纪烟温均超过设计值，有些超温幅度还较大，必需通过运行调试及投入吹灰器来控制。此外也可
?在烟道增设紧急报警和紧急降温装置。
9、特工仪表及控制装置。可以将原电除尘器控制室内的高压电源“请出去”，经改造电气、热控线路后安装用于 袋式除尘器 PLC和PC机上。
10、改造锅炉DCS和操作规程，以适应 袋式除尘器 的运行与管理。
11、改造引风机和电机。
窑尾电除尘器改造为布袋除尘器方案分析，本文由长沙麦迪环保资深特聘专家提供。
随着新型干法水泥技术的飞速发展，上世纪建设的2 000t／d以下水泥生产线普遍面临着技术改造，改造后烧成系统的产量会大幅度提高。原配套的窑尾除尘器无论从处理能力还是除尘效率都已不能满足要求，也必须进行改造或更换。
1 .电除尘器和袋式除尘器的特点
目前，国内新型干法水泥生产线烧成系统窑尾大部分选用电除尘器，其特点是：
（1）运行阻力低且稳定；
（2）必须要对烟气进行深度调质处理才能具有良好的收尘效率；
（3）基本能满足<50mg／Nm3的排放要求，由于电除尘器的收尘效率与收尘极极板面积呈指数曲线关系，如果要进一步降低排放浓度，必须要通过增加每个电场的极板面积或增加电场数量从而大幅度地增加收尘面积，设备的投资以及运行费用会因此大幅度增加，但效果并非十分显著；
（4）清灰不彻底及极板、极线的变形，很难保证除尘效率长期高效；
（5）电除尘器存在事故排放的缺陷；
（6）电除尘器的性能除了与结构有关外，在很大程度上受烟尘性能(尤其粉尘的电性能特征)和操作条件的影响。
影响电除尘器的性能除和操作条件有关外，主要因素有：烟气工况(成分、温度、含湿量、含尘浓度、露点值、含硫量等)、粉尘性质(粒径、粉尘颗粒组成、黏附性、浸润性等)、烟气在电场中的速度、除尘器的漏风率、电极肥大、电极操作等。烟气工况和粉尘性质决定了粉尘的比电阻值的高低。
上世纪90年代引进美国富乐(Fuller)公司大布袋除尘器技术，经消化吸收、改进国产化后，袋式除尘器已逐步推广应用于新型干法生产线。近几年来，随着脉喷清灰技术的发展及高性能滤袋的出现，袋式除尘器已广泛用于回转窑窑尾。其特点是：
（1）除尘效率高且稳定可靠，高效脉喷袋式除尘器用于窑尾除尘时排放浓度可低于10mg／Nm3；
（2）对烟气的处理只需降温即可，除烟气温度和粉尘的黏性外，袋式除尘器的性能几乎不受烟尘其他性能的影响；
（3）滤袋为消耗品，需定期更换；
（4）除尘器系统阻力较高，且随着滤袋的运行时间及清灰效果而变化；
（5）维护方便，通常可以在线不停机检修、更换滤袋。
（6）在袋式除尘器外形及大小不变的情况下，可以通过更换更高性能的滤袋提高过滤风速，提高除尘器的处理烟气能力。
基于上述特点，在水泥厂环保专项改造需要提高除尘器的除尘效率或窑系统综合改造时，既要提高除尘器的处理能力，又要提高除尘器的效率，不少用户提出了希望将原电除尘器改造为袋式除尘器的设想。
2．“电改袋’’的几种技术方案
由于老厂改造必须要考虑现场空间位置的限制，将窑尾电除尘器改造为袋式除尘器的方案有：
2．1 拆除原电除尘器，重新上新袋式除尘器“电换袋”
新型脉喷袋式除尘器的结构紧凑，即使窑系统技改后产量大幅度提高，原电除尘器的空间一般是可以安装一台袋式除尘器的。作为烟气调质的增湿塔与电除尘器配套时，需要将烟气温度从320℃降至150℃左右，而与袋式除尘器配套使用时只要降至260℃或200℃以下(由所选滤袋而定)，所以技改前的烟气调质系统完全可以使用。
此方案的优点：不受其他条件制约，袋式除尘器选用经优化的标准配置，除尘器的技术指标和经济指标最佳。可根据需要采用离线清灰方式或在线清灰方式，可以通过袋式除尘器内的预除尘及均风装置将烟气预除尘和负荷均匀分配，保证袋式除尘器不同位置的滤袋负荷基本相同，还可通过隔离阀门实现在线不停机维修和换袋。当然，如有必要完全可以根据原有电除尘器的基础调整袋式除尘器的基础。其缺点是施工周期长，原有电除尘器的灰斗和壳体未能充分利用。
2．2保留电除尘器部分壳体和灰斗改为袋式除尘器 “电改袋”
保留电除尘器壳体、灰斗、管道，承重基础、物料输送系统。去除电除尘器内部的各种部件，包括极线、极板、振打系统、变压器、上下框架、多孔板等等。
在壳体内安装花板、挡板、气体导流系统，在结构体上部安装根据现场实际情况设计的净气室。根据净气室及通道的位置来安装入孔门、走道及扶梯。
要正确选择和安装滤袋。采用覆膜玻纤或P84纤维滤袋，正常运行温度应控制在滤料耐受温度之下。袋式除尘器的滤材选择至关重要，主要取决于风量、气流温度、湿度、除尘器尺寸、安装使用要求及价格成本。选择合适的滤材对整个工程的成败起着举足轻重的作用，没有合适的过滤介质，改造后的袋式除尘器未必会优于原有的电除尘器。更有甚者，错误的选择滤袋会导致其快速损坏，增加更多的维护工作量。只有合理的设计、选型和安装滤袋才会保证高效率除尘及最少的维护量。
正确选择和安装清灰系统。清灰系统主要包括压缩空气管线，脉冲阀、气包、喷吹管等。
该方案成功案例有：2002年4月投入运行的北京燕山水泥厂700t／d生产线窑系统的改造；2005年4月投入运行的北京琉璃河水泥厂2 000t／d生产线窑系统的改造等。
此方案的优点：缩短施工周期，可减少一定的设备投资。其缺点是：受原有电除尘器结构(尤其电除尘器的梁、柱位置)的制约，改造后的袋式除尘器很难构成最佳配置，具体体现在：
(1)滤袋在除尘器内很难按最佳方式布置，滤袋的间距、每只阀门清灰滤袋的数量(清灰面积)滤袋的长度、清灰气路系统的各项参数等很难作到最佳匹配，影响脉喷清灰效果。
(2)电除尘器的进出风位置和方式限制了预除尘及均风装置的效果。
(3)可以安装提升阀实现离线分室清灰，但在每个袋室的进风口没有也不能安装隔离阀门，原电除尘器的灰斗不能保证每个袋室间相互隔离，不能在不停机时在线维修和更换滤袋，给检修带来了不便。
2．3 保留电除尘器部分壳体和灰斗改为电一袋式除尘器(电改“电一袋”)
通常，水泥窑尾电除尘器的第一电场收集了烟气中绝大多数粉尘，即一电场收尘效率超过80％。“电一袋”除尘器，就是在除尘器的前部设置一个收尘电场，发挥电除尘器在第一电场能收集80％以上粉尘的特点，收集烟尘中的大部分粉尘，而在除尘器的后部装设滤袋，使含尘浓度低的烟气通过滤袋．这样可以大大降低滤袋的过滤负荷，延长喷吹周期，减少清灰次数，从而延长滤袋的寿命。电除尘器的壳体内除第一电场外，有足够的空间能安装全部的滤袋，在除尘器改造时可以改为“电一袋”除尘器。
例：上海某水泥厂于2003年2月对φ3m×48m回转窑进行技术改造时，产量由700t／d提高到1 000t／d，除尘器改造时既要考虑处理烟气量的增加，又要将排放浓度由150m／Nm3降至低于30mg／Nm3,该水泥厂在有关专家的推荐和指导下将原三电场的70m2的电除尘器改成了“电一袋”除尘器。
此方案的优点：缩短施工周期，可减少一定的设备投资。其缺点是改造后的除尘器实际是两台除尘器(一台一电场电除尘器和一台袋式除尘器)相串联，两种除尘器的缺点也集中到一起，具体体现在：
(1)改造后的除尘器阻力为两台除尘器的和；
(2)改造后的除尘器最终依靠后半部分的袋式除尘器实现低浓度排放，但烟气的调质系统必须要将温度降至适应电除尘器工作时的150℃左右；
(3)两套除尘系统增加了故障率和维护工作量；
(4)其余缺点同方案2(“电改袋”)。
这三个水泥厂技改后受原来电除尘器壳体和灰斗结构的限制，即使有两个厂采取分室离线清灰，但在每个袋室的进气口未能安装隔离阀门，所以，改造后的袋式除尘器也不能在不停机的情况下在线维修和更换滤袋。因原来电除尘器梁和柱的影响，改造后袋式除尘器袋室的大小很难做到完全相等，提升阀的安装也受到影响。
如果上述三个水泥厂的技改采用“电换袋”方案，同样采用停机检修和换袋方案，选用定型的脉喷窑尾袋式除尘器性能指标如表2所示。
有经验的设备供应商在脉喷袋式除尘器设计时会采取先进的“模块化”设计理念，出厂时将庞大的箱体分解为“模块化”的小箱体，而并非板块散件，现场安装只需象搭积木一样拼装，大大节约了安装时间，并保证了安装质量。
“电改袋”或“电改电一袋”的优点是节约施工时间。从表1和表2的比较可看出，采取先进的“模块化”设计并供货的袋式除尘器正常安装时间完全不会影响窑系统的改造计划，如果各方面安排得当，起吊机具完备，加班加点，安装周期还会缩短。因此，采取“模块化”设计并供货后，“电换袋”的安装时间与“电改袋” 或“电改电一袋”方案基本接近，所能节省的仅为拆除老设备的时间。
“电改袋”或“电改电—袋”的另一优点是充分利用原有电除尘器的灰斗和壳体，节约设备成本。从表l和表2的比较可看出：北京燕山水泥厂改造后的设备重量160t，而经优化设计的标准设备重量仅为120t，也就是说，留下的原部件110t仅相当于节约了70t。北京琉璃河水泥厂技改后留下的部件工作量仅相当于35t。
“电改电—袋”方案是利用一电场的电除尘器作为袋式除尘器的预除尘，降低进入袋式除尘器内的烟气浓度。但新型脉喷袋式除尘器在结构上考虑了烟气进入滤袋过滤前的预除尘，增加了均风预除尘装置，其效果与一个电场相近，完全可以处理l 000g／m3以下的高浓度烟气。即使该电场是本来就有的，因袋式除尘器内的均风预除尘装置在运行电耗、维护工作量、阻力、对烟气调质的要求等都远优于电除尘器的一个电场，留用一个电场除尘器甚至连入口C0检测仪也必不可少，所以，是否有必要以一个电场的代价用于预除尘有待商榷。从上海某水泥厂改造结果来看，电—袋式除尘器使用半年后，阻力上升到2 000Pa左右，几经改造仍不理想，影响了窑产量。
4 结论
(1)水泥窑尾用袋式除尘器比用电除尘器更容易实现<30mg／Nm3的低浓度排放。
(2)采取“电改袋”或“电改电—袋”方案能在一定程度上缩短改造周期，但改造后除尘器性能指标不理想。
(3)l 000t／d及以下规模的回转窑环保技改时，将不能达标的电除尘器改为结构简单的在线清灰脉喷袋式除尘器是一种可选的方案，如将过滤风速控制在O．8m／min左右，选用国产玻纤覆膜滤料更经济。
(4)2 000t／d及其以上规模的回转窑技改时，建议采用“电换袋”方案，必要时可充分利用原来电除尘器的基础设计。
(5)“电改电—袋”方案，明显弊大于利，不建议采用。
