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  煤磨袋式除塵器的先進技術>>

在水泥行業,煤磨的收塵采用袋式除塵器已廣為應用,但由于煤磨設備的發展,煤粉的輸送已取消細粉分離器,而由袋式除塵器(袋式收塵器)兼而代之,由而袋式除塵器入口濃度大大增加,原有MDC、HMC型等袋式除塵器已不能勝任,且其原有的泄爆閥也存在不少問題。浙江潔華環保科技股份有限公司據此開展了研究,開發了新一代的LPMM型煤磨袋式除塵器,并在浙江省科委主持的技術鑒定會上獲得了通過,結論是技術水平屬國內領先水平。
一、煤磨煙氣的特性
煤磨煙氣中所含粉塵為煤粉,濃度大,粒度細,易燃易爆。
1、煤粉的幾項特性:據煤炭科研部門試驗表明
a、煤粉的爆炸極限
煙 煤 爆炸下限濃度:110~335g/m3,爆炸上限濃度:1500g/m3。
無煙煤 爆炸下限濃度:45~55g/m3,爆炸上限濃度:1500~2000g/m3。
b、煤粉可燃爆的粒度:上限為0.5~0.8mm,粒經小于75μm更易于燃爆。
c、煤粉的著火溫度:500~530℃,自燃溫度:140~350℃。
d、煤的揮發份
無煙煤揮發份≤10%,無爆炸危險。
煙煤揮發份>10%,有爆炸危險,百分比愈大,爆炸性愈大。
2、煤粉只要具備如下三要素,才可能進行燃燒和爆炸,缺一不行:
a、有可燃物質一煤粉;b、有氧氣;c、有點燃源
3、水泥廠煤磨工藝流程是煤磨排出的含煤粉煙氣先流經粗粉分離器再經細粉分離器至除塵器,其粉塵濃度較低,約為70g/m3左右。隨著技術的發展與進步,取消細粉分離器,含煤粉煙氣經粗粉分離器后即直接至除塵器。此時,煤粉的濃度提高至300~700g/m3,在除塵器空間內煤粉彌漫正處于燃爆范圍內。而煤粉的濃度很細,比表面積大,粒度<80μm的占80%左右;水泥廠現又多采用煙煤,揮發性一般在10~30%,也均處于燃爆范圍。此外由于煤磨屬于烘干磨,煙氣中有一定水份含量,露點一般在50~55℃,易于結露。
4、氧氣的濃度在15~17%以上,易引起燃爆,小于14%視為惰性氣體。
水泥廠煤粉制備工藝系統——煤磨布置在窯尾(指回轉窯),利用窯尾煙氣作為烘干介質時,煙氣中含氧量低,有抑制燃煤的作用——對防燃防爆要求低。當布置在窯頭利用窯頭冷卻機的熱風或利用熱風爐的熱風作烘干介質時,熱風中含氧量將高達21%,具備燃爆條件。
5、點燃源,煤磨是否具有煤粉燃爆的自燃或著火溫度范圍?水泥廠煤磨入口溫度一般不大于400℃,煤磨出口煙氣溫度為避免結露需高于露點溫度15~30℃,一般控制在70~85℃,但當利用窯尾煙氣作烘干用時,因其水份含量有時高達6%,煤磨煙氣出口應高于露點溫度30~35℃,一般控制在85~90℃。可見其出口煙氣溫度均在著火或自燃溫度范圍外。
二、先進的袋式除塵器
綜上所述,煤磨煙氣中煤粉的揮發份(煙煤)、粒度、濃度均在燃爆范圍內,含氧量有可能較多,必須在研制的袋式除塵器中加以預防。預防的重點在消滅可能的點火源,其次是降低除塵器的漏風量,以免增加進入空氣的含氧量,增設泄壓防爆安全閥。研制的除塵器內不允許存在能積聚煤粉的平面和死角,不允許產生靜電的積聚和火花,不允許存在產生沖擊摩擦的機械傳動裝置,不允許有高溫表面,以防止產生點火源。
浙江潔華環保科技股份有限公司研制的先進煤磨袋式除塵器具有如下特點:
1、采用高濃度、高效脈沖袋式除塵器,型號為LPMM型:
此種專用于煤磨而開發的脈沖除塵器,綜合了分室反吹、脈沖噴吹清灰除塵器的優點,具有處理粉塵濃度大,清灰能力強,收塵效率高的特點。采用離線分室停風脈沖噴吹清灰技術,能處理高達1000g/m3粉塵濃度的含塵氣體,排放濃度≤50mg/m3,針對煤磨粉塵的特性,采用有多項防燃防爆結構和措施。
除塵器的工作流程:
過濾工況:含煤塵氣體由除塵器箱體側進風道,經斜隔板轉向均勻地進入各分室灰斗,大顆粒塵由于慣性碰撞和重力沉降作用而沉入灰斗,細塵折轉隨氣流向上進入過濾室,被濾袋攔截篩濾而附于其表面,凈化后的氣體透過濾袋經袋口進入各分室清潔室再經總排風道由除塵系統的主風機吸出而經煙囪排入大氣。
清灰工況:隨著過濾工況的連續運行,積附于濾袋外表的煤塵層不斷增厚,氣流通過的阻力也逐步增大,當阻力達到設定值(如1470Pa)時,安于除塵器上的壓差發送儀(定壓控制)發出訊號,可編程序控制儀(PLC)開始啟動,發出指令依序依次切換各分室的提升閥關閉、開啟,切換各室的脈沖閥對濾袋進行停風脈沖噴吹清灰。如首先關閉第一分室提升閥,切斷含塵氣流通過,再開啟脈沖閥對分室中所有濾袋進行停風脈沖清灰,使濾袋內外壓差恢復至原先過濾時阻力,經約1分鐘時間間隔,使清下煤塵沉降后,再開啟提升閥恢復第一分室的過濾。各分室依次循環按序清灰,直至最后一室清灰完。PLC程控儀也可手動或定時進行控制。
2、設計有一整套先進的防燃防爆技術
a、本體結構的設計,為防止除塵器內部構件煤粉的積聚,消除積灰的平面,設置了防塵板,板的斜度大于70°。各分室的灰斗錐體角度大于70°,一個灰斗的兩斗壁夾角太小易積灰,在相鄰兩側板加焊溜料板,加大空間圓角,消除煤粉的沉積。考慮到由于操作不當或煙氣含水份高、溫度低時而出現灰斗內結露形成煤粉堵塞,在灰斗壁上增設有灰斗電加熱裝置并保溫。為防止灰斗內蓬料,在各灰斗的壁面還設置了倉壁振打器。灰斗下設有大容量卸灰閥。
b、濾袋所用濾料的選用,考慮到過濾時,高濃度煤粉與氣流的摩擦對濾袋的沖擊摩擦,在濾袋表面易產生靜電,靜電的積聚會引發火花和燃爆。同時還考慮到煤磨煙氣中含水份高的特點,濾袋選用了帶導電纖維的可消除靜電的防水防油防靜電絳綸針刺氈濾料,并采取了除塵器整體接地措施。
c、防燃防爆泄壓安全閥的設計,為防止煤粉燃燒爆炸傷人和損壞除塵器,在除塵器旁側設有泄壓安全閥。過去的泄壓閥多采用單純的重錘式或破裂板式,其主要缺點是在發生爆炸后,泄壓閥口敞開,除塵器無法繼續工作,且泄壓壓力難以控制。現除塵器產品設計了新型的雙層帶安全鎖的泄壓閥,即設置了爆破片與帶安全鎖的密封門雙層結構。在平時安全門鎖是關閉的,當遇爆炸時,爆破片破裂,安全門鎖由除塵器內部巨大的壓力頂開進行泄壓,泄壓后,安全門鎖自動關閉,密封泄壓口以防止漏風。安全門鎖的釋放力可通過彈簧來調整其大小,門鎖據密封門門面大小布置4~6個不等。爆破片采用,要求爆破壓力精度高、泄放面積大、密封性好、耐腐蝕、動作靈敏、安全可靠。爆破壓力一般采用0.01MPa。為保證質量、安全可靠、泄爆壓力準確,爆破片選用專業廠家生產的(如安全設備廠)不銹鋼爆破片。
d、除塵器的過濾風速宜選用≤1.0m/min
e、為保證密封,除塵器的漏風率宜<3%,愈低愈好,避免過多氧氣進入除塵器。
f、壓力及溫度的監測,在除塵器的過濾室設壓力監測,在除塵器的出口、灰斗設溫度監測。
g、其它安全措施:對于大型煤磨除塵器和有條件的廠家,要求在除塵器的出口裝設CO檢測儀,并配備CO2或N2消防滅火裝置。一方面可以隨時檢測CO的濃度,一方面又可在CO濃度達到燃爆限度時自動報警,在出現燃燒時可在中控室遙控或現場控制打開消防滅火裝置對除塵器內部燃燒處進行滅火,以避免出現爆炸情況。
h、在維護管理上要求生產廠家加強對除塵器的管理和維護,特別加強對明火的控制,加強對除塵器及粗粉分離器卸灰的檢查,不使二者灰斗中存留過多的煤粉,以避免煤粉的自燃。
三、煤磨袋式除塵器的應用
1、煤磨脈沖袋式除塵器已應用于多個水泥廠,使用效果均很好,各項參數均達到了設計要求,未發生燃爆現象,排放濃度<50mg/m3。其中1998年生產的372m2LPMM6B-370煤磨脈沖袋除塵器,設計溫度<110℃,過濾風速0.916m/min,安裝于浙江尖峰集團金馬水泥廠煤粉制備車間煤磨除塵系統上,經過四年的使用,用戶反映良好,排放濃度金馬廠反映達到20mg/m3。2003年12月,經浙江省環境監測中心站的監測,其結果如下表:
煤磨袋式除塵器測試結果



名 稱
除塵器出口風量 入口含塵濃度 出口含塵濃度

LPMM6B-370型
煤磨袋式除塵器


20446.7m 3 /h(標態)
102.3g/m 3
40.9mg/m 3


除塵器效率 漏風率 設備阻力 焊接質量
99.96% 2.4% 1350Pa 符合標準要求
2、煤磨脈沖除塵器,安裝于浙江三獅水泥股份有限公司2500t/d新型干法水泥生產線的煤磨(ZGM95N型立式輥磨)除塵系統中。設計參數:處理風量120000 m3/h,過濾面積:1879m2,過濾風速:1.06m/min,入口溫度:<110℃,入口含塵濃度:<700g/m3,出口排放濃度:<50mg/m3,設備阻力:1470~1770Pa,漏風率:<3%。
經過二年的使用,用戶反映良好,運行穩定、可靠,有效地保證了煤磨系統的正常工作,經環保部門測試:
入口含塵濃度:450g/m3,出口排放濃度:<50mg/m3。
3、煤磨脈沖袋式除塵器生產已形成系列產品,可供用戶選用。
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