窯頭除塵器電改袋后煙氣降溫方式的探討

由于袋除塵器具備低排放、無事故排放和不受粉塵比電阻影響的性能，使得許多水泥廠在對原電除塵器進行改造時采用電改袋的方式(包括改為電袋復(fù)合)。本文就其中窯頭電除塵器改造為袋除塵器后的煙氣降溫方式進行探討。

1窯頭篦冷機煙氣特性

1)風(fēng)量變化大。篦冷機的風(fēng)量隨進入篦冷機熟料量多少變化，尤其出現(xiàn)窯內(nèi)結(jié)圈和堆積等惡劣工況時，一旦窯圈崩塌使窯內(nèi)黃心料在極短的時間內(nèi)進入篦冷機，將導(dǎo)致風(fēng)量迅速增加。

2)溫度和含塵濃度變化大。正常情況下，出篦冷機末端余風(fēng)溫度在200~260℃，標(biāo)態(tài)下含塵濃度約為20g/m3，隨著篦冷機內(nèi)熟料量的增加，余風(fēng)溫度相應(yīng)升高，一旦出現(xiàn)“跑黃心料”的情況，溫度很快達到450℃以上，標(biāo)態(tài)下含塵濃度也在50g/m3以上。

3)粉塵顆粒較粗、密度大且磨蝕性強以及干燥比電阻高。生產(chǎn)線增加余熱發(fā)電設(shè)備以后，煙氣溫度降低到100℃左右，且粉塵濕度小、比電阻太高，電除塵器易形成反電暈現(xiàn)象，即從收塵極向電暈空間釋放大量的正電荷，這種倒流的電荷與負電荷快速中和，隨氣流逸出電除塵器，破壞正常的收塵作用，不但降低除塵效率，而且還白白消耗大量的電暈功率。

以上特性不論是在除塵工藝設(shè)計和設(shè)備選型還是在后期除塵設(shè)備改造時都必須充分考慮。尤其是煙氣溫度，就目前的技術(shù)水平，電除塵器和袋除塵器均無法對此類煙氣直接進行凈化處理。同時，根據(jù)近幾年窯頭電除塵器改造成袋除塵器項目來看，無論采用玻纖覆膜濾料，還是采用復(fù)合氈類濾料，耐溫均不超過260℃。因此，需要增加降溫設(shè)備或提供降溫途徑。

2降溫措施

2.1強制風(fēng)冷冷卻器

這種冷卻器是由一定數(shù)量的傳熱鋼管排列組合而成，所以也稱多管冷卻器。高溫氣體在管束內(nèi)通過，同時在管束外壁用軸流風(fēng)機強制通風(fēng)進行冷卻，由于鋼管壁的熱傳導(dǎo)作用，使高溫氣體的溫度降低而冷風(fēng)的溫度升高。在圖1中處于篦冷機余風(fēng)與除塵器進口之間的位置，與余熱鍋爐是并聯(lián)關(guān)系。

由于環(huán)境空氣的溫度和濕度是變化的，需要處理煙氣的氣體量和溫度也是變化的，而一定規(guī)格的冷卻器其散熱面積是固定的，為使冷卻器適應(yīng)這種變化，確保高溫?zé)煔獗焕鋮s至一個允許的范圍內(nèi)，在距冷卻器進、出氣口適當(dāng)?shù)木嚯x上(由現(xiàn)場工藝決定，越遠越好)分別安裝進口和出口測溫裝置。每個測溫裝置有幾個測溫元件組成以防誤差和個別損壞，測溫元件必須反應(yīng)靈敏，檢測溫度真實可靠，保證測試數(shù)據(jù)與實際工況一致。在冷卻器上安裝了相當(dāng)數(shù)量的軸流風(fēng)機，以便在情況發(fā)生變化時啟動這些風(fēng)機進行強制通風(fēng)，增加冷卻效果。同時根據(jù)現(xiàn)場測溫裝置提供4~20mA的模擬信號控制軸流風(fēng)機的啟停數(shù)量，也可采用變頻調(diào)速裝置進行控制，保證了冷卻器出口溫度的穩(wěn)定可靠。

實例：我公司在某企業(yè)窯頭除塵器電改袋項目中提供了強制風(fēng)冷冷卻器，其設(shè)計參數(shù)見表1。

該冷卻設(shè)備經(jīng)過現(xiàn)場安裝調(diào)試完畢后，窯點火成功，并同步運行與窯頭袋除塵器配套的冷卻器，系統(tǒng)正常運行后，測篦冷機末端取風(fēng)口管道處(即冷卻器進口測溫點)溫度為260~280℃，袋除塵器進口(即冷卻器出口測溫點)溫度為90~110℃，根據(jù)起始調(diào)節(jié)情況溫降時間大約在5～10min。完全滿足袋除塵器使用的工況要求，并且還有約三分之一的風(fēng)機未運行，如出現(xiàn)異常工況可啟動所有風(fēng)機保證袋除塵器進口溫度控制在濾料可承受的溫度210℃以下。

強制風(fēng)冷冷卻器的穩(wěn)定性和管理簡單等優(yōu)點非常明顯，冷卻效果可完全達到設(shè)計要求。在改造項目中，因使用該冷卻器，降低了工況溫度，減少了袋除塵器工況下處理的煙氣量，并且煙氣經(jīng)過冷卻器后，部分粉塵得到了預(yù)沉降，又因未采用噴霧降溫，煙氣含水量小，清灰效果好，加之使用了諾麥克斯濾料，濾袋壽命長達5~6年，工況阻力基本在1000Pa以下，運行第6年阻力仍能保證在1200Pa以下。