维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第４期 Ｎｏ．４ ２００８ 新世纪水泥导报）） Ｃｅｍｅｎｔ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ｎｅｗ Ｅｐｏｃｈ 季题论《垄 中图分类号：ＴＱ１７２．６８８．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０４７３（２００８）（Ｈ－Ｏ（ＨＯ￣ 万吨水泥生产线窑尾电收尘器的开发及应用 李桂亭河南中材环保有限公司（４６７００１） 大型化的新型干法水泥线普遍采用先进的窑尾 废气烘干生料立磨联合操作技术，该技术的特点是 废气流量大、含尘浓度高、操作压力大。为简化工 艺流程又取消了预收尘系统，直接采用电收尘器作 为一级收尘装置，此时的电收尘器不仅作为收尘装 置，更是一台工艺装置。电收尘器运行好坏不仅关 系到环保，更关系到立磨产量。这对电收尘器提出 了更高的要求。本文针对ｌＯ ０００砌新型干法水泥生产 线窑尾采用联合操作时废气的特点，介绍了除尘设 备的开发、制造、安装注意事项，并对冷态性能试 验隋况和实际应用效果进行了分析。 １ １０ ０００ ｆｄ￣窑尾废气特性及收尘设备的特点 １．１废气特性 １０ ０００砌新型水泥干法生产线窑尾及原料磨废气 的主要技术参数如下： 风量：１ ７２００００ｍ （联合操作）或１ ４０００００ｍ柏 （直接操作）； 正常烟气温度：８５～１２０℃（联合操作）或１４０ ～１６０℃值接操作）； 短时最高温度：４００℃； 烟气含尘浓度：≤９ｒ７Ｏ ｍ （标况）（联合操作） 或≤４０ｇ／Ｎｍ＇（标况）（直接操作）； 要求排放浓度：≤５Ｏｍｇ／Ｎｍ＇； 操作静压：一１１ ５００Ｐａｉ 压力损失：小于３５ＯＰａ。 １．２收尘设备的主要特点 （１）设备规格大。处理１０ ０００ ｆｄ线窑尾废气采 用二台双室四电场的电收尘器，单台截面积为３２１ ｍ２， 它是迄今为止水泥生产线窑尾最大规格的电收尘 器。 （２）处理风量大。本设备处理风量为１ ７２０ ０００ ｎ似１ （联合操作），是水泥生产线处理的最大烟气量。 （３）烟气的含尘浓度高。本设备的进人烟气含 尘浓度高达９７０ ｇ／Ｎｍ＇，而常规的电收尘器的人口含 ４０ 尘浓度不超过８Ｏ ｇ／Ｎｍ３。本设备可处理的烟气含尘浓 度为１ ０００ｇ／Ｎｍ＇。 （４）承受的负压高。本设备所要承受的负压高 达１１ ５００ Ｐａ，是国内水泥企业电收尘器设计中壳体所 承受的最高负压。 ２ １０ ０００ ｆｄ￣窑尾废气电收尘器设计上的主要措施 １０ ０００砌线窑尾电收尘器由于废气流量大、含尘 浓度高、操作压力高等特性，故与常规电收尘器相 比其在设计中要采取特殊的措施。 ２．１解决粉尘－ｈ￣Ｊ￣高的措施 ２．１．１采取预收尘装置，降低粉尘浓度 对于含尘气体人口浓度不超过８０ ｇ／Ｎｍ＇的电收尘 器，进气口一般采用中心进气，与之相匹配的气体 分布板为目前国内广泛使用的ｘ形分布板。当含尘气 体进人电收尘器电场之前，经过气体分布板后的气 体，气流能够均匀地进入电场，达到很好的收尘效 果。本设备由于人口含尘浓度大，在设计上选择使 用上进气方式及相应的气体均布及预收尘装置。首 先，在进气喇叭口内设置内隔板，作为初级的均布 气流装置。内隔板选用６ Ｉｎｍ钢板制成，将喇叭口分 成许多小通道，能够起到分配气流、改变气流方向 及均布气流的作用；其次，在进气口处平行加装了 两层宽１５５ ｍｍ的槽型折射板，起到预收尘的效果。 含尘气体进入进风口后，自上而下的气流在槽型 折射板间相互碰撞，气流速度迅速降低并改向， 大量粉尘碰撞、凝聚，在重力和惯性力的作用下， 粉尘迅速沉降，约有２０％～３０％粉尘沉淀下来ｎ ， 使进入电收尘器的粉尘浓度大大降低，减轻了电 场的负荷，使整台电收尘器的效率提高；第三，在 进气口中部采用垂直折叶板，尾部设置多孔板，使 气流进一步得到均布。折叶板又称垂直折板形式 的均布板，常做成直角结构，能使气流中的粉尘 颗粒失去动能沉积下来。多孔板采用３ ｍｍ厚的钢 板制作，均布①３３ ｍｌＴｌ的圆孔，主要是通过增加局 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第４期 Ｎｏ．４ ２００８ 李桂亭：万吨水泥生产线窑尾电收尘器的开发及应用 专题论述 部阻力，把分布板前面大规模的紊流分割开来， 收尘器前经过三层气流均布后，由于惯性力作用使 进气口的下部沉集了大量粉尘。为避免粉尘在进气 箱底板堆积或大量流人第一电场前端的振打装置， 在其后面形成接近层流状态的小规模紊流，且紊 流强度减弱。这样，气流进入电收尘器前经折流 预收尘及均布装置，使气体含尘浓度下降，同时 气流均匀地进入电场内部，有利于电场的收尘。 分布板的布置见文献［１】。 ２．１．２采用合理的板线配置，有效解决电晕闭塞问题 本设备采用在进气箱下部加装四个预灰斗（又称前 端灰斗）的设计，使分布板预收集下来的粉尘及时 经下面的拉链机运走，达到理想的收尘效率，保证 电收尘器的正常工作。 ２．２解决高负压的措施 电收尘器收尘分三步：电晕放电、离子荷电、 带电粉尘的扑集。如前所述，由于人口粉尘浓度大， 近１ ０００ ｇ／Ｎｍ３，如此大的粉尘浓度将严重抑制电晕电 流的产生，使远离电晕区的尘粒不能获得足够电荷， 降低收尘效率。烟气含尘浓度过大，还会出现电晕 闭塞现象，从而失去收尘的先决条件。高浓度粉尘 是使用电收尘器的禁区之一。为有效解决这一问题， 根据ＬＵＲＧＩ公司专利技术，结合电场内粉尘浓度分 布特点，设置不同的电晕线的组合形式。在粉尘浓 度最高的第一电场空间内，采用电晕线为长刺的Ｖ４０ 线，使放电强度加大，粉尘充分荷电，形成强电晕 电流，达到收尘目的；在粉尘浓度较高的第二电场， 由于在第一电场内未能及时沉积的荷电尘粒，迅速 沉降在第二电场下部，所以，在第二电场下部的粉 尘浓度仍然很高，而电场上部的粉尘浓度已大大降 低了，为此，在第二电场上部，采用Ｖ２５电晕线，下 部采用Ｖ４０电晕线；在第三电场下部的粉尘浓度接近 第二电场上部，而电场上部的粉尘浓度再降低一级， 所以在第三电场上部，采用Ｖ１５电晕线，下部采用 Ｖ２５电晕线；第四电场的工况已达到普通电收尘器的 环境，所以只需用Ｖ１５电晕线，就能满足荷电的要求， 达到预期的收尘效果。这样设计，使每个电场都能 均匀荷电，电场空间都能得到充分有效利用，使电 收尘器的收尘效果达到最佳。 ２．１．３截流墙技术的应用 由于气流含尘浓度高，在第一电场下部沉积了 大量的高浓度带电粒子，为了阻挡这些高浓度带电 粒子进入后边电场从而被风带出电场，在第一、二 电场之间，设置了梯形截流墙。所谓截流墙是采用 特殊的布按一定的高度固定在第一、二电场之间， 相当于一层过滤布，气流可以通过，粉尘阻留下来。 这种设计，不仅能够防止气流旁路，而且能够使后 置电场内的粉尘浓度大大降低，达到常规电收尘器 的工况，从而达到高效收尘的目的。 ２．１．４采用进气箱下部预灰斗的设计 由于进气口烟气含尘浓度高，含尘气体进入电 电收尘器一般多用于负压操作，在正常隋况下， 电收尘器所承受的负压不超过２ ０００ Ｐａ，如果壳体的 强度不够，可能会引起壳体变形，极间距无法保证， 使电收尘器的收尘效果难以保证，且存在极大的安 全隐患。当壳体密闭不严时，就会从外部漏人冷空 气，使进入电收尘器的风量增大，风速加快，烟气 温度降低，粉尘结露，壳体腐蚀，造成设备收尘性 能下降，减短使用寿命。对于１０ ０００ Ｖｄ线窑尾电收尘 器，壳体所承受的负压高达１２ ０００ Ｐａ，所以，壳体更 易变形和漏风。为保证设备的正常运行，在设计、 制造和安装过程中，必须采取相应的措施。 ２．２．１壳体采用耐高压设计 在各电场之间根据力学计算加装网架结构作为 内部支撑，所有网架均用钢管和联接板组成，使壳 体结构设计满足高负压强度要求。 ２．２．２采用双锁风装置设计 由于负压高、风量大，为减少设计环节的漏风， 采取在电收尘器拉链机下部串联两台回转下料器的 措施，并且要求转向相反，从而保证了电收尘器灰 斗下部的气密性，提高了电收尘器的工作效率。其 结构见图１。 图１双锁风装置结构图 ２．２．３严格制造工艺，加强质量检验 ４１ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第４期 ＮＯ．４ ２００８ 《新世纪水泥导报）） Ｃｅｍｅｎｔ Ｇｕｉｄｅ ｆｏｒ Ｎｅｗ Ｅｐｏｃｈ 季题论述 设备制造过程中，按照质量管理体系要求编制 严格的制造工艺，所有焊逢严格按标准操作。确需 材料代用时，仅能采用高一规格的材料。加强质量 检验工作，所有壳体焊逢须进行密封陛检查。 ２．２４严格安装质量 量基本均衡，使左右两室的电场负荷相近，可更好 由于电收尘器部件散发使用现场组对安装，安 装质量是电收尘器使用好坏的关键。特别是高负压 电收尘器，必须确保安装焊逢密封、牢固，以减少 地发挥电控设备的电气陛能； （２）在气流分布上左右两室都存在电场下部的 平均风速低于整个断面的平均风速的现象，这有利 于电场下部高浓度粉尘的凝并沉降，并有利于减少 二次扬尘，从而提高除尘效率； （３）左室气流速度相对均方根值Ｏ为０．１７３，右 室气流速度相对均方根值Ｏ为０．１７５，均小于０．２５，气 漏风。同时采用良好的加工工艺和严格的质量检验 措施，大大增加了电收尘器壳体的耐压能力，减少 变形漏风，保证收尘效率。 ３试验情况 ３．１冷态气流均布测试情况 由于电除尘器内部气流分布的情况是影响电除 尘器除尘效率的重要因素之一，为检查电除尘器设 计、安装后通过电除尘器本体的气流分布均匀的程 度，我们对某万吨水泥线窑尾电除尘器进行了现场 冷态气流分布均匀性试验。 ３．１．１气流分布均匀程度的判断标准 电除尘器气流分布均匀性的评判标准目前国际 上尚未统一，当前常用美国相对均方根值法（ＲＭＳ）， 其公式如下： ６ 式中：Ｏ——测试断面气流速度相对均方根值； 一测点的流速，ｍ／ｓ； Ｖ——测定断面的平均流速，ｍ／ｓ； 一测定断面的测点数 从统计学上看，Ｏ值表示各测点的气流速度与平 均流速的离散程度，Ｏ值越大，表示电场内气流分布 均匀性越差。 气流分布均匀性的评定标准为：Ｏ≤０．２５合格。 ３．１．２测试结果分析 电除尘器左、右两室的气流速度测试数据分别 见表１、表２所示。表中数值为实际测得的各测点的 气流速度，单位为ｍ／ｓ。对表１和表２的测试数据进行 分析，可以得出如下结果： （１）左室断面的平均风速为０．７８ ｍ／ｓ，右室断面 的平均风速为０．７６ ｍ／ｓ，基本接近设计流速０．７４ ｍ／ｓ， 且在风量方面两室相差不大，可使进入两室的粉尘 ４２ 流分布均匀性达到合格要求。 表１电除尘器左室气流速度现场测试数据单位：ｍ／ｓ 四 五 ／、 —Ｌ 七 八 九 十 ｌ ０．８９ ０．９２ １．０３ ０ ０．９６ １．０４ ０．８８ ０．９２ ０．８７ ０．９８ ２ ０．９４ ０．９４ ０．７６ ０．７４ ０．５９ ０．８ｌ ０．７２ ０．８５ ０．８０ ｌ＿０５ ３ ０．８９ ０．８４ ０．７６ ０．７ｌ ０．５４ ０．８０ ０．６４ ０．７５ ０．７４ １．０２ ４ １．∞ Ｑ９５ ０．８５ Ｑ８４ Ｑ５９ Ｑ７０ Ｑ６５ Ｑ７８ Ｑ６８ Ｑ９８ ５ Ｑ８８ ０．７ｌ Ｑ９２ Ｑ９８ ０．８ｌ Ｑ６９ ０．７５ ０．８０ Ｑ７２ Ｑ９２ ６ ０．９６ Ｑ９０ ０．８３ ０．８６ Ｑ６４ Ｑ８５ Ｑ９２ Ｑ８ｌ ０．８５ ０．９２ ７ Ｑ９２ ０．７３ ０．６８ ０．７９ ０．７０ ０．７０ ０．８７ ０．７４ Ｑ８ｌ ０．８６ ８ ０．９７ ０．７９ ０．６ｌ ０．８０ ０．６９ ０．７０ ０．７１ ０．８ｌ ０．７ｌ ０．７３ ９ ０．８２ ０．７５ ０．６９ ０．９２ ０．７ｌ ０．７４ ０．８０ ０．８０ ０．８４ ０．８３ ｌ０ ０．７２ ０．７８ ０．８ｌ ０．７２ ０．６３ ０．７３ ０．６９ ０．６９ ０．７０ ０．７２ ｌｌ ０．６ｏ ０．５２ ０．５５ ０＿５７ ０．６２ ０．５ｌ ０４２ ０．４９ ０．５２ ０．５ｌ 表２电除尘器右室气流速度现场测试数据 单位：ｍ／ｓ 四 五 ／、 —Ｌ 七 八 九 十 ｌ ０．９５ １．０４ ０．９７ ０．８９ ０．９７ Ｑ８ｌ ０．８７ ０．９３ Ｑ７９ ｌ＿０３ ２ ０．７５ ０．９ｌ ０．７３ ０．９４ ０．７８ ０．８４ ０．７ｌ ０．８８ ０．８２ ０．７６ ３ １．０２ ０．８２ ０．６７ ０．７３ ０．５６ ０．７５ ０．７０ ０．６５ ０．７２ ０．８８ ４ １．１３ ０．８３ ０．８７ ０．９ｌ０ ０．７２ ０．７３ ０．７４ ０．５６ ０．７３ ０Ｉ７２ ５ ０．９５ ０．８９ ０．９２ ０．７９ ０．８４ ０．６９ ０．８６ ０．７２ ０．８９ ０．８７ ６ ０．８２ ０．８７ ０．７２ ０．６８ ０．６８ ０．６７ ０．８６ ０．７ｌ ０．７５ ０＿９２ ７ ０．８６ ０．７４ ０．６８ ０．７６ ０．７４ ０．７ｌ ０．６５ ｎ６ｏ ０．６６ ０＿７９ ８ ０．９４ １．０９ ０．８２ ０．７４ ０．７９ ０．７５ ０．７３ Ｏ８２ ０．６８ ０．８７ ９ ０．７８ ０．７６ ０．６７ ０．６３ ０．６７ ０．７５ ０．６９ ０．６ｌ ０．５２ ０．８３ ｌ０ ０．７５ Ｑ７６ ０．７３ ０＿５９ ０．６８ ０．６５ ０．７５ ０．６２ ０．７０ ０．８２ ｌｌ ０．６７ Ｑ５８ Ｑ５２ ０．５ｌ Ｑ６４ Ｑ５５ Ｑ４２ ０．４５ Ｑ５５ ０．５８ ３．２空载伏安特性试验 电除尘器的运行效率，常常由运行电压和电晕 电流反映出来，所以测定伏安特性是电除尘器的常 规试验项目之一。我们对某万吨线窑尾电除尘器进 行了空载伏安特陛试验，测得左室各电场的伏安特 性曲线分别如图２～５（右室测试结果略）。 通过对图２～５进行分析，可看出对于Ｖ型线而言， 芒刺越长，在相同电压等级下其电晕电流越大，如 全部采用Ｖ４０线的第一电场（参见图２），当二次电压 为４５ ｋＶ时，二次电流为１ ４００ ｍＡ，而对于全部采用 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第４期 Ｎｏ．４ ２００８ 李桂亭：万吨水泥生产线窑尾电收尘器的开发及应用 加 Ｍ ８ ６ ４ 号题话述 Ｖ１５线的第四电场（参见图５），在二次电压同为４５ ｋＶ ４运行效果分析 ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞０ 该设备于２００５年初投入运行，表３为高浓度情况 时，其二次电流仅为８００ ｍＡ，是第一电场的５７％，因 下设备运行的电流电压参数，从中可以看出，第一 电场的二次电流分别达到了１ ２００ ｍＡ和９００ ｍＡ，如 ◆ ｆ ｌ ｌ 目 ＼ 果出现电晕封闭现象的话，二次电流值应该很低， 最多只能达到１００ ｍＡ左右，这么高的电流值说明 ｆ ｒ 嫣 并没有出现电晕封闭现象。经实测粉尘排放仅为 １５．９ ｍｇ／ｍ，，远远低于国家排放标准。运行一年后， ， ｒ ｌ １ ７ ｌ ● 一ｒ ０ ５ ｌ０ ｌ５ ２Ｏ ２５ ３Ｏ ３５ ４０ ４５ ５０ ５５ ６０ ６５ 二次电压／ｋＶ 图２左室一电场伏安特性曲线 ｒ ｒ ｒ ｌ 吕 ＼ ｒ １ １ ● ● ● ，’ ● ｒ ０ ５ ｌ０ｌ５２０２５３０３５４０４５ ５０５５６０６５ ７０７５ 二次电压／ｋＶ 图３左室二电场伏安特性曲线 ．＿． ● ｌ 吕 ， ＼ ，ｒ ． ，ｒ ， ｒ １ １ ｒ ， —一 ，ｒ ｒ ｏ ５ １ ｏ １ ５ ２ ｏ ２ ５ ３ ｏ ３ ５ ４ ｏ ４ ５ ５ ｏ ５ ５ ６ ｏ ６ ５ ７ ｏ ７ ５ 二次电压／ｋＶ 图４左室三电场伏安特性曲线 此将芒刺长的Ｖ４０线放于第一电场，有助于高浓度粉 尘的捕集。 利用检修间隙，我们查看了内部极板、极线积灰情况， 未发现明显积灰，证明振打清灰有效。 Ｉ ｔ 吕 ｔ ＼ ’ Ｉ １ １ ， ｒ Ｊ 厂 一＿ｒ ０ ５ ｌ ０ １ ５ ２ ０ ２ ５ ３ ０ ３ ５ ４ ０ ４ ５ ５ ０ ５ ５ ６ ０ ６ ５ ７ ０ ７ ５ 二次电压／ｋＶ 图５左室四电场伏安特性曲线 表３高浓度条件下电除尘器运行参数 电场数 一次电流 一次电压 二次电流 二次电压 （Ａ） （Ｖ） （ｍＡ） （ｋＶ） 左室ｌ电场 ３０ｏ ２５Ｏ ｌ２０ｏ ５４ 左室２电场 ２８０ ２３Ｏ ８０ｏ ５（】 左室３电场 ３４０ ２４０ ９００ ５６ 左室４电场 ２６Ｏ ２００ ７０ｏ ４５ 右室ｌ电场 ２９０ ２３Ｏ ９００ ５６ 右室２电场 ３４０ ２４０ ８０ｏ ５６ 右室３电场 ２４０ ２２Ｏ ８０ｏ ５８ 右室４电场 ２８０ ２３５ ９５Ｏ ５６ 参考文献 ［１］侯广超，杨春荣．１０ ０００ 水泥生产线高浓度高负压窑尾收 尘系统的设计［Ｊ］．新世纪水泥导报，２１３０４（增刊）：７８—８２． （收稿日期：２０ｏ８ １） ４３
