水泥企業(yè)袋除塵的技術(shù)提升

　　袋除塵技術(shù)具有最高的除塵效率，能夠高效捕集PM10、PM2.5 微細(xì)粉塵粒子。 近十年袋除塵技術(shù)的發(fā)展，有力地支持了更加嚴(yán)格的國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。 2015 年7 月 1 日起頒布實施的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4915—2013)， 提高了顆粒物的排放控制要求，其顆粒物排放限值由原標(biāo)準(zhǔn)的 50mg/Nm3(水泥窯等熱力設(shè)備)、30mg/Nm3(水泥磨等通風(fēng)設(shè)備)分別加嚴(yán)至 30mg/Nm³、20mg/Nm³。 即無論新增設(shè)備還是在運設(shè)備出口煙塵排放均應(yīng)滿足最新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。 新增的除塵設(shè)備技術(shù)應(yīng)更加可行可靠，出口煙塵排放應(yīng)更加優(yōu)于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，為未來更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)留有空間。 雖然目前所有水泥企業(yè)都應(yīng)執(zhí)行新的排放標(biāo)準(zhǔn)，但由于除塵設(shè)備技術(shù)水平、運行環(huán)境、管理水平的不同，有些企業(yè)的除塵設(shè)施仍然不能達(dá)標(biāo)運行，需要針對不同運行狀況采取不同的技術(shù)措施，進一步提升袋除塵的技術(shù)水平，降低過濾后煙塵的排放濃度。

　　1 崗位人員技術(shù)培訓(xùn)

　　除塵器的合理設(shè)計、精心制作、精準(zhǔn)安裝是保證其高效運行的重要前提。 高素質(zhì)、懂技術(shù)的維護管理人員更是除塵器長期穩(wěn)定運行的重要保障。 對新增設(shè)備，在安裝過程中供貨方相關(guān)技術(shù)人員就需要啟動對維護管理人員的技術(shù)培訓(xùn)與交流，讓崗位人員跟蹤設(shè)備安裝的全過程，熟悉除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、各個部件的功能、作用及維護事項，熟練掌握重要部件。如：濾袋的安裝及更換，熟練掌握清灰系統(tǒng)各個參數(shù)如何調(diào)節(jié)、清灰氣流壓力及清灰周期、清灰脈沖寬度等參數(shù)對濾袋壽命有何影響等。 熟練掌握開、停機順序，熟知開機前、停機前應(yīng)注意的重要事項，避免因開機、停機時的操作不當(dāng)引起的糊袋及燒袋事故。設(shè)備運行前，指導(dǎo)崗位人員或與崗位人員共同制定設(shè)備管理規(guī)則、崗位操作規(guī)程、安全管理及操作制度、事故緊急處理預(yù)案等。 設(shè)備正常運行后，供貨方相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)與設(shè)備崗位人員建立緊密的信息溝通渠道，了解設(shè)備各階段運行狀況，及時修正除塵器運行控制參數(shù)，使除塵器在最佳狀態(tài)下達(dá)標(biāo)運行。對于在運設(shè)備， 如缺少對崗位工精心培訓(xùn)環(huán)節(jié)，應(yīng)按上述方式補齊這一課。

　　2 袋除塵器關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)控制

　　2.1 過濾風(fēng)速

　　袋除塵器的工作原理為“過濾-清灰-過濾”，周而復(fù)始。 過濾、清灰這兩個動作是袋除塵器最重要的工作過程。 過濾即由濾袋攔截含塵氣體中的粉塵，清灰是為再次恢復(fù)濾袋的過濾性能。 過濾風(fēng)速是袋除塵器最重要的技術(shù)參數(shù)，過濾風(fēng)速的大小直接影響濾袋的過濾效率、過濾阻力、濾袋壽命、運行能耗、除塵設(shè)備的大小(第一次投資)等，過濾風(fēng)速取值是否合理，直接決定了除塵器未來的運行狀態(tài)。

　　雖然設(shè)計者都知道過濾風(fēng)速對袋除塵器性能的影響及過濾風(fēng)速的重要性，但在實際工作中卻有與同行“過濾風(fēng)速攀高”的心態(tài)，加之迎合用戶過分注重第一次投資要低的需求，過濾風(fēng)速取值過高，對未來設(shè)備的長期達(dá)標(biāo)運行留下不易修復(fù)的故障隱患。

　　1988 年引進消化的氣箱脈沖袋除塵器首臺應(yīng)用在邯鄲水泥廠，用于水泥磨尾氣除塵， 過濾風(fēng)速在0.87m/min 左右，實現(xiàn)了低阻力、高除塵效率、低濃度排放。來華技術(shù)指導(dǎo)及驗收的美國專家對于過濾風(fēng)速的取值給予肯定。之后，氣箱脈沖袋除塵器遍布全國水泥企業(yè)，大大改觀了水泥企業(yè)的環(huán)境面貌。 同時，這項技術(shù)裝備還在鋼鐵廠大量推廣應(yīng)用，我們?yōu)橛脩粼O(shè)計的多臺 400 000～1 000 000m³/h 礦渣微粉制備系統(tǒng)袋除塵器，其過濾風(fēng)速均在 0.9m/min 以下，濾袋壽命基本達(dá)到 4 年，有的超過 4 年，且運行阻力低，在除塵器運行的前 3 年中，運行壓差大多在 850Pa 以下。 其過濾后的煙塵排放濃度在 10mg/Nm³ 左右， 有的僅為3.5mg/Nm³。 2000～2003 年間，在立窯煙氣處理中大量推廣應(yīng)用的 LMC 長袋行脈沖袋除塵器同樣得到市場的認(rèn)可。筆者對于水泥窯頭、窯尾大型袋除塵器選取超過 0.9m/min 甚至大于 1.0m/min 的過濾風(fēng)速多年前不認(rèn)同，現(xiàn)在仍然不認(rèn)同 0.9m/min 以上的過濾風(fēng)速。

　　高的過濾風(fēng)速只可以降低設(shè)備的第一次投資，但增加風(fēng)機電耗，大大縮短濾袋使用壽命，出口排放濃度增加，帶來的負(fù)效益是長久的。

　　對于在運設(shè)備，若是因過濾風(fēng)速設(shè)計過高而不斷出現(xiàn)頻繁破袋、排放超標(biāo)、運行阻力過高等故障，建議技改，增加過濾單元及過濾面積。

　　2.2 清灰參數(shù)

　　清灰是為了再次恢復(fù)濾袋的過濾性能，目前脈沖類袋除塵器清灰動作是由脈沖閥噴吹壓縮氣體，剝離濾袋上黏附的粉塵。 清灰參數(shù)包括清灰氣源氣量、清灰壓力、清灰制度(清灰周期、脈沖寬度、清灰次序等)等。合理的清灰參數(shù)既可以實現(xiàn)清灰目的，又可以保留濾袋表面的第二過濾層，實現(xiàn)對細(xì)顆粒粉塵的高效捕集。 試驗證明袋除塵器在開始過濾和每次脈沖清灰時排放濃度最高，進入穩(wěn)定過濾運行狀態(tài)過濾效率最高。設(shè)計合理的清灰參數(shù)，做到精細(xì)化清灰，是袋除塵器高效達(dá)標(biāo)排放最重要的技術(shù)措施。

　　氣源氣量可依據(jù)脈沖閥耗氣量及預(yù)設(shè)清灰制度計算出清灰所需耗氣量。 清灰壓力是經(jīng)過調(diào)壓裝置對氣源壓力調(diào)節(jié)后的壓力，是脈沖閥噴吹壓力。 清灰壓力是依據(jù)粉塵性質(zhì)、濾袋品質(zhì)等設(shè)定，滿足清灰需求即可，合理的清灰壓力應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場除塵器運行阻力變化狀況而進行調(diào)節(jié)， 使濾袋始終保留第二過濾層，應(yīng)避免清灰壓力過高、 過度清灰而導(dǎo)致的不達(dá)標(biāo)排放。水泥廠包裝、庫頂、庫底各轉(zhuǎn)運點等低濃度場合及使用覆膜濾袋的除塵器，清灰壓力建議低于 0.4MPa。 實際工程案例也遇到過多臺低濃度場合除塵器由于清灰過度排放超標(biāo)現(xiàn)象。

　　合理的清灰壓力、合適的清灰制度(清灰周期、脈沖寬度、清灰次序等)是實現(xiàn)精細(xì)化清灰的關(guān)鍵。要做到精細(xì)化，需要對在運設(shè)備運行狀態(tài)進行跟蹤，對脈沖閥實際耗氣量、清灰時的清灰壓力降、清灰前后除塵器運行壓差變化、不同清灰壓力和不同清灰次序下設(shè)備運行狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)進行監(jiān)測比對，尋找出最佳清灰參數(shù)，實現(xiàn)對除塵器的精細(xì)化清灰。同時也為同類型新增設(shè)備清灰制度的設(shè)計提供參考。

　　3 更改清灰次序

　　清灰次序?qū)η寤倚Ч?、出口濃度排放、回灰粉塵粗細(xì)均勻都有影響。氣箱脈沖袋除塵器和長袋行脈沖袋除塵器影響不同。

　　氣箱脈沖袋除塵器大多是按照袋室順序依次清灰，對于大型氣箱脈沖袋除塵器，將傳統(tǒng)的以袋室順序清灰的方式改由前后袋室交錯方式清灰，可以使收下的粉塵在回灰過程中實現(xiàn)粗細(xì)均勻，避免回灰粗細(xì)不均對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。山東某礦渣微粉生產(chǎn)線起初回灰時粗時細(xì)，影響了產(chǎn)品質(zhì)量，當(dāng)初不知何因，后通過清灰次序的改變解決了粗細(xì)不均問題，才明白了其中的緣由。

　　長袋行脈沖袋除塵器清灰次序是指袋室次序及袋室內(nèi)各排濾袋次序，袋室清灰次序影響與氣箱脈沖袋除塵器相同。 袋室內(nèi)各排濾袋清灰次序會影響濾袋的過濾效率。清灰后的濾袋透氣性好，更容易吸附粉塵，同一袋室內(nèi)逐排依次清灰，會使后排濾袋清下的粉塵再次吸附在前排剛清過灰的濾袋上，特別是剛清下的微細(xì)粉塵穿透或堵塞前排濾袋，降低除塵效率及清灰效率。改變清灰次序，將清灰次序改為“跳排式”或叫“跳躍式”，可以大大提升除塵效率及清灰效率。

　　4 改變離線閥門的打開速度

　　袋除塵器清灰方式有在線清灰及離線清灰兩種，在線清灰是邊過濾、邊清灰的工作方式，離線清灰是停止過濾后再清灰的工作方式。 由于離線清灰的粉塵剝離效果好于在線清灰，袋除塵器采用離線清灰的占多數(shù)。 離線清灰的工作過程是：關(guān)閉要清灰袋室的離線閥門—停止袋室過濾—由脈沖閥噴射壓縮氣體—剝離濾袋上黏附的粉塵—打開離線閥門，再次進入過濾狀態(tài)。 試驗證明袋除塵器在清灰時排放濃度最高，主要原因是濾袋清灰后透氣性更好，加之離線閥門打開時鼓脹濾袋會有快速折回至袋籠的動作，更多的粉塵會在短時間內(nèi)隨氣流吸附在濾袋表面，更多的微細(xì)粉塵還會穿透濾袋隨氣流排入大氣，使得除塵器出口排放濃度增加。

　　降低離線閥門的打開速度，可以降低鼓脹濾袋的折回速度及氣流再次流向濾袋的速度，進而可以減少穿透濾袋的粉塵，提升清灰時的過濾效率。實際應(yīng)用中離線閥門有提升閥和蝶閥兩種，多由氣缸帶動，且氣缸多是不可變速的，離線閥門關(guān)閉速度與打開速度相同，因此無法降低離線閥門的打開速度。更換變速氣缸，選用“快進—慢退式氣缸”，在脈沖閥清灰動作完成后，使離線閥門緩慢打開，含塵氣流緩慢流向濾袋，鼓脹濾袋緩慢折回，這樣可以大大提高清灰時袋除塵器過濾效率。 在運設(shè)備采用更換變速氣缸即可。

　　5 更換濾袋

　　目前袋除塵器配套使用的濾袋有覆膜和非覆膜之分，覆膜濾料具有最高的除塵效率，新增設(shè)備建議采用覆膜濾袋。在運設(shè)備，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、清灰參數(shù)合理、運行阻力也不高、采用覆膜濾料的除塵器是可以滿足新的國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的;而采用沒有覆膜的普通濾袋，除塵器出口排放濃度則有可能會超過國家排放標(biāo)準(zhǔn)，對于這類除塵器，可直接將普通濾袋更換成覆膜濾袋，更換濾袋后應(yīng)及時調(diào)整清灰參數(shù)，即降低清灰氣源壓力，延長清灰周期，調(diào)寬脈沖閥脈沖寬度，以延長濾袋使用壽命，提高除塵器過濾效率。

　　6 高精度智能制造與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　目前袋除塵器的技術(shù)水平與國外已無差距，但加工制造的裝備及手段還有相當(dāng)大的差距，國內(nèi)同行間制造水平差距也不小，這對我國袋除塵器實現(xiàn)高效率、低排放有著相當(dāng)大的影響。培養(yǎng)高端產(chǎn)業(yè)技術(shù)工人，實現(xiàn)高精度智能制造，淘汰落后的作坊式加工方式，真正提升袋除塵器加工質(zhì)量，使袋除塵器實現(xiàn)更低的出口排放，滿足國家更高的環(huán)保要求，應(yīng)是未來幾年環(huán)保從業(yè)人員工作的重點，也是從業(yè)人員的工作出路。

　　未來十年內(nèi)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)崗位工人與設(shè)計者的無縫溝通，設(shè)計者在辦公室、在家中可以直接觀察現(xiàn)場除塵器運行狀態(tài)及運行數(shù)據(jù)，直接指導(dǎo)崗位工人對除塵器的管理維護，可以提高袋除塵器運行效率，提升袋除塵的技術(shù)水平。