word 除塵系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)整技術(shù)探究

1、除塵系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)整技術(shù)探究72冶金環(huán)境保護(hù)2011年第4期除塵系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)整技術(shù)探究楊曉東顧健民(寶鋼工業(yè)檢測公司環(huán)境監(jiān)測部,上海201900)摘要本文針對中厚板分公司煤干燥機(jī)除塵系統(tǒng)風(fēng)量匹配不佳,吸塵點(diǎn)風(fēng)量不合理的現(xiàn)象,通過不斷調(diào)整閥門及風(fēng)機(jī)檔板開度,測試調(diào)整后的風(fēng)量,除塵性能,崗位粉塵濃度等參數(shù),確定了一個(gè)合理的系統(tǒng)風(fēng)量,不僅可以達(dá)到環(huán)境排放及職業(yè)衛(wèi)生的要求,而且充分挖掘了除塵系統(tǒng)潛力,達(dá)到了節(jié)能降耗,經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的.關(guān)鍵詞除塵器風(fēng)量匹配檔板開度崗位粉塵吸塵點(diǎn)1前言中厚板分公司自2007年10月投產(chǎn)以來,雖然其20余套除塵系統(tǒng)排放均已達(dá)到gb162971996及gb90781996排放要求,但

2、現(xiàn)場各吸塵點(diǎn)如煤干燥室時(shí)常出現(xiàn)冒灰現(xiàn)象,其崗位粉塵濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了10mg/m的無組織排放限值,不僅影響公司綠色環(huán)保形象,同時(shí)也對系統(tǒng)的除塵能力造成影響.在滿足生產(chǎn)和環(huán)境的需求的同時(shí),結(jié)合現(xiàn)場工況,爭取最大限度挖掘除塵系統(tǒng)潛力,達(dá)到節(jié)能降耗的目的,使除塵器在經(jīng)濟(jì),穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行.2煤干燥除塵系統(tǒng)工藝概述(1)煤干燥室做為corex爐煤粉的干燥工藝,其含塵氣體具有溫度高,含濕量高,粉塵粒徑小(約為150300目)易彌散等特點(diǎn).因此其除塵系統(tǒng)對設(shè)計(jì)要求較高,各支管需要良好的保溫性能,除塵器也需要具備一定的高濕氣體處理能力.本系統(tǒng)位于煤干燥室各層平臺,用于捕集皮帶機(jī),輸料系統(tǒng)在轉(zhuǎn)運(yùn)及卸料過程中產(chǎn)生的煤

3、粉.除塵系統(tǒng)在各皮帶機(jī)頭部,尾部設(shè)置密閉罩抽風(fēng),含塵氣體經(jīng)布袋除塵器凈化后直排大氣,除塵器收集下來的粉塵由抽灰車清運(yùn).系統(tǒng)共15個(gè)吸塵點(diǎn)分布于各皮帶機(jī),3個(gè)吸塵點(diǎn)處于常關(guān)狀態(tài),其余各點(diǎn)常開,每個(gè)吸塵點(diǎn)均有手動蝶閥,無電氣聯(lián)鎖.(2)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)見表1.表1除塵設(shè)備參數(shù)表3除塵系統(tǒng)風(fēng)量調(diào)整3.1風(fēng)量調(diào)整方法風(fēng)量調(diào)整主要是測定除塵管網(wǎng)的特性,以及結(jié)合風(fēng)機(jī)的特性對系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)節(jié),除塵系統(tǒng)的平衡是一定風(fēng)量下除塵系統(tǒng)的總阻力與風(fēng)機(jī)提供壓力之間的平衡.當(dāng)除塵管網(wǎng)的結(jié)構(gòu),尺寸,煙氣參數(shù)及流動狀態(tài)確定后,可以得出管網(wǎng)的全壓特性曲線(p=sq),并對照風(fēng)機(jī)特性曲線,平衡系統(tǒng)運(yùn)行效率與現(xiàn)場粉塵的捕集效果,確

4、定最佳工作點(diǎn).確定方法見圖l.采用比值法和逐次接近法調(diào)整風(fēng)量,可以將管網(wǎng)風(fēng)量調(diào)整平衡,還可以將系統(tǒng)總阻力減到最小.當(dāng)管網(wǎng)特性曲線變化時(shí),風(fēng)機(jī)就會沿特性曲線改變運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)飄逸出經(jīng)濟(jì)范圍時(shí),除塵系統(tǒng)就達(dá)不到2011年第4期冶金環(huán)境保護(hù)73壓平衡點(diǎn)?流量q圖1除塵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行曲線圖設(shè)計(jì)性能,造成系統(tǒng)浪費(fèi),若風(fēng)機(jī)葉輪磨損較大,粘附過多粉塵,則其特性曲線也會改變,若與管網(wǎng)特性曲線的交差點(diǎn)偏移較大,則系統(tǒng)也達(dá)不到設(shè)計(jì)性能.3.2風(fēng)量調(diào)整內(nèi)容首先對風(fēng)機(jī)風(fēng)量在不同擋板開度下的風(fēng)量進(jìn)行測試,了解風(fēng)機(jī)的性能.然后對除塵12000010000080000皂6000040000200000煤干燥室風(fēng)量測

5、試/i/一器性能測試,包括除塵器的漏風(fēng)率,除塵阻力及除塵效率,為下一步系統(tǒng)風(fēng)量的計(jì)算及整體效率評估提供計(jì)算依據(jù).之后對系統(tǒng)各吸塵點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整,在設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上,根據(jù)各點(diǎn)崗位粉塵濃度的實(shí)際情況進(jìn)行合理的分配,原則上流速在1525m/s之間,以保證粉塵即能有效的捕集至除塵器,又不會在管道內(nèi)沉積.最后進(jìn)行崗位粉塵濃度的測試以驗(yàn)證調(diào)試工作的效果.針對此次調(diào)整對象的特點(diǎn),測調(diào)重點(diǎn)為冒灰嚴(yán)重,未采取保溫措施的支管及除塵器的除塵阻力,了解其運(yùn)行狀態(tài),并將其調(diào)整至合理的風(fēng)量以保證整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行.3.3風(fēng)機(jī)風(fēng)量測試通過控制風(fēng)機(jī)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速,在風(fēng)機(jī)導(dǎo)流閥葉片角度不同開度下,測試擋板開度不同狀況下風(fēng)機(jī)風(fēng)量大小

6、.測試結(jié)果見圖2.擋板丌度/o/0./(mm)圖2風(fēng)機(jī)擋板與風(fēng)量曲線圖通過實(shí)測風(fēng)機(jī)開度在20%100%之間時(shí),風(fēng)機(jī)風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量效果較為明顯,曲線平穩(wěn).期間未發(fā)現(xiàn)明顯喘震現(xiàn)象.風(fēng)機(jī)是除塵系統(tǒng)最重要的組成部分之一,風(fēng)機(jī)的良好運(yùn)行不僅可以提高除塵系統(tǒng)效率,而且可以節(jié)約能耗,降低運(yùn)行成本.另外除塵系統(tǒng)只能在風(fēng)機(jī)特征曲線的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)運(yùn)行.3.4除塵器性能測試通過對除塵器測試(數(shù)據(jù)見表2),可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備過濾風(fēng)速為1.09m/s,滿足1.10m/s的設(shè)計(jì)要求,除塵阻力為1400pa,滿足1500pa的設(shè)計(jì)要求,漏風(fēng)率7.0%,偏高,除塵效率達(dá)99.7%,排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn).總體來說,目前的除塵器運(yùn)行正常,尚未

7、受到高濕氣體的影響發(fā)生布袋堵塞現(xiàn)象,對于煤粉的過濾效果較好,但是本體存在一定程度的漏風(fēng),需要加強(qiáng)點(diǎn)檢.3.5吸塵點(diǎn)風(fēng)量測試調(diào)整根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況條件,將除塵系統(tǒng)的風(fēng)量合理分配到各吸塵點(diǎn),將除塵風(fēng)量調(diào)整到合適的位置,在改善現(xiàn)場環(huán)境的同時(shí),達(dá)到降能節(jié)耗的目的.74冶金環(huán)境保護(hù)2011年第4期表2除塵本體測試結(jié)果(風(fēng)機(jī)擋板開度100%j項(xiàng)目數(shù)據(jù)凈化裝置前凈化裝置后3.5.1在調(diào)試過程中存在的問題(1)有的吸塵點(diǎn)因風(fēng)量偏小引起部分粉塵不能被有效吸入,污染周圍環(huán)境,并有可能導(dǎo)致管道積灰.(2)有的吸塵點(diǎn)因風(fēng)量偏大,導(dǎo)致管道內(nèi)粉塵流速大,引起管道的磨損.(3)吸塵點(diǎn)的手動蝶閥部分已銹住,無法調(diào)節(jié).(4)支管

8、風(fēng)量局部存在不平衡現(xiàn)象.(5)風(fēng)機(jī)擋板開度100%,降塵器滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn).(6)除塵本體阻力大.(7)由于設(shè)計(jì)時(shí)管網(wǎng)工藝上未采取保溫措施,導(dǎo)致部分管道及除塵器內(nèi)布袋水汽冷凝堵塞,除塵器無法正常工作.3.5.2除塵器調(diào)試(1)除塵器本體及管道未考慮到保溫措施,由于其中一根管道的煤粉經(jīng)煤干燥處理后溫度在708o,煤粉進(jìn)入除塵管道溫度逐漸下降,產(chǎn)生冷凝水,發(fā)生煤粉黏結(jié),堵塞現(xiàn)象,濾袋遇到濕煤粉后表面透氣率變差,無法將煤粉捕集下來,設(shè)備阻力急劇上升,導(dǎo)致除塵器無法正常工作.最終解決方法是將3個(gè)吸塵點(diǎn)的閥門關(guān)閉,使其余10個(gè)吸塵點(diǎn)能正常工作.這樣又產(chǎn)生一個(gè)問題,關(guān)閉3個(gè)吸塵點(diǎn)的閥門,原來3個(gè)吸塵點(diǎn)的風(fēng)量為2

9、9700m/h,疊加到其余10個(gè)吸塵點(diǎn)的風(fēng)量上,按原設(shè)計(jì)分配到每個(gè)吸塵點(diǎn)的風(fēng)量偏大.另一方面,除塵管網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,管網(wǎng)阻力上升,造成支管風(fēng)量存在不平衡現(xiàn)象.綜合上述問題,通過對風(fēng)機(jī)的風(fēng)量測試,從測試風(fēng)機(jī)曲線圖可看出:原來除塵器是滿負(fù)荷工作(風(fēng)機(jī)擋板開度為100%),去除3個(gè)吸塵點(diǎn)的風(fēng)量,考慮到管道的沿程阻力和局部阻力損耗,調(diào)試時(shí)將風(fēng)機(jī)擋板開度先定在75%,通過測試考察各吸塵點(diǎn)的流速,風(fēng)量及崗位粉塵濃度是否能滿足要求,測試結(jié)果見表3.表3風(fēng)機(jī)擋板開度為75%狀態(tài)下測試的風(fēng)速,風(fēng)量2011年第4期冶金環(huán)境保護(hù)(2)測試結(jié)果表明,5#,7#點(diǎn)風(fēng)量偏小,閥門開度為40%,閥門開度小.此外由于該點(diǎn)彎頭

10、設(shè)計(jì)存在缺陷,局部阻力較大,根據(jù)公式:p=alvp/2/d+t,/2,式中p一氣體管道摩擦阻力損失;a一摩擦阻力系數(shù);三一管道長度;氣體在管道中速度;p一氣體密度;d一圓形管道內(nèi)徑;6一局部阻力系數(shù).可以發(fā)現(xiàn)局部阻力系數(shù)占對管道阻力產(chǎn)生直接影響,彎頭越多則管道阻力越大,從而造成管道風(fēng)量降低,部分粉塵不能被吸入.此外由于管道流速較小,吸人的粉塵容易沉結(jié)在管道底部,長此以往會造成管道積灰堵塞,吸塵點(diǎn)無法工作,粉塵不能被有效吸入,吸塵點(diǎn)周圍粉塵溢出,污染環(huán)境.而其余吸塵點(diǎn)風(fēng)量偏大,由于風(fēng)速決定粉塵的運(yùn)動,風(fēng)速過大會加速粉塵對管道的碰撞和磨損,引起管道,彎頭及閥門的磨損加劇,縮短管道等部件的使用壽命,

11、管道的修補(bǔ)和更換將影響除塵器正常工作.另外風(fēng)速越大,吸塵罩口的速度也越大,造成皮帶上原料表面粉塵吸人管道造成原料損失,同時(shí)也會加重除塵器工作負(fù)荷,增加布袋阻力.分析測試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)除5#,7#點(diǎn)風(fēng)量偏小,其余點(diǎn)位的風(fēng)量符合或超出設(shè)計(jì)風(fēng)量.確認(rèn)除塵器風(fēng)量還偏大,通過反復(fù)測試,不斷調(diào)整吸塵點(diǎn)閥門開度及除塵器擋板開度,最后將風(fēng)機(jī)擋板開度定在50%.測試結(jié)果見表4.測試結(jié)果表明:吸塵點(diǎn)周圍無粉塵溢出,崗位粉塵濃度也達(dá)到要求;考慮到除塵器長期運(yùn)行,布袋的阻力將逐步上升,而阻力與風(fēng)量成反比關(guān)系,長期運(yùn)行吸塵點(diǎn)風(fēng)量可能會難以滿足實(shí)際需求,故應(yīng)留一定的余量.表4風(fēng)機(jī)擋板開度為5o%狀態(tài)下測試的風(fēng)速,風(fēng)量3.6崗位

12、粉塵測定在風(fēng)量調(diào)整前后對各個(gè)吸塵點(diǎn)共6個(gè)位置,測定其崗位粉塵濃度.測試點(diǎn)距基準(zhǔn)面約1m,吸塵點(diǎn)1.5m,具體測試位置及測試結(jié)果見表5.測試數(shù)據(jù)表明:調(diào)整前崗位粉塵測試(風(fēng)機(jī)擋板開度為i00%),由于除塵系統(tǒng)風(fēng)量不匹配,造成部分吸塵點(diǎn)崗位粉塵濃度不達(dá)標(biāo);調(diào)整后崗位粉塵測試(風(fēng)機(jī)擋板開度為5o%),經(jīng)過吸塵點(diǎn)風(fēng)量調(diào)整粉塵濃度符合要求.76冶金環(huán)境保護(hù)2011年第4期4結(jié)論與建議(1)鑒于3個(gè)吸塵點(diǎn)關(guān)閉,造成除塵器風(fēng)量偏大,風(fēng)機(jī)擋板開度由原先100%調(diào)到75%,通過風(fēng)量調(diào)整,吸塵點(diǎn)風(fēng)量能滿足現(xiàn)場環(huán)境要求,崗位粉塵濃度達(dá)標(biāo).但有的吸塵點(diǎn)風(fēng)速仍偏大超過25m/s(按照設(shè)計(jì)含塵氣體管道風(fēng)速一般采取l525

13、m/s).因此在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時(shí),不僅要考慮到各吸塵點(diǎn)崗位粉塵的濃度達(dá)標(biāo),并且在滿足生產(chǎn)和環(huán)境的同時(shí),經(jīng)過不斷調(diào)整風(fēng)機(jī)擋板開度和各吸塵點(diǎn)風(fēng)量測試,最后將風(fēng)機(jī)擋板開度確定在50%,以達(dá)到降耗節(jié)能,提高除塵器使用,同時(shí)也需要將風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)整至最佳運(yùn)行位置,避免無謂的風(fēng)量浪費(fèi),以提升風(fēng)機(jī)工作效率,提高電能利用效率.雖然還可以進(jìn)一步挖掘除塵器風(fēng)量潛力,由于考慮到除塵器長期運(yùn)行,布袋的阻力將逐步上升,長期運(yùn)行吸塵點(diǎn)風(fēng)量可能會不能滿足實(shí)際需求,故應(yīng)留一定的余量.(2)通過本次風(fēng)量調(diào)整的測試工作,認(rèn)為不僅僅是系統(tǒng)除塵器的排放濃度是否合格,更應(yīng)該考慮作業(yè)環(huán)境的空氣質(zhì)量和作業(yè)人員的身體健康.一方面吸塵點(diǎn)風(fēng)速過大,可

14、能將皮帶上的原料表層部分粉塵吸走,造成原料無謂浪費(fèi).經(jīng)過對風(fēng)機(jī)調(diào)整前(擋板開度100%)進(jìn)口風(fēng)量,濃度測試值與調(diào)整后(擋板開度50%)進(jìn)口風(fēng)量,濃度測試值比較,二者之間捕集粉塵量差異較大,差值在100kg/h左右.增加布袋工作負(fù)荷,不利用除塵器長期穩(wěn)定運(yùn)行.另一方面較大的過濾風(fēng)速也將增加布袋阻力,并加劇布袋磨損,導(dǎo)致除塵器使用壽命縮短.此外過大的風(fēng)量將增加電能消耗,應(yīng)此考慮到除塵系統(tǒng)運(yùn)行宜在風(fēng)機(jī)特征曲線的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)運(yùn)行.因此在風(fēng)量調(diào)試的同時(shí)還需關(guān)注風(fēng)機(jī)的運(yùn)行作點(diǎn).(3)在閥門開度100%的風(fēng)量通過計(jì)算可知其過濾風(fēng)速為1.09m/rain,處于除塵器的處理能力范圍內(nèi).但鑒于目前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),現(xiàn)已將風(fēng)機(jī)擋板開度調(diào)整至50%,過濾風(fēng)速為0.76m/min,以解決3個(gè)吸塵點(diǎn)關(guān)閉引起的系統(tǒng)風(fēng)量異常,目前該除塵器運(yùn)行狀況穩(wěn)定.(4)由于3個(gè)吸塵點(diǎn)關(guān)閉造成屬皮帶粉塵外溢,為了消除冒塵現(xiàn)象,建議生產(chǎn)方增設(shè)一臺小型塑燒板除塵設(shè)備,工作機(jī)理是將塑燒板代替布袋,適合規(guī)模不大,能處理氣體中含有一定水分的粉塵.塑燒板除塵器的阻力波動范圍比袋式除塵器小,除