除塵系統(tǒng)評估模式的建立與應(yīng)用

冶金設(shè)備現(xiàn)場經(jīng)驗除塵系統(tǒng)評估模式的建立與應(yīng)用周航①岳文龍（鞍山鋼鐵公司設(shè)計研究院鞍山114021）全面考察了解的基礎(chǔ)之上，針對除塵系統(tǒng)存在的問題，參照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對除塵系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)基本運行參數(shù)進行反復(fù)測試，分析研究系統(tǒng)的運行參數(shù)，并與原始設(shè)計參數(shù)進行比較，找出存在的問題及原因，對除塵系統(tǒng)的運行情況進行綜合診斷和評定，并提出整改建議和方案。38B實際工作中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問題：一個除塵系統(tǒng)剛建成時效果比較好，但隨著系統(tǒng)服役時間的延長，設(shè)備老化、生產(chǎn)工藝變化、風(fēng)路的改動、吸塵罩個數(shù)的增減等原因，造成除塵系統(tǒng)不能正常發(fā)揮作用，或崗位環(huán)境超標(biāo)，影響員工身心健康，或粉塵排放超標(biāo)，嚴(yán)重影響了大氣環(huán)境。為此在對除塵系統(tǒng)的測試評估工作中逐步建立起一套評估模式：從系統(tǒng)的源頭/捕集罩“開始，直到反映系統(tǒng)除塵效果的/崗位粉塵濃度”，對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)一一予以測定評估，力求全面地反映除塵系統(tǒng)的現(xiàn)狀特點，以找出系統(tǒng)的癥結(jié)所在，并提出治理措施和建議。1除塵系統(tǒng)評估的模式組成除塵系統(tǒng)評估的模式組成如所示。2除塵系統(tǒng)的評估方法除塵系統(tǒng)評估內(nèi)容包括除塵器技術(shù)性能評估、風(fēng)量平衡評估、風(fēng)機運行狀況評估、崗位環(huán)境質(zhì)量評估。21除塵器技術(shù)性能評估方法221電除塵器電除塵器技術(shù)性能指標(biāo)包括除塵效率、除塵器漏風(fēng)率、除塵器氣流分布均勻性、除塵器阻力、伏安特性曲線等。除塵器技術(shù)性能指標(biāo)顯示除塵器本身的工作狀況，是評價除塵器好壞的重要①：周航，女，1970年出生，1992年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)工作于鞍鋼集團設(shè)計研究院依據(jù)。除塵效率是衡量除塵器性能的一項重要指標(biāo)，通常電除塵效率可高達9999%，但這不是絕對的，它與粉塵入口濃度有關(guān)，入口濃度較低，除塵效率相對較低。目前國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電除塵器阻力除塵器清灰效果是根據(jù)振打加速度大小和振打加速度均勻程度進行評定的。一般來說，陽極振打加速度不得小于200g陰極振打加速度不得小于50g.振打加速度均勻性采用均方根法，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，現(xiàn)場測試振打加速度的均方根a氣流分布均勻性是衡量除塵器入口斷面上煙氣流速是否均勻的一項重要指標(biāo)。它的評價方法采用均方根法，當(dāng)a212布袋除塵器布袋除塵器技術(shù)性能指標(biāo)包括除塵效率、除塵器漏風(fēng)率、除塵器阻力等。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)濾分室反吹類袋式除塵器，除塵器阻力國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定式?jīng)_激除塵器阻力9801568Pa沖激式除塵器漏風(fēng)率由于除塵系統(tǒng)初始設(shè)計時，都進行阻力平衡計算，所以只要盡量保持與系統(tǒng)原始設(shè)計風(fēng)量相同或相近，就可認(rèn)為除塵系統(tǒng)風(fēng)量達到平衡。工程上通常認(rèn)為實測風(fēng)量與原始設(shè)計風(fēng)量相差土25%以內(nèi)即為相符，不允許超過設(shè)計風(fēng)量±40%.23風(fēng)機運行狀況評估風(fēng)機是整個除塵系統(tǒng)的動力來源，是除塵系統(tǒng)正常運行的前提保證。通過測試風(fēng)機風(fēng)量、全壓、轉(zhuǎn)數(shù)，對照風(fēng)機的性能曲線，判斷風(fēng)機的工作狀況是否在性能曲線的最佳工況點附近，即處于風(fēng)機運行效率較高段83%93%之間。24崗位環(huán)境評估崗位粉塵的多少直接影響著職工的身心健康，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定崗位粉塵濃度3模式運用舉例（某發(fā)電廠鍋爐電除塵系統(tǒng)評估）3.1除塵系統(tǒng)原始參數(shù)某鋼廠電站鍋爐除塵系統(tǒng)投產(chǎn)于1987年，系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)量為174900m3/h除塵器為56m2單室三電場電除塵器，壓差小于300P4風(fēng)機型號為：Y4-73-11No20D，風(fēng)機工作風(fēng)量32除塵系統(tǒng)測試評估內(nèi)容33測試條件及測點布置測試時鍋爐處于正常生產(chǎn)狀態(tài)，除塵系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。測定振打加速度時，風(fēng)機停止工作，除塵器不送電，振打裝置正常工作。除塵器性能參數(shù)、風(fēng)機性能參數(shù)測孔布置在除塵器入口直管段和除塵器出口直管段，按同心圓環(huán)面積布置測點；振打加速度的測點設(shè)置在電場首尾的陽極板中心線和陰極線上；崗位粉塵測點設(shè)置在鍋爐的爐前和爐后。34評估參數(shù)測試數(shù)據(jù)（略）35除塵系統(tǒng)評估351除塵器技術(shù)性能評估某鋼廠電站電除塵器性能測試結(jié)果顯示，鍋爐電除塵器的除塵效率為634%，出口濃度為4853mg/m3，煙塵排放濃度為5662mg/m3.國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定1992年以前建成投產(chǎn)的火電廠鍋爐最高允許煙塵排放濃度為500mg/m3，目前該廠規(guī)定的排放限值為400mg/m3，可見，無論是國家標(biāo)準(zhǔn)，還是該廠內(nèi)部的排放限值，該電除塵系統(tǒng)都屬于粉塵超標(biāo)排放。鍋爐電除塵器的漏風(fēng)率為716%，超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電除塵器漏風(fēng)率該除塵器電場風(fēng)速雖然比原始設(shè)計值（0/s）略大，但仍滿足電除塵器對電場風(fēng)速的要求。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電除塵器的阻力該除塵器的設(shè)計空載電壓為60千伏，設(shè)計工作電壓大于45千伏。從各除塵器實測的二次電壓、二次電流可以看出，該鍋爐電除塵器各電場的電壓值都小于設(shè)計值，電流值幾乎為零。由于二次電流、二次電壓不能達到設(shè)計的額定值，影響了除塵效率。造成這種現(xiàn)象有以下幾個因素：①煙氣溫度較高、含硫少（燃煤的含硫量d4%），造成粉塵比電阻值較高。粉塵的比電阻大，影響荷電特性，使得二次電壓、電流升不上去。②除塵器內(nèi)部極板、極線變形，使得除塵器電壓在升到設(shè)計值之前放電。③振打裝置局部損壞，收塵極極板積灰過多。④電暈線肥大放電不良。⑤控制柜存在問題。⑥陽極板腐蝕、接地線腐蝕，造成電流上不去。3.52除塵器清灰效果評估該廠電站鍋爐電除塵器的振打裝置存在不同程度的損壞：一些位置振打錘已掉，或者雖然有振打錘，但振打失靈，不能正常振打；尤其是鍋爐3-1電場陽極振打裝置損壞，整個電場陽極沒有振打，陽極板積灰嚴(yán)重。此次對其振打效果的測試，是對正常工作的陰陽極振打裝置進行的。工程上，一般陽極板的振打加速度不小于200g陰極線的振打加速度不小于50g.從振打加速度的測試結(jié)果可以看出，陽極板的振打加速度無論是切向還是法向方向均大于200g陰極線的振打加速度無論是切向還是法向方向均大于50g說明該除塵器正常振打的陽極板與陰極線的振打力均滿足振打強度要求。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場振打加速度測試，a45即為振打均勻性合格。從測試數(shù)據(jù)看，無論是陽極板還是陰極線，無論是切向方向還是法向方向，現(xiàn)場實測結(jié)果均滿足a可見，陰、陽極振打裝置正常工作時，陽極板、陰極線的振打都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，只是由于振打裝置損壞嚴(yán)重、有掉錘及有錘不打現(xiàn)象才影響除塵系統(tǒng)的清灰效果。353風(fēng)機運行狀況評估風(fēng)機運行轉(zhuǎn)數(shù)為990r/min而目前只能找到參數(shù)，其性能曲線見當(dāng)風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)為990r/min時，其性能曲線將在960r/m1的性能曲線偏上方，由趨勢可見，該風(fēng)機工作在風(fēng)機性能曲線54崗位環(huán)境質(zhì)量評估國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，作業(yè)區(qū)崗位粉塵濃度4結(jié)論與建議綜觀該廠電站鍋爐電除塵系統(tǒng)各項測試評估結(jié)果，可見這兩個除塵系統(tǒng)存在問題較多：不論是電流、電壓，還是除塵器漏風(fēng)、清灰效果、除塵效率都不同程度地存在問題，導(dǎo)致粉塵排放濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其排放限值。歸納起來，主要有兩方面原因造成該廠電站鍋爐除塵系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不良。1設(shè)備方面除塵器內(nèi)部極板、極線變形，使得除塵器電壓在升到設(shè)計值之前放電。振打清灰效果不夠好，收塵極極板積灰過多。電暈線肥大放電不良?？刂乒翊嬖趩栴}，電流、電壓升不上去。陽極板腐蝕、接地線腐蝕，造成電流上不去。振打裝置損壞嚴(yán)重，比如電除塵器第一電場陽極振打損壞，整個電場陽極不能振打。此外，這兩臺除塵器都普遍存在掉錘和有錘不打現(xiàn)象?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)電除塵器的入口氣流分布板有開縫現(xiàn)象，這也導(dǎo)致除塵效率下降。4.2工藝方面該種除塵器的額定工作溫度為粉塵的比電阻較大，這將影響到粉塵粒子的荷電量、荷電率和電場強度等，另外，高比電阻會導(dǎo)致粉塵的粘附力大，以至清除電極上的粉塵層要增大振打強度，導(dǎo)致二次飛揚大，最終導(dǎo)致收塵率下降。維修損壞的振打裝置，掉錘處重新安裝振打錘。除塵器阻力稍大，應(yīng)定期清除內(nèi)部積灰。除塵器漏風(fēng)率較大，殼體和檢修門存在漏風(fēng)現(xiàn)象，應(yīng)進一步加強系統(tǒng)封堵密閉。將有開縫的氣流分布板重新焊好，檢查各阻氣板是否完好，如有破損及時修補。維修、更換老化、失靈的電氣元件。更換卸料閥，新上料位指示計?；覀}上布袋除塵器損壞嚴(yán)重，需要換布袋，維修、更換振打和控制系統(tǒng)。進一步加強管理，經(jīng)常對控制柜和整流（轉(zhuǎn)13頁）2001W的高壓泵就可滿足除鱗生產(chǎn)線的要求。如果按經(jīng)驗公式計算結(jié)果選取高壓泵，則要選用兩臺這種型號的泵還不能滿足生產(chǎn)要求。顯然，泵的數(shù)量增加了，除鱗生產(chǎn)線的電機功率隨之增加，因而運行成本也增加，同時還會使除鱗生產(chǎn)線制造和維護成本增加。如果采用優(yōu)化設(shè)計方法進行除鱗環(huán)的設(shè)計，查產(chǎn)品樣本可知GPZ10-280-30型號的噴嘴相對應(yīng)的國外產(chǎn)品型號為*.647運行優(yōu)化設(shè)計程序，得出SCALEMASTER系列下所有噴嘴針對該除鱗對象的布置方式表2所示。為方便對比，只選擇*.647型號的噴嘴的優(yōu)化結(jié)果數(shù)據(jù)列出。表2除鱗環(huán)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果型號噴射最小沖擊力實際沖擊力系統(tǒng)壓力靶距噴距噴射寬度噴嘴流量總流量噴嘴最小重疊實際重疊程序所得出的高壓水壓力為12距為101mm，共使用13個噴嘴。將壓力值調(diào)整為13MPa為更具可比性，從產(chǎn)品樣本中查得13MPa時噴嘴流量為319L/m，此時除鱗環(huán)總流量為4154L/mh.由此可得出優(yōu)化設(shè)計結(jié)果與工程實際數(shù)據(jù)的噴嘴布置參數(shù)是基本符合的，流量比試驗數(shù)據(jù)還要小一些。而與試算方法得出的結(jié)論相比，每分鐘用水量可節(jié)約用水量6236L節(jié)水率可達到60%，以每天運行4小時，每年運行250天計算，每年可節(jié)約用電20萬度，節(jié)約用水37416m3，另外由于流量的降低，泵站所用的泵的臺數(shù)以及功率也會降低，運行和維護費用會隨之大大降低。在生產(chǎn)過程中，鋼坯的外形尺寸越大，所體現(xiàn)出來的節(jié)水節(jié)能效果越明顯。若上述生產(chǎn)線中圓形鋼坯的外徑為400mm則每年可節(jié)約用水61087m3.在實際工程中，鋼坯的外形尺寸往往是比較大的，因此高壓