除塵器模塊化設(shè)計(jì)及改造
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摘要 ：文章針對(duì)某公司除塵器內(nèi)部漏風(fēng)、清潔室腐蝕等問(wèn)題，提出了除塵器模塊化的設(shè)計(jì)方法。最終實(shí)現(xiàn)了改造目標(biāo)，為今后同類設(shè)備的改造提供了借鑒。
關(guān)鍵詞 ：袋式除塵器 ；模塊化設(shè)計(jì) ；除塵器改造
概況
某公司二期工程配置一臺(tái) 400t/d 機(jī)械爐排焚燒爐、一臺(tái) 32.3t/h 余熱鍋爐和一套 12MW 汽輪發(fā)電機(jī)組。機(jī)尾除塵系統(tǒng)各配備 1 臺(tái) 2440m2 脈沖袋式除塵器。2006 年項(xiàng)目投產(chǎn)，目前，通過(guò)運(yùn)行參數(shù)及對(duì)除塵器檢修發(fā)現(xiàn)袋式除塵器箱體鋼板及清潔室腐蝕嚴(yán)重，多個(gè)倉(cāng)室均有不同程度銹蝕破洞，布袋使用差壓偏大，煙氣旁路雖已封堵，但煙道銹蝕嚴(yán)重，多次發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏煙氣的風(fēng)險(xiǎn)。
除塵器參數(shù)表
項(xiàng)目 參數(shù)值
處理風(fēng)量 /（Nm3/h） 80 409
過(guò)濾風(fēng)速 /（m/min） 0.85
過(guò)濾面積 /m2 2440
設(shè)備阻力 /Pa 1500
入口含塵濃度（標(biāo)況）/（g/Nm3） ≤ 3
出口含塵濃度 /（mg/Nm3） ≤ 10
除塵效率 /% ＞ 99.9
進(jìn)行大修。
2018 年 7 月對(duì)袋式除塵器
濾袋規(guī)格 /mm Φ150×6000
袋籠規(guī)格 /mm Φ147×6000
袋式除塵器設(shè)備參數(shù)見右表 [1]。本袋式除塵器改造項(xiàng)目的主要目標(biāo)是使粉塵濃度 <10mg/m3，同時(shí)要求減少灰斗進(jìn)風(fēng)煙道堵灰情況，并保證除塵器本體密封性良好。本項(xiàng)目工期緊張，由于垃圾焚燒發(fā)電廠每年停爐有時(shí)間限制，且停爐后經(jīng)濟(jì)損失較高，公司要求只停爐 22 天。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮安裝方便、質(zhì)量可靠等因素。
煙氣參數(shù)的選定
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- 濾袋材質(zhì)的選擇
垃圾焚燒發(fā)電廠余熱鍋爐出口煙溫為
190℃～ 210℃，經(jīng)過(guò)半干法反應(yīng)塔噴石灰漿液及冷卻
收稿日期 ：2019-09-20 ；修回日期 ：04-09
第一作者簡(jiǎn)介：秦為軍（1983―），男，江蘇鹽城人，學(xué)士，工程師，主要從事垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)技術(shù)管理及研發(fā)方面工作。
50 中202國(guó)0 環(huán)年第保產(chǎn)4 期業(yè)
濾袋材質(zhì) PTFE+PTFE 覆膜濾袋數(shù)量 / 條 864
進(jìn)氣溫度 /℃ 150
漏風(fēng)率 /% <2
設(shè)備耐壓 /Pa -10 000
脈沖閥數(shù)量 / 只 72
脈沖閥規(guī)格 DC24V3" 淹沒(méi)式壓縮空氣清灰壓力 /MPa 0.2~0.3
壓縮空氣耗氣量 /（Nm3/min） 2
水降溫后，除塵器進(jìn)口溫度降至 150℃～ 160℃。布袋選用 PTFE+PTFE 覆膜材質(zhì)，其中纖維 100%PTFE， 基布 100%PTFE，連續(xù)工作溫度 <240℃，后處理采用穿透式高溫?zé)岫ㄐ透材すに嘯2]。PTFE 材質(zhì)抗腐蝕、抗氧化性能優(yōu)異，聚四氟乙烯合成纖維濾袋自潤(rùn)性極佳、不吸潮，適用于垃圾焚燒行業(yè)布袋除塵器內(nèi)的惡劣工況。
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- 袋籠的選擇
袋籠的制作尺寸需要和濾袋尺寸配套并且相互配合。工作狀態(tài)下，袋籠支撐濾袋，使濾袋在過(guò)濾及清灰過(guò)程中保持一定的形狀。袋籠材質(zhì)使用 Q235B，外表面經(jīng)有機(jī)硅處理。20 根豎筋均勻分布，橫向每隔200mm 左右內(nèi)側(cè)設(shè)置圓形支撐環(huán)，表面鍍有有機(jī)硅 ； 豎筋 φ3.8mm。圈筋 φ4mm，圈筋間距 200mm，袋籠喉部帶文丘里管。目前部分資料里寫到袋籠使用 20# 鋼材質(zhì)，相比于 Q235B 在相同規(guī)格下 20# 鋼韌性更強(qiáng) [3]，焊接一定時(shí)間后，橫向的圓形支撐環(huán)會(huì)在焊縫處崩裂開，難以達(dá)到 4 年使用壽命的行業(yè)要求。
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- 過(guò)濾風(fēng)速及過(guò)濾面積的選擇
過(guò)濾風(fēng)速是除塵器的重要參數(shù)之一，過(guò)濾風(fēng)速的大小影響除塵器的過(guò)濾效率。垃圾焚燒行業(yè)的袋式除塵器過(guò)濾風(fēng)速一般選擇為 0.6~0.9m/min[4]，本項(xiàng)目初
相鄰模塊對(duì)焊形成 ；煙氣進(jìn)出側(cè)板塊由四塊 2400mm× 290mm 板塊與相鄰模塊對(duì)焊形成（2 塊帶進(jìn)出口法蘭
2280mm×1500mm）；進(jìn)風(fēng)煙道底板由三塊 2400mm×
3500mm 板塊（帶法蘭 1400mm×1000mm）對(duì)焊形成。
圖 1 模塊化中箱體主視圖
圖 2 模塊化中箱體俯視圖
選過(guò)濾風(fēng)速為 0.8m/min。因 v ? Q （v 為過(guò)濾風(fēng)速，
60S
Q 為工況煙氣量，S 為過(guò)濾面積），把標(biāo)況煙氣量換算為工況煙氣量后，計(jì)算出過(guò)濾面積為 2420m2。本項(xiàng)目選擇 φ150mm×6000mm 的濾袋，每個(gè)倉(cāng)室長(zhǎng)寬方向各用 12 條布袋，共 6 個(gè)倉(cāng)室，過(guò)濾面積為 2443m2。本除塵器過(guò)濾風(fēng)速為 0.793m/min，一室清灰時(shí)過(guò)濾風(fēng)速為 0.951m/min。
改造方案
本除塵系統(tǒng)改造項(xiàng)目的主要目標(biāo)是消除除塵器局
部漏風(fēng)，并使粉塵濃度 <10mg/m3。本項(xiàng)目系離線改造， 工期要求 22 天。整體下部鋼架系統(tǒng)利舊、平臺(tái)及樓梯利舊、電氣儀表利舊、保溫系統(tǒng)利舊。這樣既可降低投資，也可縮短工期。由于考慮到工期緊張及運(yùn)輸方便，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，把中箱體、清潔室、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)等部件按照模塊化設(shè)計(jì) [5]。整個(gè)中箱體按照上下兩層每層高度 3m 設(shè)計(jì)，共設(shè)計(jì)為 8 個(gè)框狀結(jié)構(gòu)，其次用12 塊鋼板把 8 個(gè)框狀結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)焊接固定 [6]（見圖 1、圖 2）。進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)錐斗部分、進(jìn)風(fēng)管部分也按照模塊化設(shè)計(jì)，盡量減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量。每個(gè)倉(cāng)室對(duì)應(yīng)的清潔室在加工車間組裝、焊接好后發(fā)至現(xiàn)場(chǎng)拼裝。
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- 中箱體設(shè)計(jì)
#1、#2、#5、#6 倉(cāng)室上下兩層用鋼板拼接成 8 個(gè)框狀模塊，#3、#4 倉(cāng)室由 8 塊 3500mm×2900mm 板塊與
由于反應(yīng)塔出口煙道為圓形可避免方形結(jié)構(gòu)的煙道頂部堆積石灰，故除塵器進(jìn)口煙道采用圓形，可省去一次變徑。出口煙道采用方形，可防止灰塵堆積在中箱體出口。
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- 進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于原灰斗進(jìn)風(fēng)閥處易堵塞，分析其原因，系由于此閥門位置煙氣進(jìn)風(fēng)方向?yàn)樗健Ｔ趪娤?、活性炭粉末時(shí)，由于半干法反應(yīng)塔的煙氣經(jīng)噴水降溫， 煙氣潮濕且黏性大。故該位置進(jìn)風(fēng)閥門下部容易掛灰。改造中抬高系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)口高度，使進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)的錐斗坡度加大，更易溜灰。同時(shí)進(jìn)風(fēng)管煙道閥門設(shè)計(jì)為垂直方向安裝（法蘭面水平）。
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- 清潔室設(shè)計(jì)
清潔室設(shè)計(jì)是除塵器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，花板孔間距過(guò)
CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDU20S2T0R.4Y 51
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大，則浪費(fèi)成本 ；花板孔間距過(guò)小，則氣流上升速度過(guò)快，濾袋擺動(dòng)過(guò)快，少數(shù)項(xiàng)目還會(huì)出現(xiàn)濾袋被吹進(jìn)清潔室的情況。本項(xiàng)目濾袋規(guī)格為 φ150mm×6000mm， 花板間距為 240mm×240mm，計(jì)算氣流上升速度為
60n ? ）（Q 為工況煙氣量，n 為濾袋條數(shù)，l 為
v ? Q
相鄰花板孔中心距，r 為花板孔半徑），計(jì)算出氣流上升速度為 60.18m/min，在 60~80m/min 的合理范圍內(nèi)。中箱體壁板與相鄰花板孔中心安全距離為 250mm， 可避免濾袋在工作狀態(tài)下氣流與箱體內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦。
本項(xiàng)目清潔室同樣根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)思路，兼顧改造現(xiàn)場(chǎng)空間緊張。把每個(gè)倉(cāng)室對(duì)應(yīng)的清潔室單獨(dú)設(shè)
圖 3 模塊化清潔室
器改造項(xiàng)目于 2018 年 7 月順利完工。投產(chǎn)后，除塵器
計(jì)、單獨(dú)加工制造。整個(gè)清潔室部件由 6 個(gè)分清潔
室和 1 個(gè)提升閥箱體組成（見圖 3）?，F(xiàn)場(chǎng)安裝用時(shí)不到 2 天，極大地減少了現(xiàn)場(chǎng)工作量。
除塵器頂部蓋板雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但此處影響清潔室的密封性，容易被安裝單位甚至維保單位忽視。除塵器運(yùn)行狀態(tài)下，清潔室外頂蓋未擰固定螺栓的現(xiàn)象較
各項(xiàng)參數(shù)運(yùn)行良好，粉塵出口濃度日均值為達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
參考文獻(xiàn) ：
2.8mg/Nm3，
常見。時(shí)間久了，清潔室蓋板易漏風(fēng)，是使清潔室內(nèi)部腐蝕的重要原因。清潔室檢修門使用雙層結(jié)構(gòu)，頂部檢修門與密封框架設(shè)計(jì)成圓弧形可避免蓋板硅橡膠的密封間隙，消除原矩形密封結(jié)構(gòu)存在的死角。
改造效果
本改造項(xiàng)目于 2018 年 7 月動(dòng)工，在僅停爐 22 天
的情況下完成了布袋除塵器的改造。由于模塊化設(shè)計(jì)， 很多加工工序在加工車間進(jìn)行，減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中的工作量，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路值得同行借鑒。除塵
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Modular Design and Transformation of Dust Collector
QIN Wei-jun
[Everbright Environmental Protection Technical Equipment (Changzhou) Limited, Changzhou Jiangsu 213000, China]
Abstract: Aiming at the internal air leakage and corroded cleaning room of the dust collector in a company, the modular design of dust collector was put forward. Finally realizing the transformation goal, and providing a reference for the similar equipment transformation.
Key words: bag-house filter; modular design; precipitator transformation