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亚美体育滤筒除尘器技术改造设计与实践

作者:亚美体育 发布时间:2015-08-30点击:
摘要:为解决亚美体育滤筒除尘器运行中存在的问题,进行了技术改造,通过改变新建除尘器的滤筒布置方式和脉冲清灰方式,减小过滤阻力,原有除尘器继续保留作为应急备用机,两台除尘器可切换运行,并且可在同一个 HMI 画面上进行操作,改造结果满足除尘要求。
亚美体育滤筒除尘器技术改造设计与实践
0、引言:
   滤筒式除尘器是 20 世纪 80 年代由美国唐纳森公司在袋式除尘器的基础上生产的一种新型除尘器,采用新型滤筒为滤料,使其具有效率高、阻力低、维护管理简单、体积小、单位体积过滤面积大、结构紧凑、更换滤筒方便、高性能等优点[1-5]。除尘器的过滤阻力和过滤效率是两个最重要的指标,如果设计或使用不当,其出现的问题也非常明显,造成的后果也很严重。本工程就是亚美体育滤筒除尘器出现问题后的技术改造设计。由于改造设计受诸多现有因素的约束和限制,因此除涉及滤筒除尘器本身的技术改造外,还要考虑上下游相关联的内容。经技术改造后,问题解决,获得满意效果。

1、概述:
1. 1、亚美体育滤筒除尘器简述:
   宝钢股份厚板部 5m 单元热处理线现有亚美体育及配套除尘装置1 套。亚美体育是利用丸料高速运动,击打钢板表面,以清除钢板表面的氧化铁皮等杂物,击打时产生大量的金属粉尘,需要进行除尘,粉尘粒径较大,浓度较高。
   除尘装置主要包括除尘器 1 台、除尘风机 2 台、除尘管道及电控装置。除尘器的过滤部件为滤筒,滤筒斜置,过滤材料为滤纸,清灰采用脉冲阀按照设置的顺序依次脉冲清灰,使系统恢复低阻力运行[2],由滤筒上清除下来的粉尘经灰斗直接进入灰箱,人工定期外排; 除尘风机为离心风机,安装在除尘器清洁室顶部; 除尘管道为碳钢材质,圆管,断面平均流速20 m /s; 除尘器安装在厂房内,经除尘器过滤后的洁净气体也排至厂房内。
   除尘器设计参数: 处理风量: 28 900 m3/h; 过滤面积:530 m2; 过滤速度:0.9 m/min; 滤筒数量: 32 只( 4 ×4 ×2 布置) ; 滤筒规格: ?325 mm ×1 400 mm,单滤筒过滤面积为17 m2。

1. 2 、除尘器控制及操作:
   除尘装置控制及操作: 清灰由脉冲控制仪定时控制,差压强制; 风机启停在操作室 HMI 画面上远程手动操作。
   除尘装置和亚美体育之间设有联锁关系,联锁关系如下: 在亚美体育开启前需先将除尘装置开启,除尘装置的状态信号送给亚美体育 PLC,状态信号包括风机、差压、脉冲控制仪等,上述信号作为亚美体育启动的备妥条件。如果上述信号不正常,则需人工干预解决,否则亚美体育不能启动。

2、存在问题分析:
2. 1、风机出口有明显冒灰现象:
   风机出口有明显冒灰现象,除尘器附近粉尘颗粒浓度很高,有以下两个原因:
   1) 滤 筒 的 滤 纸 有 破 损,目 前 过 滤 速 度 为0. 9 m /min,过滤速度较快,亚美体育的粉尘成细小片状,粒径较大,磨损性较强,因此滤纸极易磨破穿孔。
   2) 滤筒与花板之间有安装间隙,该间隙一是由密封垫太薄、太硬引起,二是由于清灰效果不好,滤筒积灰太多,重量太重,导致花板变形,最终粉尘未经滤筒过滤直接进入清洁室由风机排出。
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2. 2、除尘器运行阻力过大:
   滤筒在除尘器中的布置很重要[3],滤筒倾斜布置时,上层滤筒所附着的粉尘会以滤饼状落到下层滤筒上,并会在下层滤筒上产生积累,特别是清灰压力较低时,这种情况更为严重,其结果最终将导致下层滤筒朝上的半面不能工作,使滤筒有效过滤面积降为原来的一半,最终造成除尘器运行阻力过大。

2. 3、风机振动明显:
   风机振动较明显,有以下两个原因:
   1) 除尘器清洁室顶部钢结构框架薄弱,强度不够。
   2) 风机叶轮磨损不均匀,在旋转过程中,失去动平衡,造成风机振动。

3、改造方案:
3. 1、除尘器设计参数修改:
   新建除尘器同原有除尘器风量相同为28900 m3/h,满足亚美体育除尘需求,但是亚美体育散发粉尘浓度高,磨琢性强,同时部分粉尘颗粒微细,因此将过滤速度由0.9m/min 降低为 0. 6 m/min,过滤阻力 <1 000 Pa。

3. 2、除尘器改进:
   新建滤筒除尘器作了四点重要改进,改进后除尘器如图1 所示。
图1 新建除尘器轴测图
图1 新建除尘器轴测图
1) 过滤材质由滤纸改为聚酯过滤材料,过滤效率更高,风机出口颗粒物浓度更低。原有除尘器使用的滤纸滤料不符合该工况,因为滤纸阻力较高,结构松弛,遇磨着性粉尘容易破损,使用寿命很短。
2) 滤筒规格不变,改为 4 × 6 × 2 竖直布置,将过滤面积增加到 800 m2,同时也实现了整个滤筒的全过滤,过滤速度降低到 0. 6 m/min,改变了斜置滤筒上部因清灰不良无法正常过滤的尴尬局面。
3) 脉冲喷吹采用喷吹孔 + 外置文丘里管,喷吹距离150 mm,喷吹压力0.5 MPa,滤筒侧壁正压力峰值较大,到达峰值所需时间较短,喷吹效果较佳,有利于滤筒清灰[4]。
4) 滤筒与花板之间的密封垫采用厚实、弹性较好的橡胶圈。

3. 3、除尘器供货状态:
   为了减少现场拼焊工作量及施工周期,在除尘器供货状态上进行了多方面考虑,包括道路运输,多跨厂房内如何使用行车对设备进行吊运等,最终决定将除尘器下部8 个立柱和灰斗组装成1 个整体,中间箱体、清洁室及风机组装成 1 个整体,减少了现场钢结构拼焊接的工作量,其余零部件按常规分件供货,检修平台1 件,爬梯 1 件,气包 2 件,进风箱 1 件、电控柜1 台等。

3. 4、除尘器的安装:
   由于亚美体育仍在正常生产,无法拆除原有除尘器,因此在亚美体育附近另选址安装新建的除尘器,安装时间在2011 年11 月份,总用时约4 周。除尘器的安装按常规做法,先施工混凝土基础,然后由下至上安装除尘器,最后安装除尘管道。比较注意的是需在除尘器上空安装一台手拉葫芦,便于检修除尘器顶部部件。

3. 5、除尘器单机调试及无负荷调试:
   1) 风机调试,风机点动,查看转向,转向正确后连续运行2 h 考核轴承温升,轴承温度采用红外线测温仪测量,轴承温度由13 ℃上升至58 ℃,无异常。
   2) 脉冲喷吹调试。脉冲阀共 12 个,通过调压阀将将压缩空气压力调至表压 0.4 MPa,设定脉冲数据: 脉冲宽度100 ms,脉冲间隔15 s,脉冲间歇3 min,脉冲周期6 min。经调试喷吹正常。

3. 6、对原有除尘器的处置方案———作为应急备用机:
   新建除尘器投产后,原有除尘器如何处置也是生产方很关心的问题。亚美体育属于重要生产设备,平时无法停机,亚美体育若要正常生产必须有除尘器运行,原有除尘器虽然存在诸多问题,但作为应急除尘还是可以的,而且该除尘器作为固定资产,还没到报废年限,因此最终确定保留原有除尘器,作为应急使用。在确定原有除尘器保留后还需在两台除尘器入口各安装1 台手动阀门便于两台除尘器临时切换。

3. 7、联锁控制的改造设计:
   保留原有除尘器后就涉及到如何与亚美体育联锁的一个问题,新建除尘器及原有除尘器都要将状态信号反馈给亚美体育 PLC,同时还要在 HMI 画面上既能操作新建除尘器还要能操作原有除尘器,而亚美体育PLC 如何识别及区分新建除尘器及原有除尘器的地址码就成了关键问题。修改 PLC 程序及 HMI 画面在现代技术中是很成熟的,难点在于亚美体育 PLC 及HMI 都是外方供应,只开放一部分程序,如果强行修改,既增加工作量,又带来很大的调试风险。最后我们的解决方案是在新建除尘器电控柜上增设了一个转换开关,同时将新建除尘器的地址码导入到亚美体育PLC 中,但画面不进行修改,改造后操作如下:
   1) 当转换开关切入到新建除尘器时,新建除尘器 PLC 便与亚美体育 PLC 建立了通信,除尘器的状态信号便发送给亚美体育 PLC 作为亚美体育启动的备妥条件之一,同时在 HMI 画面上可显示新建除尘器的主要状态信号,亦可操作新建除尘器启停。
   2) 当转换开关切出现有除尘器时,原有除尘器PLC 便与亚美体育 PLC 建立了通信,原有除尘器的状态信号便发送给亚美体育 PLC 作为亚美体育启动的备妥条件之一,同时在 HMI 画面上可显示原有除尘器的主要状态信号,亦可操作原有除尘器启停。
   技改后两台除尘器控制流程如图2 所示。
图2 技术改造后两台除尘器控制流程
图2 技术改造后两台除尘器控制流程

4、实施效果:
1) 新建亚美体育滤筒除尘器运行正常,初期运行阻力只有600 Pa,亚美体育扬尘点吸尘效果很好。
2) 投产以来滤筒的滤料无破损,预计滤筒寿命超过2 年。
3) 风机投产运行以来无故障,预计风机使用年限增长。
4) 控制系统切换顺利,亚美体育 PLC 能完整接收新建除尘器或原有除尘器的状态信号,同时在 HMI画面上既可操作新建除尘器,亦可操作原有除尘器。
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