轧钢厂塑烧板除尘器运行阻力过高原因分析及措施

轧钢厂塑烧板 除尘器运行阻力过高原因分析及措施

查启华

上海盛剑环境系统科技股份有限公司，上海市 200000

摘要：塑烧板除尘器作为整个除尘系统的核心设备，其在生产期间的运行阻力良好稳定是非常重要的运行指标。如果除尘器在运行过程中阻力过高，使得系统运行的压力损失超过设计值，导致轧机除尘点对烟尘的捕集风速降底而难以彻底除尘，降底轧线车间的除尘工作效率，严重危害车间工作人员身体健康。本文主要分析了导致塑烧板除尘器运行阻力过高的因素并提出有效的解决措施。

关键词：轧钢厂；塑烧板除尘器；运行阻力降底

随着早期德国禾鼎和日本日铁矿业研发的新型过滤元件塑烧板的应用开发，塑烧板除尘器因其极高的烟尘过滤捕集效率和远远低于国内现行排放标准得到行业的一致认可，目前钢厂企业针对轧钢车间的烟尘处理已广泛采用以塑烧板作为过滤元件的塑烧板除尘器。为保障除尘系统的效率，下面对轧钢厂塑烧板除尘器运行阻力过高产生的因素进行研究分析并探讨处理措施。结合除尘器设计、生产和运行等实践过程中的问题分析原因和解决措施如下：

1. 塑烧板除尘器设备结构设计不合理

塑烧板除尘器的内部结构设计的不合理，会增加除尘器的局部设备阻力，从而导致运行阻力上升。除尘器的设计应尽可能的减小烟气气流在进入除尘器内部造成的设备阻力，设计可从以下几点优化：

1. 除尘器设备内支撑框架改为采用壁板外侧加强方式

除尘器内部内部框架支撑具有许多型钢截面，当烟气进入除尘器内部时，这些截面会对气流造成一定阻力，紊乱流场。优化为外侧加强方式不仅加工制作简单，烟气在除尘器内部阻力也大大减小。

2. 除尘器模块化设计用于均布烟气流量

将除尘器上部净气室、中部尘气室和下部灰斗按需求设计若干分室，使得通过每个分室的烟气总量基本一致，避免除尘器局部过滤元件因处理量过高而导致的严重堵塞。模块化设计还可以使得每个仓室可独立在线或离线清灰，清灰过程中气流之间互不干扰，从而减小除尘器运行阻力。

3. 烟尘进气方式优化

将中部尘气室进风改为下部灰斗进风方式，由于塑烧板安装方式为竖直安装与中部尘气室之中，中部尘气室的进风口正对塑烧板最大过滤面，为了防止塑烧板大幅度晃动受损，进风口处必须安装一块挡风板将气流导向灰斗再扩散至整个尘气室，由于中部进风方式挡风板设置过于局限性，对烟气造成了一定的阻力。优化后改为除尘器灰斗进风方式，灰斗进风口再设置若干导流片，使得烟气进入灰斗后直接气流均匀分布，再经由尘气室、塑烧板、净气室后排出除尘器。优化后可大大降底设备运行阻力。

4. 塑烧板间距过于紧凑

虽然塑烧板紧密的结构排布可以使得除尘器整体结构布局紧凑、减小除尘器占地面积。但塑烧板排布间距不应过于紧凑，间距太小会在脉冲反吹清灰在相邻塑烧板之间形成粉尘的二次吸附，不利于塑烧板的清灰工作，导致提高设备的运行阻力。因此设计时相邻塑烧板间距应不小于塑烧板过滤面宽度的1.5倍，保障脉冲反吹清灰工作的有效运行，以降底运行阻力。

2. 脉冲反吹清灰装置设计不合理

塑烧板除尘器的工作原理是含有粉尘的气流在离心风机的负压作用下，气流依次通过集气罩、除尘烟道进入到除尘器内部，在除尘器尘气室时洁净气流通过塑烧板外表面的细微孔径，而烟气中的粉尘则附着于塑烧板表面，从而达到除尘效果。进入除尘器净气室后的洁净气流从出风口经由风机、排气烟囱再排入大气。

由于塑烧板随着工作时间的变化，表面附着粉尘会越来越多，从而导致塑烧板堵塞过滤面积减少，除尘器的运行阻力随之急剧上升。脉冲反吹清灰装置是由储气罐、气包、脉冲电磁阀和喷吹管组成。清灰工作原理：储存在气包中的压缩空气在脉冲电磁阀开启时，通过喷吹管向塑烧板内腔喷射出带有一定压力的高速气流，将附着在塑烧板外表面的粉尘吹落。清灰效果的优劣直接影响除尘器的运行，因此脉冲反吹清灰装置设计不合理会导致除尘器运行阻力上升。设计分析及解决措施可从以下多个方向考虑：

1. 降底压缩空气喷吹管和孔板之间的高度

脉冲反吹清灰所用的压缩空气压力为0.5~0.6MPa，原喷吹管下端喷吹孔距孔板高度约为50mm，此高度压缩空气喷出后进入塑烧板内腔气体压力损失较快，无法达到最佳的清灰效果。优化改进后可将高度距离降底至约30mm高度，此高度在压缩空气喷出后，高速气流会在塑烧板孔腔入口造成负压，形成射流效应引导周边空气一起进入塑烧板内部，以饱和足量的反吹气流达到快速、高效的清灰效果，达到减小除尘器运行阻力的目的。

2. 脉冲反吹清灰控制逻辑设定

1. 调节减小脉冲喷吹的间隔时间来减小运行阻力；

2. 脉冲喷吹信号控制模块化，根据脉冲电磁阀的数量分为若干组同时运行，增加同一时间的脉冲电磁阀反吹清灰的工作数量，以达到除尘器内部运行阻力快速降底的效果。

3. 自动化控制脉冲反吹清灰

在除尘器的上部净气室和中部尘气室设差压变送器接口，分别连接至差压变送器两端接管，差压变送器需带信号输出功能以便接入PLC参与脉冲反吹清灰控制过程。当检测到上部净气室和中部尘气室之间压差过大超过设计给定值时，差压变送器反馈信号至PLC，由PLC控制减小脉冲喷吹时间间隔，使除尘器内部运行阻力降低至设计值以下，保障除尘器平稳运行。

3. 除尘器系统设计风速参数不合理

气流风速的大小也直接影响除尘器运行阻力的变化，主要由除尘器入口风速、出口风速、过滤风速决定。

除尘器入口风速设计应15m/s，出口风速为14m/s，设计时出口风速需比入口略低，以便烟气流通平顺，降底阻力。

过滤风速过大塑烧板阻力就随之增大，所以过滤风速的选择应根据排放要求和粉尘物料性质选取合适的风速值。轧钢厂应用塑烧板除尘器过滤风速一般不应大于0.9m/min，系统总处理风量不变的情况下，减小过滤风速则总过滤面积增加，除尘器阻力则更小。过滤风速过高会导致塑烧板表面积灰过多，严重时会造成塑烧板堵塞，引起运行阻力过大和系统处理风量不足等现象。因此选取合适的过滤风速对于控制运行阻力非常重要。

4. 塑烧板除尘器冬季运行冷凝堵塞

轧制线钢板生产过程中冲渣水和喷淋水遇钢板产生大量水汽会随着烟气进如塑烧板除尘器。由于冬季室外较之室内温度温差比较大，当含有大量水汽的烟气经过各烟气支管和主管道进入到除尘器尘气室时随着温度的降底，会形成大量的冷凝水附着在塑烧板外表面，粉尘掺杂着冷凝水形成泥浆状易堵塞塑烧板孔径，使除尘器的清灰效果大大降底，导致塑烧板除尘器运行阻力急剧上升，严重影响塑烧板除尘器工作运行效率。

针对冷凝堵塞问题，可以采用以下方式解决改善：

1. 采用电伴热加热方式

将电伴热带通过缠绕等方式固定在除尘器灰斗外表面用以加热，并辅以岩棉和彩钢板做保温层。将室外部分管道也做加热保温处理，防止烟气在管道中大幅度降温。并保证塑烧板除尘器内部温度恒定，避免冷凝水的大量形成。

2. 采用蒸汽伴热保温方式

在除尘器灰斗外边面设置蒸汽盘管，将厂区供应过来的蒸汽接入灰斗蒸汽盘管中对除尘器内部进行加热，并做相应保温处理。在室外烟气管道内部布置若干组由蒸汽加热管，要求每组蒸汽加热管以法兰连接形式接入烟道系统，以便后期检修维护操作。通过烟道内部和除尘器内部的保温措施，减少冷凝水的产生。

两种方式比较：电伴热施工方便快捷，但运行成本较高。采用蒸汽伴热所需能源仅为厂区现有蒸汽，运行成本低，但蒸汽伴热管施工作业量较多，蒸汽管施工焊接质量的好坏也直接影响后期使用和维护。两种方式均可以有效的解决冬季塑烧板除尘器运行过程中泠凝水造成的困扰，减少塑烧板除尘器运行阻力，确保除尘器稳定高效运行。

5. 塑烧板除尘器运行过程中灰斗堵料

塑烧板除尘器运行过程中，灰斗内粉尘过多形成堵料现象，堵料过多会影响灰斗进风口的正常流通，提高进气阻力。造成灰斗堵料问题可能有：粉尘板结粘连在灰斗壁板和卸灰口产生粉尘搭桥现象，卸料器工作卸料时间间隔长，初始卸料料位设置不合理等因素。解决措施如下：

1. 粉尘板结、搭桥问题

针对粉尘板结、搭桥等问题，可在灰斗侧板加设仓壁振打器，对灰斗壁板形成持续频率的振打效果防止粉尘板结。加设流化装置，使用压缩气流在灰斗内部卸灰口处引导粉尘卸料，粉尘搭桥产生。

2. 灰斗料位控制

在灰斗内部设置料位计，用于实时监测灰斗部料位情况，最高料位不得高于进风口。当粉尘料位高度达到预定值时，相关卸料开始工作持续卸料。

通过以上方式可以解决除尘器运行过程中灰斗堵料所造成的阻力上升问题，降底塑烧板除尘器的运行阻力。

6. 总结

防止塑烧板除尘器运行阻力过高问题的产生，应当从设备设计初期开始考虑，合理的设计可以有效降底设备的运行阻力。除尘器运行中还应根据实际生产工作环境、过程等因素针对性的实施相应的处理措施来降底运行过程中的设备阻力。通过以上解决措施，有效的降底了塑烧板除尘器在各种工况环境下的运行阻力，使得除尘器能够高效运行。

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