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袋式除尘器在大化肥装置的应用及改进

文章出处:路洋环保机械设备有限公司 人气:234次浏览发表时间:2017-10-16 10:27:37
1、概述:
   重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司 (简 称建峰化工)拥有年产 52 万吨尿素(简称一化)和 年产 80 万吨尿素(简称二化)2 套大型化肥生产装 置。 受地理位置的限制,2 套装置的尿素散运栈桥 分别长达 1000 余米,垂直落差 200 余米,散装尿 素经过长途运输和多个转运站的落差,碎化较重, 粉尘增大,在包装过程中的料仓下料时,包装大厅 弥漫着大量尿素粉尘。尿素粉尘排入大气,造成对 大气环境的污染;粉尘弥漫生产现场,对操作人员 健康产生危害;同时,尿素产品中粉尘含量高容易 引起尿素板结,影响产品质量。因此必须采取有效 措施去除尿素产品中的粉尘。
   建峰化工先后投资对十余套除尘装置进行技 术改造,使用过机械振动袋式除尘器、回转反吹袋 式除尘器和气箱脉冲袋式除尘器等类型的除尘 器,目前正常运行的有 9 套除尘装置。三类除尘器 在工作原理和使用性能等方面有较大差异, 机械 振动袋式除尘器是 1991 年一化建厂时的配套设 备, 实际生产中运行状况不佳, 检修工作量大, 2008 年后已经没有此类除尘装置。 回转反吹袋式 除尘器是 1999 年通过技术改造设在一化 C 转运 站,使用至今,2005 年以后新增的除尘器选用的都 是气箱脉冲袋式除尘器
2、除尘器的工作原理:
2.1、回转工作原理和特点:
   回转反吹袋式除尘器主体由上、中、下箱体组成,上箱体设有高压反吹风机和回转臂,回转臂上 有 3 个喷吹孔, 每个喷吹孔通过悬臂回转与每条 滤袋相对应,中箱体装有带支撑骨架的扁形滤袋, 下箱体为集尘仓。 一化 C 站采用回转反吹袋式除 尘器,见图 1。
 
图 1 回转反吹<b>袋式除尘器</b>
 
图 1 回转反吹袋式除尘器
   工作时,含尘气体从箱体下部进入灰斗,由于 气流面积突然扩大,流速降低,气流中部分颗粒大 的粉尘在重力作用下,在集尘仓内沉降下来,颗粒 小的粉尘通过滤袋表面的惯性碰撞、 筛滤等综合 效应,使粉尘沉积在滤袋表面,净化后的气体进入 上箱体(净气室),由排气管经引风机排出。清灰 时,反吹风机产生的高压空气高速喷出,经喇叭形 喷出管进入滤袋,使滤袋突然膨胀产生激振力,使积附在滤袋外表面的尿素粉尘立即被清除下来, 落入积尘仓,达到清灰目的。
 
 2.2、气箱式工作原理和特点:
   气箱式脉冲袋式除尘器通常由上箱体 (净气 室)、中箱体、灰斗、框架(采用圆形袋),以及脉冲 喷吹装置等部分组成。 除尘器本体分隔成若干个 箱区,每个箱区有一个气缸带动的提升阀,一个或 多个电磁阀控制的喷吹阀,工作原理见图 2。
 
图 2 脉冲喷吹除尘器工作原理

图 2 脉冲喷吹除尘器工作原理
   除尘工作时, 工作过程和原理同回转反吹袋 式除尘器相同,清灰过程则完全不同,当除尘器过 滤含尘气体一定时间后,清灰控制器发出信号,第 一个提升阀关闭切断过滤气流, 然后箱室脉冲阀 开启, 以大于 0.4 MPa 的压缩空气冲入净气室,清 除滤袋上的粉尘。清灰后,提升阀打开,这个箱室 重新进行过滤工作, 其他箱室按照上述程序逐一 完成全部过滤、清灰工作。

3、两类除尘器性能比较:
3.1、清灰形式:
   回转反吹袋式除尘器清灰利用反吹风机产生 的高压气流,通过悬臂回转机构逐个吹入滤袋,反 吹气流分布比较均匀, 振动不剧烈, 对滤袋损伤小,清灰效果较差。
   气箱式脉冲袋式除尘器清灰利用压缩空气在 极短暂的时间内高速喷入滤袋, 同时诱导数倍于 喷射气流的空气,形成空气波,使滤袋由袋口至底 部产生急剧的膨胀和冲击振动, 造成很强的冲落 积尘的作用,清灰效果好。
 
3.2、连续运行:
   回转反吹袋式除尘器反吹清灰时, 主风机必 须停止运行,即无法进行除尘过滤,除尘器过滤作 用不能连续。
   气箱式脉冲袋式除尘器喷吹清灰时, 虽然被 清灰的滤袋不起过滤作用,但因采用箱室结构,各 室独立工作, 清灰形式为整箱大脉冲阀循环喷射 清灰,喷吹时间很短,依次在线清灰,除尘器过滤 作用能够连续。
 
3.3、检修维护:
   回转反吹袋式除尘器使用扁袋滤袋, 虽然单 位容积过滤面积大,滤袋数量较少,但是安装滤袋 时, 每条滤袋与花板之间都需要密封胶条进行密封,还需要销子固定,且每条滤袋下部用锥体固定在中箱体底部固定架上,上箱体顶部用直径 3m 大 盖密封,更换滤袋必须动用吊车,检修、换袋复杂, 检修维护工作量大。
    气箱式脉冲除尘器使用圆形滤袋, 固袋方式 是严格控制花板的袋孔以及滤袋袋口的加工尺 寸, 依靠滤袋口弹性元件使滤袋袋口外侧的凹槽 嵌入花板袋孔内,二者公差配合,密封性好,滤袋 装拆方便、省力,上箱体设计成上揭盖形式,打开 顶盖, 直接抽出滤袋及框架即可,1 个人能独立换 袋,检修、维护管理方便,但是滤袋数量较多。
 
 
3.4、使用效果:
   回转反吹袋式和气箱式脉冲袋式除尘器的使用效果比较见表 1。
 
表 1 两类除尘器部分数据比较
设备安装地点 二化 4# 转运站 二化包装 7 楼 一化 E 转运站 一化 C 转运站
除尘器类型 气箱脉冲除尘 气箱脉冲除尘 气箱脉冲除尘 回转反吹除尘
过滤面积 /m2 840 450 420 224
处理风量 / (m3·h-1) 68500 42000 42000 52740
滤袋数量 / 条 840 450 420 144
滤袋规格 /mm 准130×2500 准130×2500 准130×2500 准250×3000
吸尘口数量 / 个 12 6 6 6
2012 年年均除尘率,‰ 1.27 1.01 0.94 0.66
2013 年年均除尘率,‰ 1.43 0.84 0.93 0.7
 
 
4、除尘器运行中的问题及改进:
4.1、回转喷吹袋式除尘器
4.1.1、风阀故障及改进 :
   C 站除尘机主风阀 1、热风循环风阀 2 和风阀 3,原设计是电动翻板阀和电动蝶阀,采用电动推 杆为执行元件,风阀开和关是否到位,采用限位开 关控制。 由于除尘风管粉尘结晶卡涩阀板或限位 开关动作不到位,经常出现过载保护,甚至多次烧 坏电机,严重影响除尘装置正常运行。
   2016年一化装置大修期间,通过技术改造,将 风阀 1、风阀 2、风阀 3 更换为气动翻板阀和气动 蝶阀。在其后近 10a 的运行中,风阀几乎未再出现 异常,稳定性好,提高了除尘效率。
 
4.1.2、滤袋间粉尘粘接、架桥:
   阴雨天气时, 潮湿空气从各个吸尘口进入除 尘室,因尿素粉尘极易潮解粘附在滤袋上,原设计 为保证过滤面积, 滤袋间间隙较小, 虽然每天 8h 干燥保温,滤袋间粉尘粘接、架桥仍不断加重,必 须定期人工清理滤袋,才能恢复正常除尘作用,既 影响生产,又损害职工健康。图 3 改进前堵塞的滤袋
图 3 改进前堵塞的滤袋

图 4 改进后的滤袋运行状态
   通过分析和试验,从两方面进行了改进。首先 优化操作程序,C 站除尘自动程序是 93 min 一个 循环周期, 开机时自动清灰 3min 后进入除尘程 序,但反吹气流振动不剧烈,短时间清灰量不多。 后规定开机时手动反吹清灰 15min,将加热后的粉 尘尽可能多的反吹下来;其次,通过近几年摸索, 逐步减少滤袋数量,增大滤袋间隙,降低滤袋间架 桥的几率, 目前减少滤袋数量合计 20%。 通过改 进,基本解决滤袋粘接、架桥现象,同时没有影响除尘效果。效果对比见图 3、图 4。
 
 4.2、气箱式脉冲式除尘器:
 4.2.1、除尘管道堵塞:
   由于地理位置限制, 建峰化工的除尘器装置 部分吸尘口离除尘器距离较远, 如 E 站最长的除 尘管道长 120 余米,同时还有多个弯道,超长除尘 管道从散运尿素栈桥顶部连接吸尘口和除尘器, 生产厂家为除尘管道设计了保温。
   在检修和维护 中发现, 过长的除尘管道经常堵塞, 减少了流通 面,影响除尘器正常运行,除尘管道清灰孔附近堵 塞比其他地方严重。
   分析认为可能是清灰孔密封 不严密,少量雨水被引风机负压吸入清灰孔附近, 导致尿素粉尘潮解吸附,并逐渐增大堵塞管道。后 采取除尘管道清理干净后, 在清灰孔四周先刷沥 青漆, 再根据清灰孔大小用废旧皮带裁成合适的 密封垫压上, 最后将不锈钢护罩固定好。 通过改 进,原来经常堵塞的管道在一个大修周期内,能够 保证吸尘口正常除尘, 而且, 不再需要对管道保 温。
   弯管位置堵塞的解决办法, 一方面从操作上 规定,散运工段供料结束(皮带上无尿素),除尘器 保持除尘工况 5min 再停运,防止突然停运导致尿 素粉尘在弯道处沉积;一方面在距离弯道 1.5m 处 开手孔,每月检查一次,发现积灰及时清理。通过 加强管理,基本解决弯道堵塞。 目前在用的气箱式脉冲式除尘器中, 主要来 自两个专业生产厂家, 一个用于除尘管道设计有 风阀调节风量,控制吸尘口负压,其 4 套除尘器安 装在包装楼; 另一个根据吸尘口距除尘器距离设 计所需风量,不要调节风阀,其 4 套除尘器安装在 散运工段。
   实际运行中,调节风阀基本保持全开, 风阀处容易堵塞,包装楼内除尘管道众多,管网复 杂,一些位置容易堵塞,目前采用的是定期人工清 理方式,防止堵塞。
 
4.2.2、积尘箱清灰困难:
   一化散运工段 2 套除尘器安装较早, 下箱体 为锥形。气箱式脉冲除尘器是在线运行清灰,滤袋 粉尘因脉冲喷吹脱离滤袋落入集尘仓后, 又会被 引风机抽起,而且,因负压作用,操作员打开集尘 箱困难。通过改造,在集尘箱进口增加一道手控气 动插板阀,解决了清灰困难问题。 尿素粉尘容易潮解,虽然有仓壁振打电机,粉 尘不容易落入集尘仓,但经常需要人工敲击,导致仓壁变形,形成恶性循环。在二化新增除尘器时, 提出改锥形下箱体与中箱体一体, 滤袋底部距地 面高不小于 2m, 能进入集尘仓收集尿素粉尘。二 化散运工段 2 套和包装楼 4 套除尘器采用矩形箱 体,可进仓回收尿素粉尘;同时,成品车间在工艺 管理上进行优化, 这种形式的除尘器滤袋运行中 基本没有滤袋间粉尘粘接、架桥现象。

5、结束语:
   袋式除尘器使用覆膜针刺毡滤袋起过滤作用 来进行除尘,具有除尘效率高、处理风量范围大、自控系统功能齐全、 能够满足化工生产连续除尘 的工艺要求。由于尿素粉尘极易潮解,袋式除尘器 在大化肥装置使用中,有效防止滤袋间粉尘粘接、 架桥,以及除尘管道堵塞,是决定袋式除尘器整个 系统成败的关键。因此,反吹风等弱力清灰的除尘 器不适宜采用, 以强力清灰为特征的箱式脉冲袋 式除尘器因清灰所需气源压力低,工作可靠,维修 工作量小等优点,适合在大化肥装置使用。
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