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煤磨(mó)袋式(shì)除塵器的設計、操(cāo)作及事(shì)故應急
目前(qián)煤粉作(zuò)為水泥廠(chǎng)生產熟料的主要燃料,大都是通過自身的煤粉製備係統加工出(chū)來的,由於(yú)煤粉(fěn)易燃易爆,該係統的所有設(shè)備都存在燃爆的危險,對(duì)於收塵設備來(lái)說也不例外,故此收塵(chén)設備在設計、操作和事(shì)故應急方麵都必須充分考慮這一特殊情況(kuàng),才能保(bǎo)證整條水泥(ní)生產(chǎn)線的正常運行。對(duì)目前應用越來越多(duō)的新型幹法水泥生產線來說,煤磨的廢氣不能全部入窯,必須要收塵放風,而根據目前國家環保法律法規和粉塵排放標準的要(yào)求,煤磨(mó)廢氣治理就(jiù)顯得更為(wéi)重要。
隨著粉塵排放標準的提高,原來(lái)的濕法收塵或煤磨(mó)電收塵器都因為二次汙染、資源浪費、投資太大、排放不能達標等(děng)原因被逐(zhú)步淘汰,取而代之的正是目前在大氣除塵行業應用(yòng)廣泛的(de)高效煤磨(mó)袋式除塵器。
1 新型幹法水泥(ní)生產線煤磨廢氣及粉(fěn)塵特(tè)性
要進行煤磨廢氣收塵,就必須明確(què)煤磨廢氣和(hé)粉(fěn)塵的特性。目(mù)前部(bù)分水泥廠雖然開始使用無煙煤,但是,據報道國內(nèi)外已投(tóu)產的100%燃燒無煙煤生產水泥的預分解窯生產線尚不是很多(duō),應用較多的(de)還是煙煤,這種情況下煤磨廢(fèi)氣和粉塵(chén)就不可(kě)避免地具有易燃易爆的特點(diǎn)。
1.1 煙氣(qì)溫度(dù)
目前新(xīn)型幹(gàn)法水泥生產線中煤磨(mó)廢氣溫度一(yī)般在60~80 ℃,露點(diǎn)溫度在40~50 ℃。
1.2 廢(fèi)氣含(hán)塵濃度
隨著技術的發展,近年來(lái)取消了細粉分離器(qì),含塵氣(qì)體直接進入袋式除塵器,一般能達(dá)到600~800 g/m3(標),高可達1 000 g/m³(標),屬於粉塵濃度較高的含(hán)塵氣體。
1.3 袋式除塵器工作負壓
根據係統工藝布(bù)置而定,有(yǒu)的可高達9 000~14 000 Pa。
1.4 粉塵密度
新製煤粉密度大概為0.5 t/m³,相對水泥廠窯頭、窯尾(wěi)粉塵來說較輕。
1.5 粉塵粒度
粒度細,粉塵粒徑一般<0.1 mm(粒徑小於10 μm的粉塵重量比(bǐ)占40%~80%),容易自燃和爆炸。
1.6 比表(biǎo)麵積
比(bǐ)表麵積大,爆炸性強。
1.7 安息角(jiǎo)
一般安息角能達到45°,有的大於45°,流動(dòng)性較差。
1.8 爆炸極限
爆炸極限一般在40~1 000 g/m³,有的時候爆炸(zhà)下限能達到35 g/m³, 目前新型(xíng)幹(gàn)法水泥生產線中(zhōng)煤磨粉塵濃度處於爆炸極限(xiàn)內。
2 袋式除塵器(qì)在煤磨除塵中的設計要點
燃燒和爆(bào)炸的發生要同時具備三個條件——可燃物、足夠的氧氣和火(huǒ)源。結合煤磨廢氣和粉塵的特性,煤磨(mó)袋式除塵器在設計時必須要充分考慮防燃防(fáng)爆(bào),但是(shì)因為粉塵濃(nóng)度處於爆炸極限內,故(gù)此應(yīng)著重從控製火源和氧含量兩方麵考慮。目前應用較多的煤磨袋式除塵器有氣箱脈衝式和脈衝噴吹式兩種,其中(zhōng)脈衝噴吹式袋式除塵器以其收塵效率高、占地麵積小等優(yōu)點得到用戶的青睞,見圖1。

2.1 控製內(nèi)部溫度
內部煙氣溫度過高容易引起煤粉自燃,過低又容易結露,造成煤粉粘接、堆積而悶火,故此一般應該(gāi)對內部正常工作溫度進行控製,應大於露點20~30 ℃,一般在(zài)70~90 ℃之間。可在灰鬥(dòu)外(wài)壁(bì)上(shàng)安裝加熱裝置;灰鬥(dòu)內設置溫度監控裝置,且監控裝置(zhì)要隔爆;對(duì)灰鬥內溫度,如達到100 ℃,應迅速采取措施(shī)。
2.2 特殊的結構設計
(1)內部不(bú)能有煤粉堆積(jī)。灰鬥等鬥壁(bì)與水(shuǐ)平麵(miàn)夾角不(bú)能小於70°,灰鬥相鄰側板間(即灰鬥棱內側)應焊接半徑大於100 mm的圓弧(hú)形鋼板(見圖(tú)2);灰鬥外壁可設置振動器進行定期振動,以防止灰鬥內煤粉起拱棚料;灰鬥下口要足夠大(dà),以保證收集下來的粉塵灰能順暢下泄;內部板材(cái)所(suǒ)有加(jiā)強筋均(jun1)應(yīng)該設置防積灰板,防積灰板與水平麵傾斜角度也不能小於70°;采用淺鬥型回轉下料器(qì)(見圖3),既能防止煤粉粘接又能有效泄灰、鎖風和防止結露,下料器要(yào)設有速度感應器,將下料器的運行情況傳送(sòng)到中控室,以便及時了解下料器的運行(háng)情況。
(2)設置(zhì)防爆閥。在(zài)煤磨袋式除塵器中,防爆閥是不可缺少(shǎo)的。防爆閥的作用是在(zài)除(chú)塵器發生爆炸時(shí)能有效地將衝擊波的壓(yā)力釋放掉,而不至於破壞收塵器的整體結構,使除(chú)塵器爆炸後經過簡單休整能盡快滿足生產的需要。防爆(bào)閥(fá)設計要點有防爆麵積的計算、開啟靈活能及時有效地釋放壓力和爆炸後能迅速封住爆破口防止(zhǐ)大量空氣進(jìn)入收塵器內部後助燃;對於防爆麵積的計算簡單易行的(de)方法就是采用孔積比的方法,但是這(zhè)種(zhǒng)方法經驗性較強,得(dé)出的結果往往差別很大,所(suǒ)以應用(yòng)較廣泛的是德國VDI3673中的列線圖。目前常用的一種膜片式的防爆閥是一種(zhǒng)不錯的選擇。
(3)設置滅火裝置(zhì)。一般煤磨袋式除(chú)塵器在灰鬥和袋室部位均應(yīng)設置(zhì)CO2或N2滅(miè)火裝置,主(zhǔ)要是防止萬一出現著火事故時能(néng)及時滅(miè)火,以保護收塵器自身。滅火裝置所用惰性氣體的噴射量根據除塵器容積的大小確定。
(4)采用抗(kàng)靜電、阻燃、拒(jù)水、防油濾料。在袋式除塵(chén)器內部,由於煤粉(fěn)隨空氣流動,粉(fěn)塵與濾布的衝擊摩擦等都(dōu)能產生靜電,靜電的積累會產生火花從而引起燃燒和爆炸,故此濾料的選擇要注意(yì):首先要防靜電,可采用含有導電纖維的抗靜電濾料(liào),濾(lǜ)料(liào)的體電阻要小於(yú)109 Ω,同時(shí)對除塵器殼體開展接地,確保接地電(diàn)阻小於4 Ω,消除靜電效應,這是消除除塵器內部火源一個重要的方麵;另(lìng)外還要求濾料是阻燃型濾料,好是氧指數大於30的纖維濾料(liào),對(duì)於氧指數小於30的纖維濾料要用阻燃劑進行浸漬處理;而要求拒(jù)水、防油主要是因為煤磨係統相對運轉率不是很高,經常開開停停,特別(bié)是(shì)有時原煤水分較高和設備漏(lòu)風,容易造成煙氣結(jié)露(lù)。對於煤粉這種粒度較細的粉塵來(lái)說,為了排放達標和收塵器低阻(zǔ)力的控製,還應該選用纖維較細(xì)、較短、卷曲形的針刺氈濾料或是(shì)采用通過噴塗、浸漬或覆膜等技術處理的複合濾料。目前采(cǎi)用較多的是抗靜電、阻燃滌(dí)綸針刺氈覆膜濾料,性價比較高。
(5)袋式除塵器要有良好的密(mì)封。前麵所說(shuō)兩種袋式除塵器(qì)均采用負壓操作(zuò),這就意味著含氧量可能因漏風而增加,也就是(shì)使(shǐ)自燃和爆炸的危險(xiǎn)性加大,故此所有可能存在外部(bù)空氣(qì)進入的地方的焊縫必須連續密封焊,而(ér)且現場安裝完成後要進行滲透實驗,以嚴格(gé)檢查(chá)焊縫的密封(fēng)性;所有檢修門的(de)地方也(yě)要有良好(hǎo)的密封,這裏關鍵是密封材料和密封門壓緊裝置的選擇,密封材料要(yào)選(xuǎn)擇密(mì)封性好(hǎo)、不是太硬、經(jīng)久耐用的(de)密封材料,壓緊裝置要保證每(měi)一點的密封材(cái)料都能被(bèi)壓緊。
(6)袋式除塵器殼體設計要按照防爆型設計,即殼體要能承受爆炸力而不變形。
(7)袋式除塵器(qì)的保溫。不僅要對殼體靜止部件(jiàn)設計保溫層(céng),而且對(duì)人孔門(mén)、檢修門、防爆門均要設計保溫層。
(8)清灰用壓縮空氣。清灰用壓縮空氣要進行油、水分離和穩壓,以防損壞清灰脈衝閥和影響清灰效(xiào)果。其中可能要用到過濾器、減壓閥等配件。
(9)設置CO監測裝置。在袋式除塵器出口應該設置CO濃度測試儀,當CO濃度達到100 ppm,是開始有悶燃的征兆,超過700 ppm,說明悶火嚴(yán)重,當CO含量達到800 ppm時應發出聲光報警(jǐng)信號,當(dāng)CO含量超過1 500 ppm應立即關閉收塵器進出口閥門,同時收塵器應啟動滅火裝置。
(10)設置O2監(jiān)測裝置(zhì)。當O2濃度(dù)超過10%時應馬上發出報警信息,采取措施。
(11)袋式除塵器控製係(xì)統。除了應具有普通袋式除塵器定時或(huò)定壓清(qīng)灰控製等功能外,還必須具有為了防止除塵器的(de)內部產生煤粉的自燃和爆炸,通過智能數控儀對除塵器入口、出口、灰鬥的溫度、灰鬥料位(wèi)、出口CO濃度、內部O2濃度、下料器運行狀況等(děng)異常情(qíng)況進行超限報警,並將控製信號反(fǎn)饋給相應執(zhí)行機構的功能,從(cóng)而保證除塵器的安全運行(háng)。
3 煤磨袋式除塵器的操作
(1)在煤磨(mó)啟動前,應先啟動除(chú)塵器出口側風機,要抽熱風(fēng)進入收(shōu)塵(chén)器,預(yù)熱除塵器殼(ké)體,以防含濕含塵熱氣體(tǐ)進入除塵器與冷殼體相遇發生結(jié)露。
(2)在(zài)運行過程(chéng)中,不能隨意打(dǎ)開(kāi)人孔門、蓋、通灰孔等,以免(miǎn)大量(liàng)空氣進入除塵器內部,造成氧含量升高而導致(zhì)燃燒和爆炸。
(3)在煤磨停機(jī)之後(hòu),除塵器風機應繼續運行足夠(gòu)的時間,抽空管道中的含塵氣體和除塵(chén)器內的濕(shī)氣體。清(qīng)除(chú)濾袋上的積灰和排空灰鬥中的餘灰。
(4)泄壓閥等(děng)安全裝置應該定期檢查,確保(bǎo)泄壓閥等安全裝置處於(yú)良好工作狀態;在運行過程中人員不能隨意靠近防爆閥,以免爆炸(zhà)傷人(rén)。
(5)滅火裝置啟動時(shí)要同時關閉除塵器煙道閥門,切斷煙(yān)氣,否則滅(miè)火用惰性氣體被稀釋,起不(bú)到滅火效果。
(6)人員在進行除塵器修理之前,要關閉除塵器進出口閥門,讓除塵器自身自燃冷卻,而不能向內鼓冷風,修理部位(wèi)的煤灰一定要清掃幹淨才能進行焊、割等操作。
(7)要時刻監測收塵器進、出口溫度的變化。當溫度接近露(lù)點溫(wēn)度時,應少投料來(lái)提高溫度,當溫度超過100 ℃時,則超過安(ān)全極限,應采取多(duō)投料等(děng)措施。如果溫度繼續上升,進口溫度比出(chū)口溫度還低的話(huà),這就是除塵器中煤(méi)粉不(bú)完全燃燒(shāo)的信號,應該停機進行處理。
4 煤磨袋式除塵器的事故應急
煤磨袋式除塵(chén)器應製(zhì)定爆炸事故應急預案,包括應急組織機構及職責、危急事件的預防(fáng)、應急預案的啟動、危急事件的應對、生產和(hé)生活(huó)維持或恢複方(fāng)案等(děng),並應(yīng)該進行適當演練。另外操作、維(wéi)護人員的培訓也很重要,具體(tǐ)可以根據本(běn)單位的具體情況製(zhì)定。
5 結束語
煤磨袋式除塵器的特殊情況需要各(gè)個環節的特殊對(duì)待,包括設計、製造、安裝、運行、維護、操(cāo)作、應急等等,每個環(huán)節都(dōu)做好(hǎo)了才能保證整個煤磨係(xì)統的正常(cháng)運行,也才(cái)能保證整條幹法水泥生產線的正常運行。

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