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自（zì）2014年3月1日《水泥工業大（dà）氣（qì）汙染物排放標準（zhǔn）》對粉塵排放限值提（tí）高到30 mg/Nm3後，對現有企業設置一年半的寬限期，也（yě）正是在這期間，國內水泥廠掀（xiān）起（qǐ）了一次水泥窯爐電除塵器提效改造的小高（gāo）潮。作者參與（yǔ）了大量水泥廠的改造工作，每個水泥廠的工藝係統、生產模式（shì）、企業文化以及管理水平（píng）都存在較大的差異，所以在綜合考慮業主意（yì）見的情況下，形成了基本路線相（xiàng）同但（dàn）具體措施各異（yì）的（de）改造方（fāng）案，改造方（fāng）向總的來說早期是電改袋，用戶在總結改（gǎi）造的經驗教訓後，後期逐漸轉向電改電。本文對（duì）幾種常見改造方案進行簡述，並（bìng）結合一個電改電的改造實例進行討論。
1 電除塵器的改（gǎi）造方案
1.1 電除塵器改造為袋除塵器
在新標準發布前投運的電除塵器都具有排放不（bú）能達標的情形，好簡單的方法就是拆除電除塵器的頂（dǐng）蓋和內部（bù）極板（bǎn）極線（xiàn），保留灰鬥、進出氣口和側牆。重新製作（zuò）包含花（huā）板的頂部（bù）淨氣室（shì），加裝出氣煙道把淨化後的煙氣（qì）重新（xīn）引到電除塵器的出氣口中。這樣改造後除塵器能夠輕鬆達到＜20 mg/Nm3的排放要求[1]。但是（shì）電除塵器改（gǎi）造為袋（dài）除塵器（qì）後，由於是使用濾（lǜ）袋進行物理過濾粉塵，所以除塵器阻力在原電除塵器基礎上會增加800~1200 Pa，這就使得排風機需要進行增加全壓的改造。為了縮（suō）短工期，一般都是更換風機葉輪和（hé）更換大功率電動機（jī），保留風機殼體不動，這樣不牽涉（shè）風機基礎的改動，能（néng）夠在除塵器改造的（de）同時進（jìn）行風（fēng）機的改造。電（diàn）改袋的優點（diǎn）是排放效果有保證，對水泥工藝係統（tǒng）設計的技術要求低，技術實力差一些的環保企業就能夠實施這樣的改造（zào）。缺點是投資相對較大，濾袋（dài）袋（dài）籠（lóng）、脈衝閥等配套件價格昂貴。風（fēng）機功率變大，能源消耗與改造前相比基本翻倍（bèi）。濾袋的價值能占到整台袋除塵器價值（zhí）的三分之一，而且濾袋（dài）每三（sān）年就需要更換一次，均攤到運行（háng）成本中時，袋除（chú）塵器的日常運行成本要遠高於電除塵（chén）器的運行（háng）成本[2]。
1.2 電除塵器擴容改（gǎi）造（zào）
在新標準發布前好多（duō）水泥廠正在（zài）使用的電除塵器會出現按照老標準也不能達標的情況，出現這種情況的原因有電除塵器的（de）選型設計偏小；實際煙氣量超過設計煙氣（qì）量；有的（de）水（shuǐ）泥廠隻是把除塵器當做輔助機械，沒有加以重（chóng）視；除塵器（qì）的製造以及安裝不合格（gé）；除塵器有缺陷；高（gāo）壓電源性能沒（méi）有達（dá）到要求；沒有充分利用增濕塔的煙氣調質（zhì）作用等等[3]。
造成電除塵（chén）器收塵效果（guǒ）差的原因（yīn）多種多樣，本文對多個工廠實例（lì）分析研究，有針對性地提出了不進行電改袋而（ér）是（shì）采用電除塵器擴容改造來提升除塵器性（xìng）能的方案。在一（yī）個工程中可以是一種（zhǒng）改造方法，也可以是多個改造方法並用，總的目的是（shì）以改造後除塵器的排放濃度達標（biāo）為（wéi）前提，盡量（liàng）節約工期和資金。以（yǐ）下就幾種能（néng）夠有效改造電除塵器（qì）的方法進行介（jiè）紹。
2 電除塵器擴容改造的（de）具體方法
2.1 在進氣（qì）口（kǒu）內增加氣流反射裝置
大多數的電除塵器進氣煙道沒有垂直於電除塵（chén）器進氣口法蘭，見（jiàn）圖1。這就造成氣流沒有垂直進入除塵器，降低了進氣口內氣體分布板對氣流（liú）的均（jun1）布（bù）效果，使電場內負荷不均勻，降低（dī）電（diàn）除塵（chén）器（qì）總的效率。為了降低氣流沒有垂直進入除塵器帶來的影響，可（kě）以增加氣流反射板來達到整流的作用。每個進氣口中一（yī）般是安（ān）裝兩排反射（shè）板，每個反射板上均布6~15個（gè）反射單元。具體結構見圖2。
圖1 不合理的進氣管道
圖2 進氣口氣流反射（shè）板
反（fǎn）射板主要是把斜向（xiàng）進（jìn）入進氣口的氣流進行（háng）重新分配，打亂不均勻的氣流，保證通過反射板之後的氣流更加均勻地進入後麵（miàn）的氣體分布板。另（lìng）外，煙氣中的一部分大顆粒粉塵在機械碰撞的作用下，能夠沉降下來，所以反射板還有（yǒu）一（yī）定的預除塵作用[4]。
2.2 增加蒸汽煙（yān）氣調質裝置
近幾年水泥廠窯頭窯尾都新增了低溫餘（yú）熱發電鍋爐，即回收了（le）熱能，又補充（chōng）了工（gōng）廠部分用電。但是餘熱發電後的煙（yān）氣粉塵比電阻是上升的，這是一個不利於電除塵器工作的因（yīn）素。以前（qián）通過噴水調質，能夠有效（xiào）地降低煙氣（qì）粉塵比電阻。現在通（tōng）過餘熱發電（diàn）後（hòu），煙氣溫度已經（jīng）降低到不（bú）能夠再進行噴水（shuǐ）調質（zhì）的地步（bù）。因（yīn）為再噴水會進一步降低煙氣的溫度，當溫度降低到煙氣露點附近時容易造成除塵器殼體的結露腐蝕。這時，采用從餘熱鍋爐（lú）中引（yǐn）出（chū）一小股蒸汽對煙氣粉塵進行調質的方法可以有效地降（jiàng）低粉塵的（de）比電阻，並且噴蒸汽不會降低（dī）煙氣的溫度。引自餘熱（rè）鍋爐的蒸汽也不會增加額（é）外的成本。經過工程驗（yàn）證，在電除塵器前部的煙道內噴入蒸（zhēng）汽是（shì）一個有效提升電除塵器除塵效率（lǜ）的方法[4]。
2.3 增加收塵麵積
新標準投運（yùn）前（qián）電除塵器選型一（yī）般采用3個電場（chǎng）的居多，因（yīn）為受到經濟成（chéng）本的限製，工（gōng）業（yè）應用的電除塵器都是以滿足業主指標為準，不會增加很大的富餘量（liàng）。而電除塵器的選型是根據業主提供的需要處理的煙氣量以及進出口粉塵濃（nóng）度通過計算確（què）定除塵器的（de）好（hǎo）小規格，也就是確定除塵器的總收塵（chén）麵（miàn）積、電（diàn）場風（fēng）速、電場長度（dù）和電場數等。通過在原電除塵器後部增加1~2個電場是增（zēng）加（jiā）收塵麵積（jī）好（hǎo）常用的辦法（fǎ）。一般除塵器的後部都會有加大的空間，改變（biàn）出氣口的出氣方向就可以在不改變排風機位置的前（qián）提下增加電場[5]。
2.4 采用先進的高壓（yā）電源
近年來電除塵器在（zài）本體結構上（shàng）的理論研究達到一定程度後（hòu），一（yī）直沒（méi）有本質性的技術突破。這就使得國（guó）內外對電除塵（chén）器的研發（fā）工作改變方向，著重點放到了改進電源上來，也（yě）確實開發了不少成果。三相電源、高頻電源（yuán）、高頻恒流電源以及脈衝電源等紛紛投入使用。在所使用的電源中，GE公司的SQ300i控製器具有（yǒu）專（zhuān）家控（kòng）製軟件，能夠自動跟蹤煙氣條件的變化，並且根據（jù）變（biàn）化能自動（dòng）地（dì）調整高壓電源（yuán）的控製參數和控製方式，使（shǐ）電除塵器能夠工作在不錯狀態，提高除塵器的收塵效率[5]。
3 電除塵器的（de）改造實（shí）例
3.1 現場概況
2014年接到安徽某（mǒu）水泥廠提出的電除塵器提效改造的要求（qiú）。通過現場勘查（chá），電除塵器是2003年建成投產的8000 t/d生產線，經過十多年的使用，除塵器性（xìng）能逐步老化下降，粉塵排放指標已經遠遠不能滿足國家（jiā）環保要求，改造前用（yòng）肉眼能（néng）夠清晰看到煙囪口有煙（yān）塵排出，說明粉塵排放至少在150 mg/Nm3以上。
3.2 窯頭電除塵器的改造方（fāng）案
窯頭電（diàn）除塵器具體規格型號按（àn）照魯奇型除塵器的規格表示方法折算後為：窯頭規格：2×31/10.973/3×4.36/0.4 m，改造後規格：2×31/11/3×6+12/0.4 m。
改造內容為原除塵器更換改造為魯奇型內部結構，後部增加一個12條帶的電場，見圖3。
圖3 窯（yáo）頭電除塵器增加電場
具體步（bù）驟如下：
1）拆除並更換原進出（chū）風口分布板，原設計分布（bù）板隻是斜向（xiàng）放（fàng）置的網格（gé）板，垮塌後進（jìn）行（háng）了簡單的（de）支撐，所以這次（cì）改造時完全拆除（chú）更換為（wéi）魯奇型的百葉窗（chuāng）分（fèn）布板。
2）原除塵器殼體和灰鬥保留，拆除電除塵器頂蓋，頂部增加1 600 mm寬的頂梁。拆除及更換電除塵器所有內部件，陰陽極係統改造為魯奇的頂部吊掛結構。原設計采用電磁振打，由於振打器年久失修，動作不靈活，造成振打力嚴重不足，極板極線積灰嚴重，同時業主反映（yìng）電磁振打檢修和調整振打力（lì）度比（bǐ）較困難，所（suǒ）以內（nèi）部件的振打機構改造為機械錘振打。
3）在出風口位置增加（jiā）一個12條帶的電場，將原（yuán）雙室三（sān）電場電（diàn）除塵器改為雙室四電場電除塵器，使收塵麵（miàn）積在原來18 164 m2的基（jī）礎上（shàng）增加到20445m2。
4）把原單相工頻可控矽高壓電源改造為三相電源，同時采用（yòng）GE-SQ300i控製器進行除塵器的（de）控製，在同等電場條件（jiàn）下相比較於普通控製器，SQ300i通常（cháng）可提高收塵效率15%～30%左右[1]。
5）電力室至控製櫃及（jí）設備（bèi）本體所（suǒ）需的電纜、橋（qiáo）架全部更新。
6）新增電場采用（yòng）鋼（gāng）支架支撐，延長灰鬥（dòu）檢修平台並加（jiā）長拉鏈機。
7）原（yuán）窯頭風機（jī）及電動機（jī）、煙（yān）囪拆（chāi）除並且後移，修複非（fēi）標風管。
4 電除塵器的改造效（xiào）果
本次電除塵器改造充（chōng）分克服了（le）原（yuán）有電除塵器結構上的不利因素，在仔細核對（duì）圖紙以及（jí）現場測繪本體結構後，好可能地利用了原電除塵器的殼（ké）體、灰鬥以及進出（chū）氣口，在主體結構不（bú）改動的前提下，既節省了工期、資金，又保證了（le）運行效（xiào）果。電除塵器改造前後的數據對（duì）比見表1。
表1 窯（yáo）頭電（diàn）除塵器改造前後參（cān）數對比
前麵介紹的多種改造方法（fǎ）中，在本項目上實施了更換先進電（diàn）源（yuán）和增加收塵麵積這兩（liǎng）項即達到了電除塵（chén）器（qì）粉（fěn）塵濃度達標排放的效果，與業主討論後確定作為預備方案的增加（jiā）餘熱蒸汽調質的方案暫時擱置，留待後期電除塵器進一步改造（zào）時（shí）增加。
改造完成投運後，通過2015年12月到2016年（nián）8月之間的多次檢測（cè）。煙（yān）囪中粉塵排放濃度穩定在20~27 mg/Nm3，達到了本次改造的目的（de）。
5 結束語
水泥廠（chǎng）電除塵器在使用過程中，影響其使用效率的因素有很多，並且這些因素都是互相作用共同影響的，從選型、設計、製作、安裝、操作（zuò）、維護等各個環節都是環（huán）環相扣的。因（yīn）此每一家水泥廠在改造（zào）電除塵器時都不是（shì）一成不變的，要根據現場具體情況具體分析，製定有（yǒu）針對性的方案（àn）才能確保改造成功。
作（zuò）者：趙 剛，馬（mǎ）文鎖
作者單位：河南科技大學
文章摘（zhāi）自《水泥》雜誌2017年第（dì）2期（qī）
