工業(yè)除塵系統(tǒng)節(jié)能探討

龐學軍 / 方大炭素新材料科技股份有限公司

工業(yè)除塵系統(tǒng)節(jié)能探討

龐學軍 / 方大炭素新材料科技股份有限公司

在現(xiàn)代工業(yè)中，火電、冶金、建材和化工等行業(yè)在生產(chǎn)過程中均排放含有大量粉塵的煙氣，不但加劇了對大氣環(huán)境的污染，也嚴重危害著人類的自身健康。基于現(xiàn)階段很多工業(yè)在發(fā)展的同時，也帶來了環(huán)境污染問題，嚴重制約著國內(nèi)經(jīng)濟又好又快發(fā)展的愿景的背景下，選用高效、節(jié)能的除塵設備和節(jié)能設計技術具有較強的現(xiàn)實意義，基于此，本文將著重分析探討工業(yè)除塵系統(tǒng)設計技能技術，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

工業(yè)；除塵；節(jié)能；技術

工業(yè)除塵（靜電除塵、布袋除塵）系統(tǒng)風量、系統(tǒng)阻力大小是除塵系統(tǒng)設備選型的關鍵參數(shù)，直接影響除塵系統(tǒng)投資費用和運行費用。對系統(tǒng)風量和系統(tǒng)阻力的優(yōu)化設計是節(jié)能的重點。

1.選擇合理卸料方式、卸料裝置減少物料揚程量、粉塵流動速度，已達到減少除塵系統(tǒng)風量和風機全壓的目的。

工藝生產(chǎn)物卸料常采用電磁振動給料機、星型卸料器、插板閥。插板閥作為關閉、檢修閥，但工業(yè)實際應用中卻常常作為卸料閥應用，再設計過程中此種現(xiàn)象常被忽略。在同等卸料高度下，插板閥卸料瞬間沖擊所產(chǎn)生的的分成量是星型吸料器卸料的3～5倍多，沖擊產(chǎn)生的粉塵流動速度比星型卸料器卸料產(chǎn)生粉塵的流速大很多，這樣導致了吸塵點位的吸塵風量的增加和吸塵捕集風速的提高，造成除塵系統(tǒng)風量增大，風機全壓升高，隨之電動機功率增大。吸塵口設置如圖1所示：

圖例1

2.工藝設備卸料口的卸料角度的設置方向也對粉塵產(chǎn)生量影響很大。

按照現(xiàn)場實踐情況和設計原理，一般應吸料口應順著輸送物料移動方向設置一定角度，設置角度大于原料的堆積角或休止角。逆著、垂直方向設置，產(chǎn)塵量和粉塵流速都不利與除塵系統(tǒng)風量和系統(tǒng)阻力的節(jié)能。具體圖示如圖2所示：

圖例2

3.工藝系統(tǒng)物料產(chǎn)塵點位控制，達到控制有效吸塵口數(shù)量，減少除塵系統(tǒng)風量。

隨著工業(yè)產(chǎn)品種類、產(chǎn)品品質(zhì)的提高，以及節(jié)能要求的提高，在大工業(yè)生產(chǎn)中，除塵器收集的粉料種類繁多，可利用價值非常大，有的除塵粉料直接輸送到工藝生產(chǎn)系統(tǒng)二次利用，實際大生產(chǎn)中國除塵系統(tǒng)的吸塵口數(shù)量、除塵系統(tǒng)設置不能按照除塵設計規(guī)范要求設置，設計復雜程度遠遠超出規(guī)范要求。過多的吸塵口歸集為一個系統(tǒng)，造成系統(tǒng)風力平衡很難實現(xiàn)，管道流速很難控制，造成管道堵塞等問題。現(xiàn)實中以增大除塵系統(tǒng)風機全壓來客服系統(tǒng)風力不平衡問題，造成風機功率不斷增大，電能消耗、運行成本不斷攀升。在作者幾十年的設計、施工、技術交流與實際現(xiàn)場考察情況，90%以上工業(yè)除塵系統(tǒng)存在著這種問題而無法克服。

一般工業(yè)大生產(chǎn)中，物料卸料、配料系統(tǒng)由于不同物料并不是同時卸料、配料，在系統(tǒng)優(yōu)化設計中，吸塵口用電動、啟動控制密閉蝶閥控制，蝶閥控制與物料下料口連鎖，并提前開啟、滯后關閉。系統(tǒng)按照系統(tǒng)吸塵點位同時開啟時吸塵點位數(shù)量、風量最大來確定系統(tǒng)風量；按照系統(tǒng)吸塵點位同時開啟時吸塵點位最大數(shù)量來確定系統(tǒng)風量；按照系統(tǒng)吸塵點位不同時開啟時吸塵點位最小數(shù)量時的風量來確定系統(tǒng)易堵塞部位管道流速。具體工藝設置見圖例3：

圖例3

4.除塵系統(tǒng)密封與閥門選擇技術。

在工業(yè)除塵傳統(tǒng)設計規(guī)范要求中，因自動化程度限制，風系統(tǒng)管道閥門僅僅選用輕型風量調(diào)節(jié)蝶閥，即使完全關閉，系統(tǒng)依舊有20%以上風量損失，隨著自動控制在除塵系統(tǒng)中的應用及節(jié)能要求的不斷提高，除塵系統(tǒng)閥門作用不僅僅是調(diào)整風量的不完全關閉狀態(tài)，部分不連續(xù)運行部位吸風口采用密閉蝶閥，能夠有效控制系統(tǒng)風量損失，實際應用中選擇公斤級數(shù)最低的水閥就能夠很好使用。

隨著工業(yè)不斷發(fā)展，工業(yè)除塵系統(tǒng)要求不斷提供，單套系統(tǒng)能力不斷擴大，節(jié)能要求不斷提高，系統(tǒng)漏風量的能力消耗再不再是個小數(shù)量問題，除塵器漏風量一般廠家能夠達到3%，但實際運行中，設備保證質(zhì)量的前提下，在系統(tǒng)投入運行前幾個月能夠保證要求，但隨著生產(chǎn)時間延長，作為密封鎖氣器（密封新型卸料閥）閥板密封面磨損，鎖氣效果降低。實際應用中與重力翻板閥配合使用效果會更好點。

隨著除塵設備能力需求不斷增大，尤其是長布袋除塵器設備，為了達到良好的清灰效果，噴吹方式和噴吹壓力也增大，這對除塵器箱體的耐壓強度要求提高，為作為指導設計的規(guī)范要求依舊停留在10年前的水平，為此在實踐設計、采購中是要求增加強度加強筋來實現(xiàn)。

5.系統(tǒng)風量選擇的優(yōu)化設計思維。

工業(yè)除塵在實際設計過程中，會遇到很多大空間倉室設備，比如料倉、料槽、熔化槽、混合槽，如果按照設計規(guī)范的要求設計，完全可以達到設計目標，但實際應用中是對能源的一種消耗。

在作者實際設計改進中，總結(jié)出微負壓、有限空間沉降想法。比如在炭素行業(yè)瀝青熔化系統(tǒng)，瀝青熔化槽煙氣收塵風量選擇中，吸風量越大，瀝青揮發(fā)物會發(fā)量隨之增大，系統(tǒng)靜電除塵系統(tǒng)負荷不斷增大。而采用微負壓理論，限制煙氣不溢出，設計中風量在500m3/h，實際調(diào)試檢測風量在80～100m3/h之間波動。原先提出能力不夠的系統(tǒng)在有效調(diào)試下，完全達到了排放和崗位清潔要求。

除塵、抑塵理論從效果上看沒有界限，污染物的收集是為達到效果而產(chǎn)生的現(xiàn)象，限制污染物不能達到不該去的空間和位置才是除塵的最終目標（除非塵可以利用）。

6.工業(yè)除塵系統(tǒng)變頻節(jié)能誤區(qū)。

除塵系統(tǒng)能夠保證有效運行，是賴以有效的風量和系統(tǒng)所需全壓來維持，量跟壓的合理匹配是系統(tǒng)設計目標，而變頻器的功能是改變風機轉(zhuǎn)速，即改變了風量，又改變了系統(tǒng)壓力，不同轉(zhuǎn)速下通用風機性能參數(shù)與獨立個體的除塵系統(tǒng)設計需要參數(shù)如何匹配是有很大難度的。變頻是對大馬拉小車的不合理設計條件下的不就措施，從投資角度看，除塵系統(tǒng)配套變頻節(jié)能，不如更換風機來的實惠和節(jié)能。

當然，對于工業(yè)爐窯系統(tǒng)，除塵器即是生產(chǎn)系統(tǒng)中設備，又是除塵系統(tǒng)設備，變頻器的應用是針對爐窯工藝來設定的，對于除塵能力而言，除塵能力大都在需要能力的2～3倍。沒有獨立除塵系統(tǒng)可以這樣設計的。

總而言之，環(huán)境是人類共同財富，保護環(huán)境及保護人類，對環(huán)境科學研究，環(huán)境治理理念上需進入一個全新的區(qū)域，從實踐中總結(jié)，從研究中尋找思路，在治理方案、設計過程中應用價值工程，是設計與實際相符、與設計目標相配使我們每個專業(yè)人員的職責。

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