旋风收尘器论文Microsoft Word 文档 (2).doc

50沸腾炉系统配套的旋风收尘器改造作者：毛国盛单位：云铜锌业股份公司焙烧分厂摘要:本文叙述了50沸腾炉系统原配套的旋风收尘器在使用中存在的问题，并对其成因进行了分析，提出了改进办法并进行了实施。实践证明，通过对旋风收尘器改进后，运行状态良好，筒内堵塞现象得以减轻，且清理方便，易于操作。关键词：旋风收尘器故障分折；设计；验证。概述50沸腾炉系统2001年开始投运，随着系统进一步优化、改造，炉床能力逐惭增大，原有资源已远远不能满足生产的要求，为此进厂大量的外来矿，致使原料含铅、硅、铁等杂质含量波动变化越来越大。而系统配套的11.6t/h余热锅炉对应系统的产能，冷却能力也显不足，频繁造成 8900高效旋风除尘器出现堵塞烟气通道、旋风壳体磨损穿孔泄漏烟气事故；其次60电收尘进口烟气温度最高达到420，平均达到380，己超60电收尘器设计350的许用值，致使电场频繁出现积尘短路、堵塞，烟气含尘严重超标的故障等，给生产带来极为不利的影响。旋风收尘器已成为制约系统生产的瓶颈，分厂迫切需要改造更新该旋风除尘器，如单独改造更新旋风除尘器不能完全解决系统问题，必须和降低烟气温度加装表冷器同步进行。本文着重对8900高效旋风除尘器的故障成因进行了分析,并就改造更新旋风的设计选型进行了叙述。1、8900高效旋风除尘器的故障成因：8900高效旋风除尘器属多筒组合，多筒组合采用环状并联方式，由8个900旋风子以箱式并联方式组装成一体（见图1）。该类除尘器具有处理烟气量大，体积小，占用场地面积少，使用钢材少制造费用低的优点。但实际使用中，8900高效旋风除尘器存在以下问题：部分旋风连接下灰斗锥管处、进出风支管等易堵塞，堵塞后造成系统烟气不畅；部分通道烟尘流速加快从而造成旋风壳体磨损加快，最终频繁出现了穿孔泄漏烟气的现象。1.1、焙矿原料复杂细颗粒物较多焙烧原料以硫化锌精矿为主，配以1020%的烟尘类氧化锌进入沸腾炉系统。随着产能的增加，烟尘中的氧化锌、氧化铅细颗粒物也越多，且颗粒越小，收尘效率也就随之下降（见图2）。这是由于细颗粒物当其进入旋风收尘器时，产生的离心力比较小，不易使气体与颗粒分离；其次氧化锌颗粒的粘性较高，且11.6t/h余热锅炉对应系统的产能冷却能力也显不足，进入旋风收尘气的温度不能及时冷下来。而粉尘的粘度跟温度有着密切的关系，当温度高时，粘度也增大，因此氧化铅、氧化锌这些细小颗粒很容易粘付在旋风收尘器的筒壁，从而造成旋风收尘器的堵塞降低了收尘效率。图1、原8900高效旋风除尘器示意图图2、 旋风除尘器直径对分级除尘效率的影响1. 2、烟尘浓度量大50沸腾炉原设计床能力为5.0t（精矿）/.24h,现为6.6t（精矿）/.24h。随着炉床能力的增大，烟尘浓度和量也随之增大。虽然随着烟尘的浓度增加，旋风收尘器的捕捉效果会更好，收尘效果会更佳。但同样地，细小颗粒数量也相应地增加。当8900高效旋风除尘器在此工况下工作，这些颗粒在分离时会冲刷筒壁，旋风壳体在摩擦力的影响下，磨损也较快。2、旋风的选型与设计由于上述原因，原旋风除尘器己不适应在此工况下的生产使用。原旋风除尘器的改造选型己势在必行。2.1、选型某锌厂70沸腾炉配套的双桶长锥体型旋风除尘器技术成熟，按此思路我们查阅资料认识到双桶长锥体型旋风除尘器，具有体积小、用料省、结构简单、对均匀分配烟气较为有利、除尘效率高的优点，一般情况下除尘效率可达到90%以上，用此种方式改进现用的8900高效旋风除尘器较为适合我厂的具体情况。2.2、设计2.2.1、进口型式与位置目前国内外该类旋风收尘器进口有两种主要的进口方式：轴向和切向进口。切向进口为最普通的一种进口型式，其制造简单，外形尺寸紧凑；轴向进口是最好的进口型式，它可以最大限度地避免进入气体与旋转气体之间的干扰，可以提高收尘效率。但因气体均匀分布于进口截面，使靠近中心除分离效果很差，结构复杂。基于此，本文通过对比与实际结合，选用螺旋面切向进口，这是由于螺旋面进口为气流通过螺旋面，进入旋风除尘器后，以与水平呈近似10的倾斜角度，向下做螺旋运动，因此有利于引导气体向下做螺旋运动，同时可以避免相邻两螺旋圈的气流相互干扰，并可以克服湍流和改善上灰环问题。2.2.2、进口管的型式与位置进口管可以制成圆形与矩形两种型式。圆形进口管与除尘气的筒壁相切只是一个点，而矩形进口管其整个高度均与筒壁相切，这更有利于气流沿筒壁呈螺旋型式向下，朝锥体流动，更有利于烟尘气体分离1，为此，本文对进口管选用矩形。进口管的位置，一般有两种，一种是与顶盖相平，一种是与顶盖有一定的距离。本文选用第二种方式，这是由于采用这一种方式，有利于细粉尘富集在顶盖的上旋流中，通过旁室将其送入主旋流进一步分离，以减少短路的机会。2.2.3、排气管的型式 排气管的型式本文采用收缩式。这是由于在相同管径下，收缩式既不影响旋风收尘器的收尘效率，而且可以降低阻力损失。在一定的范围内，排气管的直径越小，旋风收尘器的效率越高，压力损失也越大。反之，收尘效率越小，压力损失也越小。基于此，选择合适的排气管是设计旋风收尘器非常重要的一个因素。2.3.4、旋风收尘气的直径一般旋风收尘器的直径越小，旋转半径越小，粉尘颗粒所受的离心力也越大，旋风收尘器的效率也越高。但过小的直径，旋风收尘筒壁和排气管靠得太近，较大的直径颗粒就有可能反弹至中心气流，在风机的作用下被带走，不仅造成收尘效率底下，而且使烟气的含尘量增大，会给硫酸系统带来很多不利的影响，使生产成本上升，工人劳动强度增大；另外，筒体太小，由于烟尘中含有氧化锌、氧化铅这些粘度较大的细颗粒，很容易在实际使用中被堵塞。因此，合理选用旋风收尘器的直径也是设计中的一个重要因素。2.2.5、旋风收尘器的尺寸我厂处理气量Q=36000m3/h。某锌厂处理气量为Q=55000 m3/h，旋风进口流速16m/s。一般旋风进口流速为10至25m/s，根据我厂实际情况，旋风进口速度选定为12.5m/s，主要考虑流速过快壳壁使用寿命短，适当的降低经济性以延长壳壁的使用寿命。鉴于己有某锌厂处理气量为Q=55000 m3/h的双桶长锥体型旋风除尘器的技术，两工况相近，本设计参考了巴伦锌厂设计情况，并根据上述原因与实际要求，通过计算得出以下设计尺寸与形状（见表1、图3）。表1、 设计尺寸项目比例关系巴伦锌厂云铜锌业D0b/0.2531502100b（0.20.25）D0550340a（0.40.75）D017501170de（0.30.5）D01430860hc（0.30.75）D016451412h（1.52.0）D018501300Hh（2.02.5）D069755820D2（0.150.4）D0250250a131513151315图3、双桶长锥体型旋风除尘器设计尺寸示意图3、结论旋风除尘器、表冷器改造项目在2010年1月实施完成后投运至今，经过近8个月的生产运行，旋风除尘器未出现一次堵塞烟气系统的故障