除尘系统评估模式的建立与应用

冶金设备现场经验除尘系统评估模式的建立与应用周航①岳文龙（鞍山钢铁公司设计研究院鞍山114021）全面考察了解的基础之上，针对除尘系统存在的问题，参照国家有关标准和规范，对除尘系统各个环节基本运行参数进行反复测试，分析研究系统的运行参数，并与原始设计参数进行比较，找出存在的问题及原因，对除尘系统的运行情况进行综合诊断和评定，并提出整改建议和方案。38B实际工作中经常出现这样的问题：一个除尘系统刚建成时效果比较好，但随着系统服役时间的延长，设备老化、生产工艺变化、风路的改动、吸尘罩个数的增减等原因，造成除尘系统不能正常发挥作用，或岗位环境超标，影响员工身心健康，或粉尘排放超标，严重影响了大气环境。为此在对除尘系统的测试评估工作中逐步建立起一套评估模式：从系统的源头/捕集罩“开始，直到反映系统除尘效果的/岗位粉尘浓度”，对系统的各个环节一一予以测定评估，力求全面地反映除尘系统的现状特点，以找出系统的症结所在，并提出治理措施和建议。1除尘系统评估的模式组成除尘系统评估的模式组成如所示。2除尘系统的评估方法除尘系统评估内容包括除尘器技术性能评估、风量平衡评估、风机运行状况评估、岗位环境质量评估。21除尘器技术性能评估方法221电除尘器电除尘器技术性能指标包括除尘效率、除尘器漏风率、除尘器气流分布均匀性、除尘器阻力、伏安特性曲线等。除尘器技术性能指标显示除尘器本身的工作状况，是评价除尘器好坏的重要①：周航，女，1970年出生，1992年毕业于哈尔滨工业大学环境工程专业，工学学士，现工作于鞍钢集团设计研究院依据。除尘效率是衡量除尘器性能的一项重要指标，通常电除尘效率可高达9999%，但这不是绝对的，它与粉尘入口浓度有关，入口浓度较低，除尘效率相对较低。目前国家标准规定电除尘器阻力除尘器清灰效果是根据振打加速度大小和振打加速度均匀程度进行评定的。一般来说，阳极振打加速度不得小于200g阴极振打加速度不得小于50g.振打加速度均匀性采用均方根法，国家标准规定，现场测试振打加速度的均方根a气流分布均匀性是衡量除尘器入口断面上烟气流速是否均匀的一项重要指标。它的评价方法采用均方根法，当a212布袋除尘器布袋除尘器技术性能指标包括除尘效率、除尘器漏风率、除尘器阻力等。国家标准规定内滤分室反吹类袋式除尘器，除尘器阻力国家标准规定式冲激除尘器阻力9801568Pa冲激式除尘器漏风率由于除尘系统初始设计时，都进行阻力平衡计算，所以只要尽量保持与系统原始设计风量相同或相近，就可认为除尘系统风量达到平衡。工程上通常认为实测风量与原始设计风量相差土25%以内即为相符，不允许超过设计风量±40%.23风机运行状况评估风机是整个除尘系统的动力来源，是除尘系统正常运行的前提保证。通过测试风机风量、全压、转数，对照风机的性能曲线，判断风机的工作状况是否在性能曲线的最佳工况点附近，即处于风机运行效率较高段83%93%之间。24岗位环境评估岗位粉尘的多少直接影响着职工的身心健康，国家标准规定岗位粉尘浓度3模式运用举例（某发电厂锅炉电除尘系统评估）3.1除尘系统原始参数某钢厂电站锅炉除尘系统投产于1987年，系统设计风量为174900m3/h除尘器为56m2单室三电场电除尘器，压差小于300P4风机型号为：Y4-73-11No20D，风机工作风量32除尘系统测试评估内容33测试条件及测点布置测试时锅炉处于正常生产状态，除尘系统处于正常工作状态。测定振打加速度时，风机停止工作，除尘器不送电，振打装置正常工作。除尘器性能参数、风机性能参数测孔布置在除尘器入口直管段和除尘器出口直管段，按同心圆环面积布置测点；振打加速度的测点设置在电场首尾的阳极板中心线和阴极线上；岗位粉尘测点设置在锅炉的炉前和炉后。34评估参数测试数据（略）35除尘系统评估351除尘器技术性能评估某钢厂电站电除尘器性能测试结果显示，锅炉电除尘器的除尘效率为634%，出口浓度为4853mg/m3，烟尘排放浓度为5662mg/m3.国家标准规定1992年以前建成投产的火电厂锅炉最高允许烟尘排放浓度为500mg/m3，目前该厂规定的排放限值为400mg/m3，可见，无论是国家标准，还是该厂内部的排放限值，该电除尘系统都属于粉尘超标排放。锅炉电除尘器的漏风率为716%，超过国家标准规定的电除尘器漏风率该除尘器电场风速虽然比原始设计值（0/s）略大，但仍满足电除尘器对电场风速的要求。国家标准规定电除尘器的阻力该除尘器的设计空载电压为60千伏，设计工作电压大于45千伏。从各除尘器实测的二次电压、二次电流可以看出，该锅炉电除尘器各电场的电压值都小于设计值，电流值几乎为零。由于二次电流、二次电压不能达到设计的额定值，影响了除尘效率。造成这种现象有以下几个因素：①烟气温度较高、含硫少（燃煤的含硫量d4%），造成粉尘比电阻值较高。粉尘的比电阻大，影响荷电特性，使得二次电压、电流升不上去。②除尘器内部极板、极线变形，使得除尘器电压在升到设计值之前放电。③振打装置局部损坏，收尘极极板积灰过多。④电晕线肥大放电不良。⑤控制柜存在问题。⑥阳极板腐蚀、接地线腐蚀，造成电流上不去。3.52除尘器清灰效果评估该厂电站锅炉电除尘器的振打装置存在不同程度的损坏：一些位置振打锤已掉，或者虽然有振打锤，但振打失灵，不能正常振打；尤其是锅炉3-1电场阳极振打装置损坏，整个电场阳极没有振打，阳极板积灰严重。此次对其振打效果的测试，是对正常工作的阴阳极振打装置进行的。工程上，一般阳极板的振打加速度不小于200g阴极线的振打加速度不小于50g.从振打加速度的测试结果可以看出，阳极板的振打加速度无论是切向还是法向方向均大于200g阴极线的振打加速度无论是切向还是法向方向均大于50g说明该除尘器正常振打的阳极板与阴极线的振打力均满足振打强度要求。按照国家标准，现场振打加速度测试，a45即为振打均匀性合格。从测试数据看，无论是阳极板还是阴极线，无论是切向方向还是法向方向，现场实测结果均满足a可见，阴、阳极振打装置正常工作时，阳极板、阴极线的振打都符合标准要求，只是由于振打装置损坏严重、有掉锤及有锤不打现象才影响除尘系统的清灰效果。353风机运行状况评估风机运行转数为990r/min而目前只能找到参数，其性能曲线见当风机转数为990r/min时，其性能曲线将在960r/m1的性能曲线偏上方，由趋势可见，该风机工作在风机性能曲线54岗位环境质量评估国家卫生标准规定，作业区岗位粉尘浓度4结论与建议综观该厂电站锅炉电除尘系统各项测试评估结果，可见这两个除尘系统存在问题较多：不论是电流、电压，还是除尘器漏风、清灰效果、除尘效率都不同程度地存在问题，导致粉尘排放浓度远远超出其排放限值。归纳起来，主要有两方面原因造成该厂电站锅炉除尘系统运转不良。1设备方面除尘器内部极板、极线变形，使得除尘器电压在升到设计值之前放电。振打清灰效果不够好，收尘极极板积灰过多。电晕线肥大放电不良。控制柜存在问题，电流、电压升不上去。阳极板腐蚀、接地线腐蚀，造成电流上不去。振打装置损坏严重，比如电除尘器第一电场阳极振打损坏，整个电场阳极不能振打。此外，这两台除尘器都普遍存在掉锤和有锤不打现象。现场观察发现电除尘器的入口气流分布板有开缝现象，这也导致除尘效率下降。4.2工艺方面该种除尘器的额定工作温度为粉尘的比电阻较大，这将影响到粉尘粒子的荷电量、荷电率和电场强度等，另外，高比电阻会导致粉尘的粘附力大，以至清除电极上的粉尘层要增大振打强度，导致二次飞扬大，最终导致收尘率下降。维修损坏的振打装置，掉锤处重新安装振打锤。除尘器阻力稍大，应定期清除内部积灰。除尘器漏风率较大，壳体和检修门存在漏风现象，应进一步加强系统封堵密闭。将有开缝的气流分布板重新焊好，检查各阻气板是否完好，如有破损及时修补。维修、更换老化、失灵的电气元件。更换卸料阀，新上料位指示计。灰仓上布袋除尘器损坏严重，需要换布袋，维修、更换振打和控制系统。进一步加强管理，经常对控制柜和整流（转13页）2001W的高压泵就可满足除鳞生产线的要求。如果按经验公式计算结果选取高压泵，则要选用两台这种型号的泵还不能满足生产要求。显然，泵的数量增加了，除鳞生产线的电机功率随之增加，因而运行成本也增加，同时还会使除鳞生产线制造和维护成本增加。如果采用优化设计方法进行除鳞环的设计，查产品样本可知GPZ10-280-30型号的喷嘴相对应的国外产品型号为*.647运行优化设计程序，得出SCALEMASTER系列下所有喷嘴针对该除鳞对象的布置方式表2所示。为方便对比，只选择*.647型号的喷嘴的优化结果数据列出。表2除鳞环优化设计结果型号喷射最小冲击力实际冲击力系统压力靶距喷距喷射宽度喷嘴流量总流量喷嘴最小重叠实际重叠程序所得出的高压水压力为12距为101mm，共使用13个喷嘴。将压力值调整为13MPa为更具可比性，从产品样本中查得13MPa时喷嘴流量为319L/m，此时除鳞环总流量为4154L/mh.由此可得出优化设计结果与工程实际数据的喷嘴布置参数是基本符合的，流量比试验数据还要小一些。而与试算方法得出的结论相比，每分钟用水量可节约用水量6236L节水率可达到60%，以每天运行4小时，每年运行250天计算，每年可节约用电20万度，节约用水37416m3，另外由于流量的降低，泵站所用的泵的台数以及功率也会降低，运行和维护费用会随之大大降低。在生产过程中，钢坯的外形尺寸越大，所体现出来的节水节能效果越明显。若上述生产线中圆形钢坯的外径为400mm则每年可节约用水61087m3.在实际工程中，钢坯的外形尺寸往往是比较大的，因此高压