清灰系统

2024-06-02

清灰系统（精选七篇）

清灰系统篇1

电炉除尘余热利用系统是通过电炉第四孔将1 200℃左右的高温烟气从烟道吸出, 经一系列工艺流程, 由热管式余热锅炉转换为饱和蒸汽, 供生产和生活用汽。其中热管积灰的及时清理是保证整个系统正常运行的关键环节。原系统设计采用声波吹灰器和蒸汽吹灰器对热管进行在线清灰。声波吹灰器运行时能耗大、振动剧烈, 连续运行对热管和锅炉箱体破坏较大, 易造成锅炉热管断裂和耐火材料脱落。而蒸汽吹灰则容易造成积灰板结、堵塞热管。原系统运行过程中热管翅片积灰板结严重, 挂灰后厚度达到4～5mm, 致使整个余热利用系统基本处于半瘫痪状态, 系统产汽量仅为3～5m3/h。

二、改造方案

针对热管积灰严重问题, 决定采用冲击波吹灰器代替声波吹灰器和蒸汽吹灰器对热管进行在线清灰。改造的重点在于设备的选型, 所选择的冲击波吹灰器既不能影响系统设备, 又要达到彻底清灰的目的, 保证余热锅炉安全稳定运行和热管产汽效率。

1. 设备选型

冲击波吹灰器是利用冲击动能瞬时吹扫受热面, 产生的气流不带有水分。冲击波是大能量短时间作用, 吹灰能量大;冲击波吹灰器同时兼有声波震荡作用, 具有高声强、吹灰全方位的特点, 是高强度积灰类型吹灰设备的首选。

冲击波吹灰器工作原理是将空气和可燃气按一定比例混合, 经高能点火后在冲击波发生器内形成可控强度的冲击波。冲击动能吹扫受热面的同时伴有高声强声波震荡和热清洗作用, 以达到吹除积灰、保证受热面清洁、提高传热效率、恢复锅炉出力的目的。冲击波吹灰器原理如图1所示。

2. 冲击波吹灰系统安装和运行方案

在每台蒸发器和省煤器进口处安装冲击波吹灰器, 共设28个吹扫点。本系统可燃气用瓶装乙炔, 压力为0.9～0.15MPa, 空气由气泵供给, 压力为～4kPa。

冲击波吹灰系统采用PLC控制, 可在就地模式下实现手动或自动运行。冲击波吹灰器运行时, 顺烟气流向由上到下吹扫。

单组运行方式下, 系统可实现任意组的单独启、停, 可以完成有重点的局部吹灰。

每组的充气时间和工作次数可自由设定, 充气时间一般在20～30s, 每3h工作一次, 也可根据吹扫效果调节吹扫间隔时间。

本系统自动吹灰流程按正向吹灰方式从第一组开始到第10组吹灰结束。吹灰完毕系统自动停止。吹灰时间40min左右。

三、效果

清灰系统篇2

众所周知,水泥厂的生产规模从日产数百吨到日产万吨,尽管生产规模差别很大,但生产线上的扬尘点基本相同,只是处理风量不同而已。因此收尘器的规格有较大的差异,其数量多在40台以上,其中绝大多数是袋式收尘器。现在由于袋收尘技术发展迅速,特别是新型滤料的不断涌现,使得以往窑尾和冷却机收尘多采用电收尘器的也有逐步改用袋收尘器的趋势。所以现在新建的大型新型干法水泥厂,生产线上的扬尘点全部采用袋收尘器的并不罕见,而且所采用的袋收尘器的类型绝大多数是脉冲清灰式。

脉冲清灰袋收尘器是以压缩空气作为清灰能源,气源压力根据不同的需要,分高压、中压、低压和超低压等四种,对高、中、低压的分界目前并没有统一明确的规定,通常将压力≥0.5MPa称为高压,本文所讨论的气箱脉冲(plenum pulse)清灰和喷吹脉冲(jet pulse)清灰(即通常所说的行喷吹脉冲或管喷吹脉冲清灰)均为高压。

气箱脉冲清灰技术,自20世纪80年代末从美国Fuller公司引进后,不仅水泥厂各个尘源点大量采用,而且现在也普遍用于其它工业部门。仅以天津水泥工业设计研究院有限公司为例,自20世纪90年代初叶至今,所设计的新型干法生产线上的尘源点,据粗略统计,采用气箱脉冲袋收尘器已超过万余台,而且一般使用效果都比较好。但是现在有种主张,用管喷吹脉冲清灰取代气箱脉冲清灰,笔者认为这种主张未免失之偏颇。因为脉冲清灰技术,自20世纪50年代问世后,一直是采用管喷吹脉冲清灰方式。由于管喷吹脉冲清灰属于在线清灰(清灰时不停止过滤),喷吹下来的粉尘,容易被其它正在过滤的滤袋吸去。所以在20世纪80年代初出现了分室离线清灰(清灰时停止过滤)的气箱脉冲清灰方式。所以说现在主张管喷吹脉冲清灰取代气箱脉冲清灰,只不过是回到原路而已。虽然现在管喷吹脉冲技术比20世纪50年代大有改进,但工作原理和结构基本一样,并非新的技术和理念。为进一步阐明上述主张的片面性,现将气箱脉冲清灰和管喷吹脉冲清灰几方面的比较分述如下。

在进行比较之前,简要地介绍一下这两种脉冲清灰方式的特点。

2 管喷吹脉冲清灰袋收尘器

管喷吹脉冲清灰袋收尘器的滤袋上方设有喷吹管,每个喷吹管上有若干个喷吹孔,每个喷吹孔对准一个滤袋口,见图1。清灰时从脉冲阀喷出的脉冲气流通过喷吹孔的喷射作用射入滤袋,并引入周围的气体,使滤袋产生振动,加上逆气流的作用使滤袋上的粉尘脱落下来,从而完成清灰过程。管喷吹脉冲袋收尘器的每个脉冲阀带一根喷吹管,每根喷吹管负责一排滤袋的清灰。也有的脉冲喷吹管是旋转的,滤袋全部呈同心圆布置,在喷吹管的旋转过程中分别对径向布置的滤袋进行喷吹清灰,这种清灰方式国内称为回转喷吹脉冲。

3 气箱脉冲清灰袋收尘器

气箱脉冲清灰袋收尘器的滤袋上方不设喷吹管,而是将一定数量的滤袋组合为一个箱体,每个箱体上有一个或两个较大口径的脉冲阀(图2)。清灰时从脉冲阀喷出来的气体直接冲入箱体并进入滤袋,使滤袋产生振动,加上逆气流的作用使滤袋上的粉尘脱落下来,从而完成清灰过程。

4 气箱脉冲清灰和管喷吹脉冲清灰袋收尘器的比较

4.1 脉冲阀数量的比较

规格较大的脉冲清灰袋收尘器,一般由若干室组成,根据收尘器的系列设计,每个室内装有不同数量的滤袋,如从美国引进的气箱脉冲清灰袋收尘器有4个系列,各个系列每个室的滤袋数量分别为32、64、96和128条。一般每个室只需要一个脉冲阀,128系列由于一个室内滤袋较多,装有两个脉冲阀。而管脉冲清灰袋收尘器则不然,每个室有若干个喷吹管,就有若干个脉冲阀,显然,在处理风量相同的条件下,管脉冲清灰所需脉冲阀数量要比气箱脉冲清灰多许多,相应地一次投资也较高。现举例说明如下。

设有一台水泥磨的收尘系统,处理风量为210000m3/h,气体温度120℃,滤袋材质为聚酯针刺毡,要求毛过滤风速<1.2m/min,选用以上两种脉冲清灰袋收尘器进行比较。

(1)如选用18个室管喷吹脉冲清灰袋收尘器,每个室8根喷吹管,每根管喷吹12个滤袋,每个室96条滤袋,滤袋规格为!130mm×5000mm,滤袋总数1728条,总过滤面积3456m2;18个室共需1-1/2″双膜片高压脉冲阀18×8=144个。

(2)如选用18个室的气箱脉冲清灰袋收尘器,每个室只需2个2-1/2″双膜片高压脉冲阀,每个室140条滤袋,滤袋规格!130mm×3060mm,滤袋总数2520条,总过滤面积3149m2;18个室共需脉冲阀18×2=36个。

●管喷吹脉冲清灰的脉冲阀数量比气箱脉冲清灰多(144-36)=108只,则管喷吹脉冲清灰脉冲阀的总价高(108只×1200元/只-36只×1450元/只)=77400元(7.74万元)。

●管喷吹脉冲清灰的滤袋比气箱脉冲清灰的少(2520-1728)=792条,则滤袋的价格少(2520条×36元/条-1728条×60元/条)=12960元(1.296万元)。

管喷吹脉冲清灰滤袋的购价虽低于气箱脉冲清灰,但是脉冲阀的购价高许多,二者相抵,管喷吹脉冲清灰总格要高(7.74-1.296)=6.444万元。

4.2 设备重量的比较

●管喷吹脉冲清灰每排滤袋要配置一根喷吹管,不仅增加设备重量,而且加工要求严格,因此加大设备制造成本。而气箱脉冲清灰无需喷吹管或其它喷吹附加设施。

●气箱脉冲清灰固定滤袋的花板孔可呈梅花形排列,以尽量缩小空间(图3)。

而管喷吹脉冲清灰由于受脉冲阀安装要求的限制,只能成行排列(图4)。这意味着二者数量相等的滤袋,低压管脉冲清灰的花板尺寸要加大,这也使设备重量增大。

在以上实例中,管喷吹脉冲清灰的设备重量为88.0t,而气箱脉冲清灰为56t,二者重量相差的比例较大。

4.3 维修方面的比较

管喷吹脉冲清灰由于每行滤袋上方都设有喷吹管,所以换袋时需要将喷吹管拆掉,滤袋才能抽出,比较麻烦。而高压气箱脉冲喷吹式不存在这个问题,因此换袋比较方便。为了避免拆喷吹管的麻烦,当然可以设计成侧部换袋,即人进入收尘室进行换袋。但是收尘室内应留有人行通道,这样又要加大整个收尘器的宽度。而且换袋仍存在不方便之处,因为要更换里边的滤袋,需要将外边的滤袋卸掉(图5)。从更换滤袋比较来看,管喷吹脉冲清灰显然不如气箱脉冲清灰方便。

4.4 占地面积的比较

管喷吹脉冲清灰的滤袋较长,似乎有占地面积较小的优势。但是在上述实例中,二者的占地面积分别为138m2和106m2,管喷吹脉冲清灰还比气箱脉冲清灰多占(138-106)=32m2。而且管喷吹脉冲清灰袋收尘器用在室内尘源点的收尘,不仅不具有占地面积较小的优势,而且还存在大的缺陷,因为滤袋加长后需要足够的换袋空间。如滤袋长5m,就至少需要5m高的换袋空间,为此要增加厂房高度,加大土建工程的投资。当然如将袋笼作成分段取出,可以不增加厂房高度,但这一措施往往并不十分有效。因为袋笼一般都是用普通钢筋制造,袋笼分段的连接处很容易生锈粘结在一起,拆卸困难,起不到分段取出的作用。即使袋笼外表面镀锌或是喷塑也不解决问题,因为表面镀锌不能从根本上解决生锈问题。喷塑可防止生锈,但是受温度限制,温度过高,塑料软化袋笼的连接处会粘结在一起,甚至滤袋会粘在袋笼上。

5 结语

就以上几方面的比较来看,管喷吹脉冲清灰袋收尘器,不论是一次总投资、设备重量、维修和占地面积等都不如气箱清灰袋收尘器,无优势可言。一味强调所有尘源点都采用管喷吹脉冲清灰袋收尘器,值得商榷。也许有人会说低压长袋管脉冲清灰袋收尘器会有大的优势,但这也未必,因为低压长袋管脉冲清灰袋收尘器用在户外大风量的尘源点可能有较大的优势,如窑头和窑尾的收尘,但是用于室内尘源点的收尘是不可取的。总之,笔者认为无论选用何种类型的脉冲清灰袋收尘器,都要根据具体条件,因地制宜,不要一概而论。不论何种脉冲清灰袋收尘器,都各有其优缺点,只要选用和使用得当,均能发挥各自的优势。

气箱脉冲式袋收尘器技术先进,使用的脉冲阀数量少,袋口上方没有喷吹管,所以结构简单,维护方便,且价格便宜。同时,气箱脉冲式的适应性很强,在新型干法水泥生产线的所有扬尘点都可以选用。如用于捕集高浓度的含尘气体,更能发挥其优越性。以带有O-Sepa选粉机的水泥粉磨系统为例,O-Sepa选粉机分离出的产品全部由这种袋收尘器收集,其进口气体的含尘浓度高达1000g/m3以上。如采用普通的袋收尘器,就会出现滤袋阻力增大,选粉机的处理风量下降,其结果是产量降低,单位能耗增高。

旋笛式调频声波清灰技术研究篇3

声波清灰技术的提出和发展始于20世纪70年代的欧洲,1978年开始进入美国市场,20世纪80年代末引入我国,并开始在电站及各种余热锅炉上实验性地应用。目前声波清灰技术已在电站锅炉等各种换热器的除焦和清灰、静电除尘器和布袋除尘器的辅助振打、大功率风机叶片附着粉尘的清除、散装物料仓结拱现象的消除等领域得到应用。

声波发生器(声源)是调频声波清灰技术的核心部分。按照不同的发声原理,声波发生器分为振片式、振腔式和旋笛式三类。发声原理决定了前两种型式在声波发生器的物理形状固定以后,发出的声波频率是唯一的,不可调的。而旋笛式声波发生器,是利用旋转体快速切割气流,引起空气振动而产生低频声波。因此可以通过改变旋转体的切割速度,调整发生器的声波频率。是一种性能更为先进,适用面更为广泛的实用技术装备。

旋笛式发生器较振片式和振腔式设备结构更为复杂,制造精度要求极高,现有产品设计上仍存在一定技术缺陷,在应用中表现为设备运行可靠性差,故障率高,技术性能不稳定,声压级偏低(140dB左右)等,这些技术问题亟待解决。

旋笛式调频声波清灰技术是在其他声波清灰技术应用效果欠佳时,通过改变声波频率,以适应不同声场及声波作用表面的物体固有频率,达到较好的清灰效果。是一种更为先进的声波清灰技术,具有很高的应用价值。

1 工艺流程与系统组成

声波清灰技术系统主要由声波发生器、控制器以及声波导管、电磁换向阀、疏水器、手动阀等组成。其工艺流程及系统组成如图1所示。

2 工作原理

旋笛式调频声波清灰的技术原理是:压缩空气进入气室后,利用旋转体快速切割气流,引起空气振动而产生低频声波,通过调整旋转体的转速,即可改变声波频率。其作用是将压缩空气携带的能量转化为不同频率的高强度声波。

声波通过导管“波及”到清灰表面。在声波疏密交替作用下,使处在声场中的灰份粒子发生振荡,从而破坏和阻止灰份粒子与物体表面结合;亦可使物体表面已有灰垢疲劳破碎而脱落。

该技术的主要作用是清除物体表面的灰垢以提高换热器、除尘器的效率。

3 关键技术研究

根据声波传播特性和技术实践,为使声波清灰技术达到理想的清灰效果,声波发生器必须满足下列要求:(1)声波频率控制在20～240Hz,充分利用低频声波的绕射特性“波及”到各个角落,没有死角;(2)对于不同的作用声场,通过调整声波工作频率,以适应不同清灰作用对象,达到最佳作用效果;(3)声波声压级大于125 d B。实践表明声强小于125 dB时没有明显清灰效果,声压级越高其清灰效果越好。

为满足上述技术要求,设计研究采取了以下技术措施。

(1)如图3所示:声波发生器的发声部件采用曲线形拉氏管结构,在拉氏管的喉口段设置高速旋转的调制盘,调制盘对气流的切割发出高强声波。通过对调制盘开孔形状的大量实验研究,可最大限度地减少能量在无效高次波频率上的分布而集中在有效基频上,并保证基频波接近正弦波形。

(2)通过控制系统改变电流频率,使得声波发生器产生所要求的工作频率,也可使声波在某一个频率区间无级变化,形成相近频率组合。达到最佳清灰效果。

(3)在声波发生器的调制腔采用背压技术,以保持动静盘间隙不因压缩空气的压力波动而改变,从而保证发生器的气声转换效率和声波基频的稳定。同时采用动态气密技术使得声波声压级可达到148 d B以上。

4 旋笛式调频声波技术与国内外同类产品的技术性能指标对比

与国内外同类产品的技术性能指标对比如表1所示。

5 结束语

在传统的除灰技术无法满足日益提高的节能减排及环境保护要求的情况下,寻求一种可以替代传统除灰方式的技术是十分迫切的。经过三年的努力,对现有除灰技术和产品进行了充分的调查研究,针对其存在的技术缺陷和性能的不足,提出了自己的技术方案,并接受了包括声学技术专家在内的专家评估,研发了新一代旋笛式调频声波清灰技术及产品。经过中铝山西分公司等多个用户使用验证,效果良好并达到国内先进水平。随着我国环境保护政策的实施,节能减排标准的提高,对该技术的需求会越来越多,具有较高的应用价值。

摘要：介绍了旋笛式调频声波清灰技术系统的工艺流程、系统组成、工作原理、关键技术等。为电站锅炉等各种换热器的除焦和清灰,静电除尘器、布袋除尘器的辅助振打,大功率风机叶片附着粉尘的清除,散装物料仓结拱现象的消除等提供了一套可行的技术方案。

窑尾袋除尘器清灰方式的改造篇4

1 存在问题

自投产以来, 出现过数次窑尾袋除尘器风路中断的现象, 具体表现为袋除尘器差压急剧上升, 袋除尘器出口负压突然升高超出负压表量程, 入口出现正压现象。这时就不得不停止生产, 大幅降低尾排风机拉风, 同时提高排风阀气缸供气压力, 待收尘系统阻力恢复正常后重新开机生产。

2 原因分析

排风阀在工作过程中受三个力的作用:阀板自身的重力G、尾排风机抽力F1、气缸的作用力F2。当气缸向下动作时三个力都向下, 合力F=G+F1+F2, 排风阀很容易关闭;当气缸向上动作时, 气缸的作用力必须大于阀板重力与尾排风机抽力之和, 即F2>G+F1, 合力F=F2-G-F1>0, 方能打开排气阀。

当气缸和喷吹系统的压缩空气压力在0.4MPa以上时, 系统阻力在1 400Pa左右, 袋除尘器工作正常。当压缩空气压力较低 (降至0.3MPa左右) 时, F2

窑系统或磨系统工况波动时, 为了保证系统负压, 一般都会加大尾排风量, 这时尾排风机的抽力F1增大, 即使压缩空气压力正常, 也会使G+F1>F2, 最终也导致清灰后排风阀无法打开。

出现排风阀打不开的情况后必须马上提高压缩空气压力, 否则就会造成22个袋室全部闭死, 风路中断, 最终被迫停止生产。

虽然尾排风机排风可以加以控制, 但压缩空气压力低的情况却时有发生, 每次出现对生产都造成了比较大的损失。

3 改造方案

经过多次讨论最终决定将离线式清灰系统改造为在线式清灰系统。把所有排风阀全开, 用两根拉杆连接排风阀, 并把拉杆通过定位销固定在套管上, 同时取消排风阀电气控制系统, 使所有的排风阀全部处于常开状态, 这样在进行脉冲喷吹时, 滤袋仍然进行烟气过滤。而当需要检修单个袋室时, 只需把定位销取下, 就可以切断该室的过滤气流, 把进风口阀板关闭后该袋室即可完全从系统中脱离。整个改造材料费用仅3 000元。

4 改造效果

改造前后参数对比见表1。

注:因为立磨系统漏风量有所增加, 因而尾排风门开度增到了95%, 而在同等开度时, 袋除尘器入口负压是相同的。

简述声波清灰的原理及发展前景篇5

关键词：声波清灰,原理,发展前景

文章主要介绍了声波清灰技术的原理, 与传统清灰技术相比的优势, 以及其在实际中的应用和发展前景。70年代末声波被应用于工业清灰领域, 虽然当时技术指标还很低, 但也迅速引起了广泛重视, 并很快在欧洲和美国、日本等发达国家中推广使用, 取得了良好的除灰效果。80年代末引入我国, 并开始在电力、石化等行业试验性推广使用, 至今已得到了广大用户的认可, 取得了很好的经济效益和社会效益。实践证明利用声波的各种特性, 可以从任何方向和角度清除空间内的积灰, 不留死角, 是传统吹灰器的换代产品。

目前声波清灰技术已广泛应用于电力、石化、冶金、水泥等行业中的锅炉、换热器、除尘器、布袋除尘等设备上。声波清灰技术为何近年发展如此之快?在于其自身特点及优势, 下面简要做一介绍。

1 声波清灰技术

1.1 声波的物理特性

声波按其音频可分为: (1) 次声波, 频率小于20Hz; (2) 超声波, 频率大于20000Hz; (3) 可听波, 频率20Hz~20000Hz。

用于清灰的声波, 均采用可听波, 一般在1000Hz以下。 (1) 低频声波, 波长, 振幅大, 衰减慢, 不易被吸收; (2) 低频声波呈360度全方位辐射; (3) 低频声波可在固体、液体、气体中传播; (4) 低频声波具有反射、折射、绕射等物理特性。

1.2 声波清灰的原理

基于以上声波的物理特性, 声波清灰选用低频波, 通过扩声装置把声波辐射到有积灰结渣的空间 (如锅炉烟道、热交换器, 电除尘器、布袋除尘) , 对灰、渣起着“声致疲劳”的作用, 即由于声波震荡的反复作用, 施加于灰、渣以拉压循环变化, 当达到一定的循环应力次数时, 灰渣的结合因疲劳而被破坏。同时, 由于声波的反射、透射和绕射作用, 不管声源的安装位置与方向如何, 声能量均能够进入所有的边角、管束间隙及比较隐蔽的小空间区域, 有效地阻止灰尘颗粒的沉积, 从而达到清灰的效果。

2 声波清灰与传统清灰技术的比较

常规清灰措施有蒸汽吹灰、水力吹灰、钢珠和高压空气等, 都是靠介质冲刷的机械力。

2.1 传统吹灰器的缺陷

(1) 在作用空间有死角; (2) 作用在受热面的介质对积灰部位有一定的磨损和腐蚀; (3) 结构复杂, 维护量大, 维护费用高。

2.2 声波吹灰器的优点

(1) 清灰效果好, 有效作用空间无死角; (2) 声波对受热面不会产生任何磨损和腐蚀; (3) 结构简单, 维护量小, 易安装操作, 日常运行费用低。

3 声波吹灰器的种类

3.1 膜片式声波吹灰器

膜片式声波吹灰器是以压缩空气 (氮气) 为动力, 通过自动控制装置对电磁阀进行控制。当电磁阀开启, 压缩空气进入发声器内, 使膜片依靠自身的弹性和声能转换器前后腔内压力的交错变换, 产生高强度低频声波, 低频高强度的声波通过喇叭的声阻抗匹配辐射到积灰空间区域内, 形成声场, 有效破坏粉尘颗粒之间、粉尘与积灰壁之间的粘结力, 使之处于松散流化状态, 脱离其附着表面, 随烟气被带走或靠重力作用落下被收集, 从而达到清灰目的。

3.2 共振腔式声波吹灰器

共振腔式声波吹灰器是以压缩空气为动力, 通过特殊声能转换装置发出低频高强度的声波, 它是将具有一定压力的和流量的气体作用在特定的几何空腔内运动, 激发空腔内气体的强烈振动而发出高强声波, 这个高强声波使灰尘颗粒发生震荡, 抵消灰垢的聚集能力或表面粘附力, 阻止灰粒相互之间结合被烟气带走。

3.3 旋笛式声波吹灰器

旋笛式声波吹灰器是靠电机带动调制盘旋转, 调制盘和定片上都开有相同数量的特殊小孔, 连续转动调制盘会对进入的气流进行间歇性的切割, 反复开关气流的喷口实现气流由直流到交流的转换产生高声强的声波, 在积灰空间内形成声场, 有效破坏粉尘颗粒之间、粉尘与积灰壁之间的粘结力, 使之处于疏松流化状态, 脱离其附着表面, 随烟气被带走或靠重力作用落下被收集, 从而达到清灰的目的。

4 燃煤锅炉上的实际应用

声波吹灰器在某石化公司热电厂220t/h煤粉锅炉上的应用。

应用前:原设计的机械吹灰装置由于故障被停用, 锅炉在无任何清灰装置状态下运行。因而导致换热面积灰严重, 锅炉效率降低, 排烟温度升高等情况出现。

应用后:分别在水平烟道和尾部烟道, 甲乙侧对称安装了12台声波吹灰器。12台吹灰器分三路控制, 每一路四台吹灰器同时工作。吹灰器工作时间设定为30秒, 间隔时间设定为30秒, 系统循环周期为30分。投运5个月后为了验证吹灰器的清灰效果, 进行了为期一周的试验 (停用和投运) 。

试验结果:吹灰器停运12小时后排烟温度甲侧上升6℃, 乙侧上升4℃。吹灰器投用12小时后排烟温度甲侧下降4℃, 乙侧下降6℃。结果证明锅炉的排烟温度平均下降5℃左右, 锅炉效率提高0.5%。

效益分析:煤粉锅炉吹灰器投运后锅炉排烟温度平均下降5℃左右, 锅炉效率提高0.5%, 一台锅炉年运行7000小时, 锅炉耗煤量30吨/小时, 一年节约煤炭1000余吨, 共节约生产成本近60万元。

袋除尘器清灰阀短路故障的检测篇6

1 问题的提出及设计流程

因袋除尘器清灰阀数量较多, 且多处于露天环境, 加上现场电气施工人员施工水平参差不齐及恶劣天气等影响, 在安装调试中 (若施工时间短, 则施工质量不易得到保证) 和使用后期 (此时电缆老化, 接线在振动环境下容易脱落) , 经常会发生短路故障。除尘器控制系统的控制回路一般由断路器或熔断器保护, 一旦清灰阀短路, 控制系统的保护器件动作, 就会导致除尘器直接停机。然而, 袋除尘器控制系统普遍缺少对短路故障的检测功能, 因此在排查短路故障时, 存在难以找到故障点, 或排查故障时间过长等问题。

为此, 我们在一些电改袋项目的安装调试过程中, 设计增加了一套清灰阀检测系统, 其设计流程见图1, 图中虚线右边为原控制系统, 左边是新增加的短路故障检测部分。

2 控制系统PLC配置

该除尘器型号为CDMC187-2X8, 16个室, 每室一个提升阀, 每个提升阀对应11个脉冲阀 (见图2) , 因此共有清灰阀192个 (16+11×16) 。原设计的控制系统选用西门子S7-200 PLC, 其输入输出统计见表1, 具体硬件选型及配置见表2。

3 检测原理

清灰阀采用分组控制方式, 共16组, 每组由1个提升阀和11个脉冲阀组成。每个提升阀需一个短路故障检测点, 共需16点;各个组中同一编号的脉冲阀设一个短路故障检测点, 需11点, 这样实际需要检测的点数减为27个。由于提升阀实际数量较少, 且连续发生短路故障的概率很低, 可以再将提升阀分为4个一组, 共4组, 这样需要检测的总点数降低到15个, 即需要PLC输入点增加15个。因此只需将表2中的2块EM222换成EM223 (8DI, 8DO) , 既能大量节省成本又能满足检测需要。

通过编程来实现对各个组中同一编号的脉冲阀的短路故障检测。但这种做法的缺点是:当第1组的1号脉冲阀与2组或3组的1号脉冲阀都发生短路故障时, 只能检测出第1组的1号的短路故障, 当第1组短路故障解决后才能检测到2组1号脉冲阀短路故障;同理, 只有1组和2组故障都解决后才能检测到3组1号脉冲阀故障。但实际使用中, 某几组的同一个脉冲阀都发生短路故障的概率极低, 即便几组的同一个脉冲阀都发生短路故障, 只要及时加以处理, 并不影响下一故障的检测, 更不会影响除尘器的正常运行。

考虑到成本及原控制柜内空间等条件, 此处检测电路中采用快速熔断器和中间继电器, 考虑到熔断器间动作先后的配合问题, 控制电路中采用中速熔断器, 且后者熔断电流大于前者, 脉冲阀短路故障检测电路见图3, 提升阀短路故障检测电路见图4。

图3中, KQF为两极断路器, FU为中速熔断器, FU1为快速熔断器。FU1额定电流的大小取决于脉冲阀动作时的额定电流, FU额定电流至少比FU1大一档。KA1是1号脉冲阀动作控制的中间继电器, CKA1是1号脉冲阀短路故障检测的中间继电器。正常情况下, CKA1为接通状态, 当某一脉冲发生短路故障时, 相应的快速熔断器熔断, CKA1线圈失电, 其常闭触点作为检测信号送入PLC, PLC接收到脉冲故障信号后将其锁存, 显示到组态的触摸屏中, 并借助通讯模块将脉冲故障信号送中控。

图4中, “手动”状态主要用于现场调试, “离线”清灰方式是指关闭提升阀 (室) 后清灰, “离线/在线”清灰可根据实际需要选择。S1~S4为二位旋钮, 用于提升阀手动调试。1KA1~4KA3为中间继电器, 用于控制提升阀和脉冲阀动作。TX:23~TX:26为PLC的输出点, 用于控制提升阀的自动运行, TX:41~TX:44为现场提升阀接线端子。TKA1是提升阀短路故障检测的中间继电器。增加检测电路后, 当一组提升阀的4个阀中任意一个发生短路故障时, 快速熔断器TFU1熔断, TKA1线圈失电, 其常闭触点作为检测信号送入PLC, PLC接收到提升阀故障信号后将其锁存, 显示到组态的触摸屏中, 并借助通讯模块将提升阀故障送中控。

4 编程及组态

编程软件采用step7-Micro/WIN V4.0 SP9, 现场操作用触摸屏采用西门子Smart 700IE, 其组态软件为Wincc flexible 2008。设计、编程和使用中应注意下面事项:

1) 清灰阀短路故障时, 控制柜柜面和中控都要有相应的故障报警和故障点信息提示。

2) 清灰阀的故障检测点取自中间继电器的常闭触点, 因此在卸灰装置启动后, 才开始检测短路故障信号, 保证信号真实。

3) 当清灰阀故障时, 为确保安全, 一般需断电处理, 待故障处理完毕后, 故障室再进入正常工作状态。

4) 排除清灰阀故障后要记得更换相关故障点的熔断器, 并确保通电工作正常。

自动运行画面见图5a。此处的系统时间要与实际时间设置一致, 以方便故障查询。当清灰阀故障时相关指示灯点亮变成红色, 点击查询按钮, 进入故障查询画面。该画面中11个脉冲短路故障用11个指示灯来显示, 当某个脉冲发生短路故障时, 相应的指示灯点亮 (见图5b) , 并在下方的离散量报警提示框中显示具体是哪个室发生短路故障, 同时送给中控相关故障信号。接此信号后, 相关人员可通过中控或现场控制柜的触摸屏停止该室工作, 待故障排除后, 点击该条信息, 选择“取消”, 取消该条信息提示后, 再恢复该室工作。当提升阀发生短路故障时, 故障信息直接显示在提示框中并送给中控相关故障信号。提示框可显示日期、时间及报警文本信息, 显示信息的条数可据实际情况设置。故障排除后点击并取消相应的故障提示文本即可。

5 应用情况

清灰系统篇7

1 组合振打清灰方式的可选择性

1.1 清灰装置主要形式及选择的依据

目前清灰装置主要形式有凸轮提升振打装置、顶部电磁锤振打装置和侧向传动腰部或底部 (摇臂锤) 振打装置 (顶部和侧向均指电除尘器壳体方位而言) 。选定了振打装置, 就选定了清灰方式, 它直接影响清灰部分的结构、制造工艺和收尘效率。

选择的组合振打清灰方式从以下几方面考虑:1) 确保清除沉尘极和放电极表面上的粉尘, 满足烟气标态下排放浓度≤50mg/m3;2) 适用各种不同烟气场合, 寻求最佳振打配置方式;3) 方便用户选择, 适应市场需求。

1.2 清灰振打方式的选择

为满足上述要求, 针对大型高效电除尘器各部分结构及参数变化, 开发出一套电除尘器专用的计算机应用软件。

该软件能帮助进行各种不同结构和技术参数的电除尘器的设计, 并加以对比分析和保存。通过该软件将所有振打清灰方式逐个与本体所有结构进行模拟匹配, 从中挑选出4个理想的振打清灰方式, 并同时推出了一种新的放电极侧向振打方式。

4种组合振打方式:1) 放电极系统和沉尘极系统均为电磁锤顶部振打, 分布板为电磁锤顶部振打;2) 放电极系统和沉尘极系统均为侧向振打, 分布板为电磁锤顶部振打;3) 放电极系统为电磁锤顶部振打, 沉尘极系统为侧向振打, 分布板为电磁锤顶部振打;4) 放电极系统为电磁锤顶部和侧向联合振打, 沉尘极系统为侧向振打, 分布板为电磁顶部振打。

根据使用的场合不同, 可任意选择其中一种组合方式。无论何种振打方式, 设备的外形尺寸以及内部结构尺寸均不变, 不会因为振打方式的改变而增大。相反, 若放电极系统和沉尘极系统均采用电磁顶部振打方式, 设备总长度甚至可缩短3m。尤其适用于受到场地限制的老厂改造和新厂扩建, 4个高效电除尘器应用实例如下。

1.3 应用实例

1) 郑州金龙水泥有限公司1 000t/d湿法窑窑尾电除尘器, 采用放电极系统为电磁锤顶部振打, 沉尘极系统为侧向振打, 分布板为电磁锤顶部振打方式。

2) 淮南矿业集团水泥厂2 500t/d生产线窑尾电除尘器, 采用放电极系统和沉尘极系统均为电磁锤顶部振打, 分布板为电磁锤顶部振打方式。

3) 国投海南2 500t/d、广西华润红水河3 200t/d生产线窑尾电除尘器, 采用放电极系统和沉尘极系统均为侧向振打, 分布板为电磁锤顶部振打方式。

4) 湖南良田2 500t/d生产线窑尾高浓度电除尘器 (注:标态入口粉尘浓度超过100g/m3) , 采用放电极系统为电磁锤顶部和侧向联合振打, 沉尘极系统为侧向振打, 分布板为电磁顶部振打方式。

以上各种场合的组合振打方式, 除高浓度电除尘器外, 放电极系统和沉尘极系统均为单一配置 (即放电极和沉尘极各设一种振打方式) , 实践验证, 此配置完全可以确保生产工况的除尘效果, 无需在电极上采用联合振打。

2 放电极振打系统

2.1 系统组成和特点

刚性放电极结构型式与侧向振打结构配合组成的放电极振打系统, 具有使用上的互换性和组合性功能。互换性是指即系统为单一配置振打方式时, 在不改变设备外形尺寸及内部其他结构尺寸的情况下, 可将侧向振打方式转换为顶部电磁锤振打方式, 或将顶部电磁锤振打方式转换为侧向振打方式;组合性则是将侧向振打方式和顶部电磁锤振打方式共同作用于放电极系统。能够满足各种烟气特性、粉尘浓度及不同生产工况所需要的振打。

2.2 放电极系统结构和特点

2.2.1 放电极系统结构

刚性放电极采用Φ38mm和Φ50mm两种钢管, 以此代替传统的小框架结构。放电极上端直接用螺栓与由槽型钢构成的放电极支撑框架连接, 下端用螺栓与由扁钢和钢管组成的底部定位导向框架连接, 形成放电极系统。该系统由焊接放电极支撑架上的4根放电极支撑杆悬吊在放电极绝缘子支撑套管上。各放电极撞击杆以一定间距由定位销定位后焊于放电极支撑框架上, 传动轴支撑轴承座也焊接其上。

2.2.2 放电极系统特点

1) 这种结构使振打力通过刚性的槽形钢结构大框架传递, 能直接地作用到放电极上, 再沿着放电极自上而下地传递。因而作用力传递性能好。

2) 因取消传统的小框架结构及两侧支撑的大框架, 故本放电极系统刚性增加, 抗热变形能力加强。

2.3 侧向振打装置结构和特点

2.3.1 侧向振打装置结构

侧向振打装置由传动装置、传动轴、振打锤、支撑轴承及轴承座等部分组成。见图1。

2.3.2 侧向振打装置特点

1) 该装置轴承座被固定在放电极刚性槽形大框架上, 使振打传动轴完全由电场内部轴承支撑, 避免了在壳体上开孔, 不仅减少了壳体热变形对传动轴的影响, 又缩短了传动轴长度和简化了本体结构。尤其在超宽电场中, 当使用双面双驱动侧向振打时, 选用本结构更加适宜。

2) 振打装置位置在高度方向上, 位于顶板与沉尘极顶部之间, 长度方向上位于沉尘极最边极板内, 最大限度地节省了空间。自上向下投影, 整个振打装置和放电极位置落在沉尘极区域内, 内部结构更紧凑。这种结构形式, 较之相同规格的其它电除尘器, 占地面积少, 相应地节省了壳体材料。

2.3.3 振打锤安装角度的确定

从一个电场所需振打锤都装在一根轴上考虑, 为避免振打锤同时振打引起的二次扬尘, 安装时将振打锤相互错开一个角度。错开多大的角度合适需要计算。首先建立数学模型进行理论推导, 得出角度范围;参考计算结果, 运用计算机三维动态辅助设计, 进行仿真模拟试验, 经过数次反复, 推演出最佳角度。

3 电磁锤顶部振打及电器控制装置

3.1 电磁锤振打装置结构及工作原理

3.1.1 结构

顶部振打为电磁锤振打装置, 该装置的主体部分是引进美国EE公司技术, 由本院设计, 并在国内制造的。电磁锤振打装置结构见图2, 电磁锤顶部振打系统见图3。

3.1.2 工作原理

当内部线圈通电时, 线圈周围产生电磁场, 振打棒在磁场力作用下被提升, 达到一定高度时, 线圈断电, 电磁场消失, 振打棒在重力作用下自由下落, 撞击振打杆, 由振打杆将振打力传递到内部两极系统或气流分布装置上, 实现振打清灰的目的。

3.2 整个装置的主要特点

1) 结构简单, 体积小。顶部安装及检修方便, 隔离于烟气之外, 烟尘中没有运动部件, 因而寿命长。

2) 可使用微机振打控制器控制, 实现对每个振打棒的振打强度、振打频率和振打顺序, 在一定范围内的随意调整。

3.3 微机振打控制器主要特点

1) 具有可实现电除尘器在线运行时, 随机修正参数的功能, 各电场参数修改相互独立, 可针对各电场的不同工况修改工艺参数, 保证电除尘器始终工作在最佳状态。

2) 对各电磁振打器的振打强度、频率和顺序, 可实现无级连续调节, 有极好的振打分布力, 控制精确, 调整直观灵活, 设计创新。

3) 软硬件设计合理, 采用了新型固态继电器, 技术先进, 线路简单、可靠、实现无触点控制, 减少了故障发生的概率, 性价比高, 具有广泛的推广前景。

4) 功能齐全。人、机对话, 工作状态显示及操作直观、简单, 维修简便;可控制回路多, 控制精度高;抗干扰性能优异, 能适应现场恶劣工况。

5) 可方便地与中央机联网实行集散控制, 实现无人操作。

4 侧向振打方式振打力及振打周期的调试

4.1 振打加速度的试验测定

试验仅对沉尘极和放电极侧向振打方式进行振打加速度测定, 用以验证沉尘极和放电极系统是否达到要求的最小振打加速度值及其分布均匀的程度, 进而达到所需的振打力大小。顶部电磁振打方式因其振打力可无级调整, 故振打力的大小根据每电场实际需要, 可在工业运行中现场调整。

1) 沉尘极板振打加速度测定

该试验是在与大型高效电除尘器样机结构尺寸完全相同的振打试验装置上进行的。测定仪器为加速度传感器、电荷放大器和电子毫伏表, 在每块沉尘极板沿长度方向的中心线等距分布7个测点, 每测点振打测定3次, 取其平均值。测定结果见表1。

m/s2

2) 放电极振打加速度测定

与沉尘极板试验方法相同, 对放电极两根极线进行振打并测定。每根极线布8个测点, 等间距分布, 每测点测定3次, 取其平均值。测定结果见表2。

m/s2

4.2 振打力调整

通过改变侧向振打装置中的振打锤配重及挠臂的回转半径, 达到侧向振打力的调整。依据试验数据和理论计算结果, 结合回转窑尾粉尘粒径大小和松散度情况, 初步选定沉尘极系统侧向振打锤重7kg、回转半径150mm, 放电极系统侧向振打锤重2.8kg、回转半径不变。

在国投海南水泥有限公司近十天的热态运行中, 曾发现高压控制柜一、二次电流下降, 一电场尤为显著, 降低达100~150m A, 目测烟囱无烟尘逸出, 每间隔约20min, 即有淡清烟脉动逸出。经分析, 排除其它因素后, 将问题锁定在电场内部, 因为电场内部发生这种情况大致有两种可能, 即:电除尘器内气流分布不均;振打系统的振打力不够或振打力过大。为此, 专门停窑进入电场, 进行仔细检查。发现所有的电场阴极线下部主管及针刺上都有严重的积灰现象, 最多处积灰厚度近10mm。而沉尘极板及气流分布板则无粉尘积聚, 表面浮灰分布均匀, 无气流冲刷痕迹及其它明显异常现象。显然, 由于振打锤的振打力不够, 使阴极线下部积灰, 造成针刺电晕电流释放受阻, 导致高压控制柜上电流指针下降。随着粉尘不断积聚, 在阴极线上的灰层越积越厚, 在其重力和阴极振打锤不断振打下, 会突然脱落, 造成二次扬尘, 尤其在最后一个电场出口处, 这些粉尘来不及被电除尘器收集而直接排出烟囱, 呈周期性脉动逸出。据此, 将振打锤质量由原来的2.8kg增加到4.3kg, 回转半径由150mm增加到220mm, 经连续运行24h观察, 生产趋近正常。

本放电极振打加速度的测试, 振打锤的配重与模拟电晕线数量直接相关。虽然试验装置顶部及底部连接结构方式、振打系统结构尺寸与大型高效电除尘器完全相同, 但所测电晕线的数量仅为两根。按初步设定的振打锤配重, 当用于每电场电晕线>300根、长度>14m时, 通过顶部框架传递至各排电晕线的振打力必然产生衰减, 可能引起振打力不够。根据以往的长期运行经验, 该振打力需要调整。

4.3 振打周期的调整

对除尘效率的研究, 一些电除尘器多注重于沉尘极和放电极振打加速度值大小及其分布均匀程度, 对振打周期重视不够。其结果虽有利于振落板线上的粉尘, 但无法控制粉尘下落的分散度及其在电场中的停留时间, 电场中飘浮的细微粉尘在短时间内不能沉降, 很容易随气流逃逸排入大气。为满足标态下粉尘排放浓度<50mg/m3, 在注重振打加速度和分布均匀程度的同时, 也建立了振打周期设计值a和工业运行值b的调整制度。

振打周期设计值a, 表示经验计算的理论上振打周期;调整值b为根据实际进尘量及各电场排尘量最终确定的工业运行振打周期。

据标态进口含尘浓度80g/m3, 总除尘效率η总=99.94%参数计算确定, 设计值a如下:

一电场沉尘极:各排沉尘极板每间隔2.5min为一振打周期, 连续振打;

一电场放电极:各锤头每间隔2.5min为一振打周期, 连续振打;

二电场沉尘极:每间隔10min为一振打周期, 振打时间3min/次;

二电场放电极:每间隔15min为一振打周期, 振打时间3min/次;

三电场沉尘极:每间隔20min为一振打周期, 振打时间3min/次;

三电场放电极:每间隔30min为一振打周期, 振打时间3min/次;

电动机振打可调范围:1~60min。

工业运行中, 实际收灰量小于设计值。故按实际收灰量为准, 延长二、三电场沉尘极振打间隔时间。

工业运行的b值调整为:

二电场沉尘极:每间隔20min为一振打周期, 振打时间3min/次;