水泥实业有限公司除尘系统改造方案设计.doc
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1、重庆XX水泥实业有限公司除尘系统改造方案设计1、总 论1.1、概 述重庆XX水泥实业有限公司是XX区XX镇的重点工业企业。其“二磨一窑”及部分散排源均采取了环保除尘设备进行治理。但随着新的排放标准水泥工业大气污染物排放标准(GB4915-2004)的实施,目前环保设施必须进行改造才能达到新的排放标准的要求。为此,该公司拟对原有除尘设施进行改造,同时对部分散排源的粉尘进行收集和治理,既达到岗位粉尘排放标准,又达到环保排放标准,实现改公司的可持续发展。重庆大学机械工程学院重庆毕威环保工程设备有限公司受该公司委托,通过查看现场,结合自身在相似尘源的治理经验,拟对之提出方案设计。1.2、设计依据和标准
2、1.2.1、中华人民共和国大气污染防治法;1.2.2、大气污染物综合排放标准 GB1629719961.2.3、水泥工业大气污染物排放标准 GB4915-20041.2.4、钢结构设计规范 GBJ17-881.2.5、建筑抗震设计规范 BJ11-891.2.6、固定式钢斜梯 GB4053.4-831.2.7、固定式工业钢平台 GB4053.4-831.2.8、工业企业厂界噪声标准 GB12348-901.2.9、其它适用于本项目的规范和标准。1.3、设计原则1.3.1、除尘系统的确定结合该单位产尘源的具体实情,新建8套除尘系统。1.3.2、除尘设备的选择要经济,实用,科学,先进;同时操作简单,
3、方便,维护量少,维护周期长,运行费用低;本方案拟选择在水泥行业普遍运用的LFSF型分室反吹玻纤袋式收尘器、LFGM型气箱脉冲袋式除尘器和HMC型脉冲单机袋式除尘器。1.3.3、除尘设备的控制水平和设备配件的选择以满足使用为目的,尽量减少投资。1.3.4、烟气治理后的排放浓度小于当地的国家环保排放标准。1.3.5、本治理方案要达到如下技术指标:1)、粉尘收集率大于95,车间环境得到极大改善;2)、外排废气含尘浓度: 立窑烟气治理后的排放浓度50mg/Nm3;其他污染源治理后的排放浓度30mg/Nm3从肉眼看不到明显烟尘;3)、岗位噪声: 85dB(A);4)、除尘器漏风率: 5;5)、除尘系统漏
4、风率: 10。2、除尘系统的划分及工艺流程2.1、除尘系统的划分根据重庆XX水泥实业有限公司现有除尘设施和需要治理的产尘源的分布及相对位置,本方案共分为8套除尘系统。分别为:2.1.1、机立窑玻纤袋式除尘系统,该系统将撤出原有简易除尘设备,新建一套自动化程度高,能满足机立窑长期运行的除尘系统;2.1.2、生料磨静电除尘系统,该系统将撤出原有管式静电除尘器,新建一套二电场板式静电除尘器;2.1.3、石灰石破碎袋式除尘系统,该系统为新建;2.1.4、立窑下料口及熟料破碎袋式除尘系统,该系统为新建;2.1.5、提升机至熟料仓下料口袋式除尘系统,该系统为新建;2.1.6、水泥磨“管式静电除尘器改造为脉
5、冲布袋除尘器系统”(简称:“电改袋”除尘系统,该系统为新建;2.1.7、水泥罐除尘系统,该系统为新建;2.1.8、包装机除尘系统,该系统为新建。2.2、除尘系统工艺流程在引风机作用下,杨尘点产生的粉尘在吸尘罩的作用下由抽风干管进入LFSF型玻纤袋式除尘器或LFGM型气箱脉冲布袋除尘器或HMC型脉冲单机袋式除尘器进行过滤除尘,收集下来的粉尘通过下料管落入指定地点,进行再利用。净化后的干净气体经引风机和排气筒对外达标排放。其工艺流程图如下:引风机袋式除尘器抽风主干管吸尘罩排气烟囱物料回收3、新建除尘系统主要参数3.1、系统风量 根据该产尘设备的情况和该公司的密封措施,其抽风量如下表:序 号系统名称
6、产尘设备单个抽风量(m3/h)抽风罩数量处理能力(m3/h)1机立窑烟气除尘系统机立窑700002700002生料磨除尘系统生料磨200001200003原料破碎除尘系统一级破碎二级破碎提升机下料600060004000111160004熟料破碎除尘系统立窑下料熟料破碎130001130005熟料仓进料除尘系统提升机下料3500135006水泥磨电改袋除尘系统水泥磨140001140007水泥罐除尘系统水泥罐5000150008包装机除尘系统包装机11500223000合计164500m3/h考虑系统漏风系数10,新建项目总抽风能力为:180950m3/h。3.2、系统阻力 系统阻力包括抽风罩
7、阻力H1,除尘设备阻力H2(一般小于1500Pa)、系统管道阻力损失H3和抽风罩所需负压H4(一般300Pa).其总阻力为:H=(H1+H2+H3H4)1.1 系统管道阻力计算公式为: H31/2fV2【(D)L】式中: H3系统阻损(Pa) V流速(m/s) D单位长度摩镲阻力系数(Pa/m) L最长管道长度(m) 为降低阻损,拟采取如下办法: 合理布置管路结构,控制弯头、变径管等管件的值,尽量减少弯头及管道突变等产生的局部阻力; 合理布置管道与捕集罩排风口、除尘器进风口及风机的相对位置,降低系统阻力; 选定合理的管道直径; 采用低阻力布袋除尘器,且阻力控制平衡稳定; 合理控制管道流速,其经
8、济流速为1218m/min; 采用低阻力结构阀门; 选定合理的风机及电机,使之工作在高效区;3.3、除尘系统其他说明3.3.1、压缩空气系统压缩空气气源装置为小型压缩空气压缩机,除尘2台脉冲单机除尘器外均随除尘设备提供。3.3.2、系统电源供给 系统电源供给由业主承担,其范围为:业主将电源送至设备配电室配电柜进端。配电柜与控制设备连接由我方承担。配电柜应放在离设备较近区域。3.3.3、系统控制仪表操作说明3.3.3.1、除尘器程序控制仪(柜)操作说明 除尘器程序控制柜采用新型通用集成模块制成,控制精确、灵活。控制仪在除尘设备工作系统中的过滤、清灰、沉降过程中各时间段可以满足用户要求。有关提升延
9、时、清灰延时、单室工作时间、间隔延时的时间控制全部设计为连续可调试工作。其主要技术指标如下:1)、输入电压:AC220V 10;2)、输出电压:AC220V DC24V(任选);3)、输出电流:3A;4)、提升延时工作:130秒(连续可调);5)、提升清灰延时:25秒;6)、反吹清灰延时:0.10.5秒(连续可调);7)、室与室间隔时间:30秒10分(连续可调);除尘器程序控制柜使用环境为:1)、环境温度:1045度;2)、空气的相对湿度不超过85;3)、无严重的腐蚀气体和导电尘埃;4)、无剧烈震动或冲击,有防雨防日晒设施;5)、应防电磁波干扰,输入输出线应用铁管独立穿入屏障,铁管外壳可靠接地
10、;6)、控制仪为室内式安装。 除尘器控制仪具有的自动控制均由主控程序主机板控制,各室相同的工作程序为室(数码显示)提升气缸首先通电(气缸指示灯亮)。延时5秒后,电磁脉冲阀通电(清灰指示灯亮)。持续0.1秒左右后,提升气缸关闭,气缸指示灯灭,第一工作程序结束。进入室间隔时间(间隔指示灯亮),间隔时间到(间隔指示灯灭),程序控制仪便自动依室按(从小到大)编码进入周而复始循环工作。气缸脉冲阀各室间隔时间可调旋钮、可带电调整。3.3.3.2.引风机控制柜操作说明该控制有二种方式。自动操作:合上电源开关,绿色指示灯亮,将转换开关旋至自动位置上,按起动按钮,电机开始起动,绿灯熄灭,黄灯亮,同时时间继电器开
11、始工作,经一定时间后,时间继电器触点闭合,交流接触器接通,即自动切换使电机正常运转,同时黄灯熄灭红灯亮。按停止按钮,电动机停工作。手动操作:合上刀开关,绿色指示灯亮,将转换开关旋至手动位置上,按起动按钮,电机开始起动,绿灯熄灭,黄灯亮,待电机转速接近同步转速时按运转按钮,电机开始正常工作,同时黄灯熄灭红灯亮。按停止按钮,电机停止工作。 4、除尘系统4.1、立窑除尘系统4.1.1、立窑烟气性质及除尘设备的选择立窑烟气具有含尘浓度高、波动大,粉尘性质变化频繁,含湿量变化范围大,烟气中含有腐蚀性气体等特点,这给立窑烟气的除尘带来极大的困难,立窑,尤其是西南地区立窑由于燃煤煤质变化大,其烟气性质与废气
12、量均有变化。重庆金盘山水泥有限公司原煤及生产工艺中原料分析如下:(1) 原煤: 水份:0.93 挥发份:14.62 灰份:30.26 固定碳:52.35 SiO2: 51.06 Fe2O3: 8.52 AL2O3: 29.1 CaO: 4.21 MgO: 1.82 SO3: 0.5(2)立窑煅烧中生料分析LOSS: 38.7SiO2: 11.87AL2O3: 3.78Fe2O3: 1.96CaO: 38.23MgO: 1.19SO3: 0.4根据该公司燃煤及原料的性质以及该公司煅烧方式、操作水平、管理水平等情况,其废气量可按下列公司计算:Q=MVK1K2(273T)/273公式中:Q出窑废气量
13、(m3/h); M立窑的台时产量(Kg/h); V单位熟料废气生成量(Nm3/h),该单位可取1.8Nm3/h; K1生产不均衡系素,该单位可取1; K2漏风系素,该单位可取1.5。根据以上分析与计算,重庆金盘山水泥有限公司立窑排出的含尘烟气的特点可总结为表。 立窑烟气特点分析表立窑窑型工况烟气量m3/h标况烟气量m3/h工况温度露点温度含尘浓度g/Nm33.0m60000-7000045000-5400050-20050-5513.0-23.8立窑烟气水分在10%以上,露点在45-55,如燃煤中含硫高,其露点还会升高,因而极易产生结露现象。一旦冷凝结露,必然生成酸,加剧了对金属的腐蚀。许多厂
14、家使用的立窑电除尘器、水膜除尘因为腐蚀问题没有解决好,设备失效,而造成投资浪费、粉尘污染依旧。同时立窑烟气中含尘浓度及温度波动范围大、与各厂煅烧工艺有关。含尘烟气的性质随物料特性不同变化较大,这就给除尘设备的使用提出更高要求,给设备的维护管理带来极大的困难。立窑烟气含尘浓度不高,一般为1-10g/m3。烟气粉尘主要是料球干燥中爆球后产生的生料粉,预热带和烧成带飞出的细颗粒,还有在烧成带挥发经预热带冷凝成微细的钾盐颗粒粉尘。要使立窑废气排放浓度小于50mg/Nm3,靠沉降室,旋风除尘器,水除尘器做为终除尘器是不可能的。可行的方案有二个。一是使用袋式除尘器。目前可选用的有玻纤袋式除尘器(分全钢结构
15、及砖混结构)和CD系列长袋脉冲袋式除尘器。玻纤袋式除尘器过滤风速宜小于0.5m/min,脉冲袋式除尘器过滤风速宜小于0.8m/min。两类除尘器滤袋的材质都要求耐高温,防油防水,耐水解。二是使用WDJ系列电收尘器,其电场数量在4个电场,否则难使颗粒物的排放浓度小于50mg/Nm3。三种除尘设备的比较如下:1)、 主要技术指标项目玻纤袋式除尘器长袋脉冲除尘器静电除尘器(4电)技术比较优点1) 除尘效率很高,可达99.99%以上。2) 适应力强,能处理不同类型的颗粒物,特别对电除尘器不易捕集的高比电阻尘粒亦很有效。3) 技术成熟,滤料已经国产化。滤料成本低4) 结构简单,内部无复杂结构。运行管理方
16、便。5)使用范围广1) 除尘效率很高,可达99.99%以上。2) 适应力强,能处理不同类型的颗粒物,特别对电除尘器不易捕集的高比电阻尘粒亦很有效。3) 适应的浓度范围大,对烟气流速的变化也具有一定的稳定性。4) 结构简单,内部无复杂结构。运行管理方便。1) 除尘效率较高,可达99%以上。2) 压力损失小,本体阻力约100Pa200Pa。3) 技术成熟,应用广泛。缺点1) 设备阻力大,本体阻力约8001500Pa。2) 对烟气流速的变化适应性差,其滤速小于0.5m/min。3)设备占地面积大。1) 设备阻力大,本体阻力约8001500Pa。2) 新产品,滤料依赖进口,滤袋成本高。1) 设备庞大,
17、占地面积大。2) 需要高压直流电源系统,一次性投资费用高。3) 对煤种变化较敏感,除尘效率受飞灰电阻影响大。4) 制造、安装及运行管理水平要求高。2)、主要经济指标(以3.013m立窑为例)项 目玻纤袋式除尘器长袋脉冲除尘器静电收尘器(四电场)设备占地(m2)773596设备投资(万元)9085125引风机功率(KW)909075年耗滤料费用3.88.7设备本省电耗(KW)11.77.545值得一提的是:重庆大学于2008年初对四川和重庆的已经投产的立窑除尘设备进行调查,发现没有一家立窑电除尘器能够正常运行(如壁山鞍子水泥厂),而正常运行的都是玻纤袋式除尘器,这些设备中,有全钢结构的(如广安水
18、泥厂),也有砖混结构的(如重庆富皇水泥集团公司)。这些钢结构除尘器大都投资大、设备运行维护成本高、使用寿命断。相反,砖混结构除尘器克服了钢结构除尘器的不足。CD型长袋除尘器在早期也得到了运用,但由于其布袋适应温度范围有限,需要操作工按温度来操作立窑加料,提火等,从而不适应现有立窑水泥厂的实情而不再采用。因此,从技术经济指标及产品成熟度看,本报告拟采用LFSF(Z)系列砖混结构玻纤袋式除尘器。该类除尘器的主要工作原理如下:LFSF(Z)新型立窑砖混结构玻纤袋式除尘器采用上进气方式,在系统引风机作用下,立窑烟气由进风管进入滤室的滤袋中,部分粗颗粒粉尘在重力的作用直接落入灰斗,减少了粗颗粒粉尘对滤袋
19、的磨损;因进风管道内的导流板对气流起到均匀分配的作用,从而保证了每个小袋室气流分布均匀、压降平衡,这些都有利于提高滤袋的使用寿命。LFSF(Z)新型立窑砖混结构袋式除尘器正常“过滤状态”时,含尘气体在引风机的负压作用下吸入进风总管,通过导流板的作用进入每个小袋室,均匀地通过花孔板,含尘气体涌入滤袋,大量粉尘被滞留在滤袋上,而气流则透过滤袋得到净化,净化后的气流通过排风管道进入引风机,然后排入大气中。除尘器运行一段时间后,滤袋内表面附着的粉尘层增厚,除尘器的运行阻力上升,当除尘器运行阻力有一定值后,就需要对滤袋清灰。清灰主要是通过反吹风机、提升换向阀等机构的动作来完成反吹清灰过程。首先使反吹风机
20、启动,然后在关闭排风口的同时打开反吹风喷口,在彻底切断过滤气流的情况下,通过反吹风机鼓入的空气,改变滤袋内外的压差,滤袋由“膨胀”状态到“缩瘪”状态,从而剥离滤袋内表面上附着的粉尘层。经过一段时间后,开启提升换向阀,在打开排风口的同时关闭反吹风喷口,使滤袋重新“膨胀”,进入正常运行状态,此时除尘器的运行阻力下降至规定的下限值,该小袋室又投入正常运行。反吹清灰过程是分室轮流进行的,不影响除尘器的正常工作。定时清灰是按时间,小袋室依次轮流清灰、清灰时间、次数、周期等可根据工况选择。LFSF(Z)新型立窑砖混结构玻纤袋式除尘器采用:负压操作、上部进气方式、自动控制分室反吹清灰及温度自动检测等项新技术
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