吴善淦：企业减排责无旁贷 水泥工业电改袋技术刻不容缓

中国环境保护产业协会袋式除尘委员会秘书长 吴善淦

  为保障APEC会议期间的空气质量，京津冀启动了最高级减排，工业企业纷纷停产限产。不知何时开始，“雾霾”变成了国人心中难以言说的“痛”。 而我国水泥工业排放的烟（粉）总量高居各工业行业排尘量之首。若按世界最严格排放标准计，我国国土只占世界陆地面积的7.1%；就是说，我国在世界7.1%的陆地面积上排放了60%水泥烟粉尘，而世界其余92.9%的陆地面积上仅排放40%的烟粉尘，这种“与众不同”让我们认识到粉尘排放标准有提高的空间。

  所谓电改袋就是将现在工艺线上使用的不能达标的电除尘器改造成排放浓度更低的袋式除尘器。水泥行业主要指窑头窑尾除尘器。

  水泥工业电改袋主要有以下几个原则：改造完后应能满足第二代新型干法工艺线产能要求；排放浓度稳定低于20mg/Nm³（合理设计的袋式除尘器排放浓度与投资多少无关）；而系统阻力低于1000Pa（电耗≤1度/吨水泥）；滤袋的使用寿命是4年，100%随主机运行，另外如果水泥企业管理跟不上，我们建议第三方运营。

  而关于低于GB4915-2013水泥工业大气污染物排放标准，标准提高重要执行却更重要，现在我们有些水泥厂与上世纪90年代立窑水泥厂时期差不多，没有社会责任感，根本做不到节能减排。若是要系统阻力低于1000Pa，也就是说水泥综合电耗增加1kWh/吨水泥左右，珠江0.51kWh/吨水泥。有改完后阻力达到2000Pa以上，显然不合理。滤袋使用寿命为4年，从技术上来说完全可以做到，窑尾聚酰亚胺，窑头用芳纶，长期排放也有保证的（中联、珠江等），不过我们不建议用复合滤料（无法判别玻纤掺加量）和覆膜滤料（旧袋的回收利用）。关于与第二代新型干法工艺线结合考虑，要留一定余量，满足工艺线产量提高的要求，不能再改造。最后，我们不建议电袋复合。水泥行业花了很多年才把预除尘去掉，电袋复合上世纪80年代就在水泥行业引进搞过（蚌埠武店水泥厂），效果很不好，同时安全问题、管理工作量大都是大问题。

  目前，水泥工业电改袋的标准则是根据《水泥工业大气污染物排放标准》（GB 4915-2013），现有与新建企业大气污染物排放限值中关于颗粒物排放规定，热力设备（窑、烘干机、烘干磨、煤磨及冷却机）：30mg/m³（标准中）应该是30mg/Nm³； 通风设备（破碎机、水泥磨、包装机及其他通风生产设备、）：20mg/m³（标准中）应该是20mg/Nm³。然而，根据国内外经验，电除尘器要达到以上要求很难。

  水泥工业电改袋的技术问题

  1、残值评估与气流均布

  改造前必须对原有电除尘器进行评估，如无利用价值，宁可改建。无论改造还是新建都要考虑气流均布，气流均布计算机模拟系统技术运用在高浓度、大风量的袋除尘器设计上是代表着袋式除尘器技术的进步。

  2、确定改造技术方案

  （1）重新建设，对于使用20年以上的电除尘器，不建议改造，从综合经济指标看，还是新建较为合理。如珠江水泥厂的窑头窑尾的改造就是新建替代老电除尘器；前提是要有位置。

  珠江水泥厂窑尾除尘器改造

  它的处理风量是970000m3/h，设备阻力<1000Pa；而排放浓度<10mg/Nm³；投运时间是2005年4月16日；设计过滤风速为1.12m/min；滤袋规格：￠160X6000；滤袋使用寿命6年多；配套工艺线为5000吨/日；实测排放<9.24mg/Nm³;原系统为电除尘器。

  （2）原电除尘器的改造，为了充分的利用原电除尘器本体，根据电除尘器设备外形图进行合理、优化设计。为了保证改造的工期与质量，保留各电场的顶部箱型梁、进气口与出气口的管道、壳体侧板、灰斗及输灰装置，这样可以保持改造后整体收尘器的结构受力不发生变化；拆除电场的全部内部件及振打装置、顶部密封盖及防雨板；在新增顶梁之间设计整体净气箱、在顶梁上增加花板、滤袋袋笼及喷吹装置、增加新的楼梯平台，在出气口处重新设计净气出气通道，改造后整个系统的阻力增加大约500Pa，需要在收尘器内部增加各室间的支撑。如河南南阳中联水泥窑头电改袋。

  南阳中联水泥电改袋

  它的处理风量是370000m³/h；设备阻力 <780Pa；排放浓度：<16mg/Nm³ ；投运时间是2009年1月18；设计过滤风速为1.10m/min；滤袋规格：￠160X7000；滤袋使用寿命为5年；配套工艺线为3200吨/日；实测排放<15.8mg/Nm³ ；原来系统是电除尘器23/12.5/3X9/0.4。

  3、整体结构设计的技术问题

  整体结构的净气室在电改袋项目中即保证了精确定位喷吹系统又大大缩短了改造时间。

  4、滤袋和袋笼

  窑尾：建议用聚酰亚胺滤袋；

  窑头：建议用芳纶材料滤袋；

  袋笼：根据滤袋材质和袋长确定。

  5、科学的清灰设计

  6、密封系统

  检修门的迷宫式密封及检修门盖的自锁装置是保证改造后系统严格的密封。迷宫式密封使除尘器的漏风率降低0.5个百分点；自锁装置使检修门盖始终在密闭状态。

  7、智能化的控制系统

  袋式除尘器的智能化控制系统可依据生产工艺的变化自动调整清灰相关参数，最大程度的保证除尘器在设计的阻力下平稳运行，减小阻力的波动，提高工艺生产的稳定。同时可以减小压缩空气的使用量以及尾排风机的能耗。

  8、除尘器顶部采取整体设泛水坡，局部或全部设防雨罩的形式

  9、花板

  花板是袋除尘器的关键性部件之一，起到分隔气（袋）室、固定滤袋和支撑袋笼的作用，使用激光或镗床加工定位基孔，之后依定位基孔机械冷加工的方式加工，确保多孔板孔径及行列位置的加工精度（孔尺寸误差、孔位置误差小于GB要求），保证喷嘴中心与滤袋中心同轴误差达到设计技术要求。或者采用激光切割的方法加工花板，并用镗床对花板口的上下边进行修整。

  10、低阻、高效技术

  （1）采用合理长径比的滤袋，净过滤风速≤0.98 m/min，降低滤袋出口流速，使除尘器袋口阻力降至最小；

  （2）合理控制除尘器滤袋底部的气流上升速度，既可降低气流上升时的阻力，同时可以减小含尘气流对滤袋的冲刷，延长滤袋的使用寿命；

  （3）选择高质量的3寸阀，袋底的喷吹气流压力保证在2500Pa以上，清灰彻底。

  （4）提升阀下的净气排气口风速设计合理，并采用椭圆形排气，减少气流在此处的湍流造成的阻力损失。

  11、合理的施工组织

  ⑴ 依据现有的电收尘器的内部空间进行改造设计后，在加工基地对净气室、喷吹系统、离线系统、花板进行加工、拼装组对成组合模块，并做好其他停窑施工前要准备的一切材料和设备，以及风机电机置换及控制柜改造的准备工作等；

  ⑵  停窑后首先拆除电除尘器电场内部的各种部件，保留主框架；

  ⑶  检查并加固电原除尘器整体；

  ⑷  安装袋室支撑梁柱网，修补侧板的腐蚀结构，安装上部用于花板及净气室的钢梁网，使电收尘器内部拆除后的整体结构强度不受破坏，同时具备安装大件板件的要求；

  ⑸  将模块化的净气室（包括喷吹系统、花板、离线系统等已组对完成。）吊装在已安装好的上部钢梁网上；

  我国人口密度大，水泥工业产业过于集中，必须执行世界上最严格的环保标准，水泥企业的社会责任感也使得他们必须扛起“节能减排”这面大旗，而电改袋技术这一股劲风将“助力”不少。