天铁炼铁厂静电除尘器改造

王幸

（天津天铁冶金集团第一炼铁厂，河北涉县056404）

天铁炼铁厂静电除尘器改造

王幸

（天津天铁冶金集团第一炼铁厂，河北涉县056404）

为满足环保要求，天铁炼铁厂将静电除尘器改造为布袋除尘器，对除尘器箱体内部结构，气流分布装置、风机、喷吹室、除尘器本体等进行了设计。改造后除尘器的除尘能力达到了设计要求，排放浓度优于国家标准，设备运行平稳，故障率较低，取得了较高的经济效益。

除尘器；气流；滤袋；花板孔；风机

1 引言

静电除尘器是冶金企业应用较为普遍的一种除尘器,随着环保要求越来越严，静电除尘器已经无法满足要求，特别是在排放浓度上，新环保法要求除尘器排放浓度不能超过25 mg/m3，而静电除尘器排放浓度普遍高于30 mg/m3，早期投运的除尘器排放浓度甚至超过80 mg/m3。利用原电除尘器壳体将电除尘改造为布袋除尘器，不仅可以节省大量投资，而且可以节省除尘器建造时间。本文结合天铁第一炼铁厂静电除尘器改造布袋除尘器的实践，对除尘器改造的设计进行探讨。

2 除尘器选型

除尘器的选型是除尘器改造首先应解决的问题。很多企业认为电袋形式的除尘器除尘效果较好，电袋除尘器采用前电场后布袋的处理方式，电场对烟气进行预处理，布袋对烟气进行二次处理。然而对老旧除尘器的改造往往受空间限制，一般仅可安装一个电场，实际应用中低于两个电场的电袋除尘器其电场对烟气的处理能力是很低的，大部分灰尘还是要依靠后面的布袋收集。布袋除尘器因其特殊的结构在冶金企业粉尘处理方面具有明显优势。在改造成本方面，电袋除尘器比布袋除尘器改造成本要高出很多,综合考虑性能和改造成本，布袋除尘器是改造的首选。

长袋低压脉冲袋式除尘器是目前比较成熟的布袋除尘器，具有除尘效果好、喷吹时间短、喷吹压力低、清灰能力强、运行阻力低等优点。按照清灰方式，该除尘器又分为离线清灰和在线清灰两种类型，其中离线清灰方式除尘效果更好，滤袋寿命更长。天铁第一炼铁厂除尘器改造全部采用离线清灰的长袋低压脉冲袋式除尘器。

3 除尘器箱体内部结构设计

除尘器改造的主要内容是拆除原来静电除尘器箱体内的各种组件，然后安装布袋除尘器的花板、布袋、风道、喷吹装置及电气控制装置。改造中应对布袋、花板、气流分布装置等进行设计，以求使改造后的除尘器达到最佳效果。

3.1 滤袋与花板孔设计

滤袋规格与花板孔布置是除尘器改造中一项很关键的设计，这项设计关系到除尘器的过滤面积和滤袋的使用寿命。

3.1.1 花板孔尺寸

合理的花板尺寸有利于提高反吹清灰效果，减少滤袋碰撞，延长滤袋寿命。根据工厂制造经验，在滤袋长度不超过8 m的情况下，孔与孔的间距为滤袋直径的1.3～1.5倍，花板孔中心距离边界的距离为滤袋直径1.3倍，在此距离下布袋反吹效果最好，滤袋碰撞摩擦较小，滤袋寿命长。

3.1.2 滤袋规格

长袋低压脉冲袋式除尘器最常用的滤袋为直径Φ130～160 mm，长度不超过9 m的滤袋，其中规格为Φ160×6 500的滤袋最为常用。在选择滤袋规格时首先要保证除尘器总的过滤面积满足要求，然后尽量与本企业其他除尘器在用滤袋规格相同，以便于节约滤袋储存成本。

选取滤袋规格时一般先按照本企业要求，本着与本单位在用滤袋规格相同的原则预先确定布袋规格，然后按照除尘器箱体尺寸计算滤袋总的数量，最后计算总的过滤面积是否满足要求，如不能满足要求，应考虑增大过滤面积。主要有以下两种方案。

方案一：滤袋数量不变，将箱体纵向向上加高，以延长滤袋长度，进而增加除尘器总的过滤面积。该方案成本低，工期短。

方案二：滤袋规格不变，将除尘器箱体向进气口方向延长，以增加滤袋的数量。拆除除尘器进气口的喇叭口和部分管道，然后将除尘器箱体延伸，可以增加滤袋数量。该方案投资成本较高，但是有利于统一备件。

3.2 气流分布

电除尘器改造为长袋低压脉冲袋式除尘器，改造后除尘设备是多单元组合式袋式除尘设备，它不同于单台设备，要特别重视组合后气流分布的技术性能。静电除尘器气流是水平运动，而袋式除尘器气流是水平和垂直运动的组合，主要是垂直运动。合理分布除尘器气流主要从以下几个方面着手。

3.2.1 除尘器主气流通道设计

除尘器主气流通道的设计关系到烟气流在除尘器内流动的方向，除尘器改造中主气流通道设计要严格按照布袋除尘器标准设计。如图1所示，在除尘器中间安装净气通道和烟气通道，烟尘进入烟气通道之后，烟气先向下流动进入灰仓，然后自布袋底部向上流动。气流按照自下而上的方向流动，避免了烟气直接冲击袋体，气流分布均匀，不产生涡流，布袋晃动小，不易碰撞，磨损小。

图1 下进式气流分别方案

当前也有很多企业在改造中采用气流平进上出设计方案，该方案不设计烟气通道，烟气气流自原电除尘器导流板水平进入除尘器并进入布袋。该方案成本低，工期短,但是气流分布不均，涡流严重，布袋晃动大易碰撞，灰仓灰量分布严重不均，进口布袋易损坏。尽管除尘器的改造成本和工期是一个很重要的因素，但是一台高性能的除尘器可以降低除尘器的运行成本和维护成本，为此第一炼铁厂在除尘器改造中全部采用气流下进上出的气流通道设计方案。

3.2.2 烟气通道的优化

除尘器改造中，大部分厂家在除尘器通道设计上依然沿用常规布袋除尘器的做法，即平分净气通道和烟气通道。电除尘箱体高度往往比普通布袋除尘器箱体尺寸要高很多，改造时应充分发挥这一优点，合理设计两个通道，在保证净气通道尺寸满足除尘器最大风量要求的情况下，加大烟气通道的尺寸，如图2所示。这样烟气进入通道后先扩散并减速，一些大颗粒物质因速度降低直接沉积到灰斗内。这样设计的烟气通道同时起到重力除尘器的作用，实现对烟尘中大颗粒的预沉降。

3.2.3 净气通道和烟气通道接口设计

图2 除尘器通道优化示意图

静电除尘器改造为布袋除尘器之后，净气通道和烟气通道全部集中到了除尘器中间位置，使原来的喇叭口与这两个通道的连通位置出现通道面积迅速收缩，导致在喇叭口位置形成异型管。由于这两个异型管位于除尘器主管道上，气流通过异型管时形成较大的局部压力损失和涡流，降低了除尘器风量，造成风机能力浪费。为实现风机性能高效利用，改造中应去掉除尘器进出喇叭口，在此位置安装过渡段，实现两个通道与除尘器进出管道的平滑过渡，以减少压力损失。

3.2.4 上箱体横截面高度设计

上箱体横截面高度主要是保证净化后的气体在通过上箱体内部空间时，气流流向均衡，不会造成气流阻力太大，甚至风机吸力不够。在设计上箱体横截面高度时，应利用电除尘器箱体高度较大的特点，设计足够的上箱体高度，一般设计高度为700 mm左右，以保证气流均匀。

3.3 滤袋检修平台设计

静电除尘器灰仓较大，维修工无法进入除尘器灰仓内检查布袋底部磨损情况，而且清理因检修而落入灰仓内的布袋也很困难，为此可以在除尘器箱体内设计一个布袋检修平台。该平台为一个整体的大篦子，位于布袋底部下方1.6 m左右位置，检修人员可以站在篦子上检查布袋，有布袋掉下时篦子可以接住布袋，防止布袋落灰仓内。

4 其他设计

4.1 风机设计

为保证除尘器改造为布袋除尘器后，风机风量可以满足要求，改造前需测试风机风量和风压，对于风量和风压不能满足要求的风机进行改造，以保证风量足够。风机风量如果不够，应先检查除尘器风机出力是否达到，除尘管道阻力是否太大。如果仍然解决不了，则需增大风机的风量，增大风机风量方法很多，天铁增大风机风量主要采用以下几种的方法。

对于采用变频器调速的风机，可以尝试提高风机工作频率，一般六级变频电机可以在30～85 Hz稳定运行。

采用液力耦合器调速的风机，工作中液力耦合器输出存在转速差，可以尝试拆除液力耦合器，改造为电机直接驱动风机，如果进一步对电机安装变频器，还可以实现节能调速。

更换风量更大的风机，此方案需重现制作风机基础，投资大，工期长。

4.2 喷吹室设计

喷吹室内包含布袋除尘器所有的气动装置和电气控制设施。这些装置出现问题将影响除尘设备的正常运行和使用寿命。喷吹室设计应注重以下几点。

喷吹室内部布置。传统的布袋除尘喷吹室内所有管路和线路平铺在走廊内，占用了大量空间，将所有管路和线路沿着喷吹室墙面立体布置的方案，这样喷吹室内通廊空间较大，便于喷吹室内日常巡检和维修。

喷吹室要有防雨设施，防止雨水对设备造成腐蚀和损坏。

冬季气温较低的地区喷吹室应有良好的保温和加热设施，防止冬季低温造成脉冲阀膜片损坏影响除尘器工作。

4.3 除尘器本体保温

低温环境下，烟气中含水量大将造成滤袋清灰能力差，为此应对除尘器本体进行保温，保证除尘器内布袋温度，防止低温影响滤袋清灰效果。

5 结束语

对静电除尘器改造布袋除尘器进行设计，确保了改造过程的顺利进行，保证了除尘器改造后的除尘效果，避免了盲目改造造成的除尘能力不达标和资金浪费。2014年至今，天铁第一炼铁厂已完成了多台静电除尘器的改造工作，改造后，设备运行平稳，故障率较低，除尘器的处理能力达到或超过当初设计要求，排放浓度全部远优于国家标准。

[1] 张殿印，王海涛.除尘设备与运行管理[M].北京:冶金工业出版社，2010：174-181.

Modification of Electrostatic Precipitator at Tiantie Iron-making Plant

WANG Xing
(Iron-making Plant 1,Tianjin Tiantie Metallurgy Group,She County,Hebei Province 056404,China)

In order to meet the requirement by environmental protection,Tiantie Iron-making Plant changed electrostatic precipitator into bag filter deduster and designed the internal structure of the casing,air distributing device,blower,blowing chamber and main body of the deduster.After modification, the dust catching capability of the deduster reached design requirement and discharge condensation was superior to national standard.The equipment ran stably and smoothly with low fault rate.High economic effect was achieved.

precipitator;air flow;filtering bag;plate hole;blower

10.3969/j.issn.1006-110X.2015.06.011

2015-08-15

2015-09-10

王幸（1981—），男，本科，工程师，主要从事冶金设备和环保设备的管理及维护工作。