除尘器

多管旋风除尘器除尘效果优化

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-12-27 14:50:18

摘要:本文简要介绍了多管旋风除尘器工作原理,在宁钢焦化厂的使用情况和存在的问题,通过分析核算,制定优化改造措施,进行改造后提高除尘效率,达到设计使用要求。

关键词:干熄焦;旋风子;多管旋风除尘器

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0前言

宁钢焦化干熄焦气体循环系统流程为:干熄焦炉→一次除尘器(1DC)→余热锅炉→二次除尘器(2DC)→循环风机→干熄焦炉,其中二次除尘器选用多管旋风除尘,为工艺除尘。

在对循环风机检查中发现,风机的入口导流、转子中盘、机壳、涡舌等处均磨损较严重,特别是某些角焊缝部位,冲刷磨损已深入至焊肉,若不及时修复处理,将会影响循环风机的安全运行,而该风机实际使用时间仅半年左右。因此,一方面我们积极进行风机的修复,另一方面就是查明磨损原因,要从源头防范治理该问题。

从风机磨损情况看,很明显属于磨粒磨损,是干熄焦粉冲刷所致。那么,有两个可能会造成这种情况:一是风机本身问题,耐磨性差;二是二次除尘器的问题,达不到设计的要求。对前者,我们在查询风机的设计,咨询厂家和其他焦化厂该风机的使用情况后,排除了这种情况;对后者,我们进行了二次除尘器出口含尘浓度的检测,发现达不到设计要求。因此,确定二次除尘器有问题。

1二次除尘器的概况及除尘原理

二次除尘我们选用了轴流多管旋风式除尘,由多个单体旋风子(见图1)组成一组多管组合旋风除尘器(见图2),二次除尘器由八组组合旋风器组成,共计792根单体旋风子,双出口。使用环境为:温度Tmax=200℃,气体流量在280000m3/h,设计要求出口含尘浓度在1000mg/m3以下。而实际使用中,出口含尘浓度超标,见下表1。

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除尘原理:含尘气体通过导流器进入旋风除尘器,绝大部分气流沿圆筒器壁螺旋向下运动,形成外旋涡气流。气流在旋转过程中产生离心力,尘粒在离心力的作用下,甩向器壁而损失径向动量,依靠轴向动量和自身重力下滑,大部分落入粉尘收集仓。外旋涡气流到达锥体部分后,受锥体引导不断收缩,切向速度也随之提高,轴向速度由向下改为向上,继续做螺旋运动,形成内旋涡气流。最后经排出管排走,一部分没有被捕集的尘粒也由此带出。

其特点是结构简单、除尘效率较高、无需动力源、投资少、所占空间小、维护管理方便以及适用面宽(能适用于高温、高压及腐蚀性气体)等,对于收集(5~10)μm以上的尘粒,其除尘效率可达90%左右。

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2原因分析

从表1,可以看出(排除测量误差),随烟气流量的增加,出口含尘浓度和出口气流速度也相应增加。我们从该除尘器结构和检测数据分析,造成二次除尘器达不到设计要求的影响因素如下:

1)将进气室和出气室隔开的中间隔板未密封严实,造成含尘气流部分直接从进气室进入排气室(即窜气),使除尘器出口含尘浓度超标;

2)除尘器设计上存在问题,造成除尘效率低。而气流切向速度是决定气流合速度大小的主要速度分量,也是决定气流质点离心力和颗粒捕集效率的主要因素;

3)除尘器内部有积灰现象,气流的流通截面减小,从而除尘效率降低;

4)灰斗积灰过多或有膨灰现象,卸灰阀卸料不及时,灰仓积灰过多,外漩涡气流在螺旋下行至锥体中下部改变轴向旋转方向(上行)时,将积灰的部分带出,使出口粉尘浓度加大。在干熄焦检修期间,通过检查,我们排除了3、4项的影响;而第1项问题发生在多管除尘器组之间的隔板上,存在10mm左右的缝隙;第二项,通过简要计算:

V=Q/N×S

式中:V为气流速度;Q为气流流量;N为旋风子数量;S为单个旋风子同流截面积。

在气流量Q=280000m3/h时,因S=0.00837m2,N=792,可初算出V=11.7m/s。根据旋风除尘器设计手册相关内容:气流流速应保持在(18~23)m/s,小于18m/s时除尘效率下降,而高于23m/s时效率提高不明显,但阻力损失却增加,风机电耗增高很多。可以看出,该设计不合理。

3处理措施

1)除尘器隔板间隙问题。处理较容易,我们在间隙上进行搭板满焊接,以保证其气密性,共焊接处理3条4米长左右缝隙。

2)如何提高气流流速问题。由于生产和投资因素,该除尘器主体结构和旋风子尺寸不可能进行整改,那只能从减小气流流通截面积着手,即合理减少旋风子数量。为保证改造后气流分配的均匀性,采取间隔相同列数的取出1~2个整列的旋风子。图3为改造前的二次除尘器平面图。据此,有如下三种:①每隔4列旋风子取出2列,则剩余旋风子数量为504支;②每隔3列取3列,则剩余378支;③每隔5列取1列,则剩630支,见图4。对应核算:在Q=280000m3/h时,①计算V=18.44m/s;②V=24.58m/s;③V=14.75m/s;从核算来看,符合条件的为第一种措施,见图4。在取消旋风子后,孔洞部位也进行了搭板满焊处理。

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4优化改造后的运行情况

在二次除尘器改造后,运行至今,循环风机技术状态良好,未再出现磨损异常的部位,且通过几次除尘器出口含尘浓度的检测,其已在控制范围,见表2。

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由表1、表2可见,二次除尘器在改造优化前后,相同工况烟气流量下,其出口含尘浓度最高降低了近50%。

5结语

通过二次除尘器的优化改造,提高了除尘器的除尘效率,除尘效果满足干熄焦系统的要求,同时也验证了优化方案的正确性,为循环风机及干熄焦系统的稳定运行创造了条件。

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