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紙廠脈衝袋式除塵器的使用與維護

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脈衝袋式除塵器具有性能穩定、運行費用低、淨化效 率高、可回收利用粉塵等優點,是處理細而幹燥粉塵的理 想設備,廣泛應用於工業企業的粉塵治理工藝中。在造紙 企業主要用於備料車間木類或草類原料切割、粉碎、運送 等生產場所的除塵。本文對脈衝袋式除塵器的使用與維 護等問題作一些探討。

1 使用中注意的問題

1.1 合理選配風機和電機

風機和電機是脈衝袋式除塵器的主要部件,它們的選 型必須與除塵器的用風量要求匹配,不然,將導致袋式除 塵器運行效果不良。在選型上容易出現以下問題:(1)風 機風量不能滿足除塵器風量。風機的風量與除塵器風量必 須保證1.2∶1的比例,才能確保足夠的除塵風量,而有些用 戶從經濟角度考慮,往往所選除塵風機風量與除塵器風量 相當,甚至低於除塵器風量,導致除塵風量不足,直接影響 了除塵效果的提高。(2)除塵電機轉速不合要求。一般除塵 風機額定風量按葉輪轉速為3000r/m i n設計,即需二級電 機相匹配,否則風機達不到額定風量,但有些用戶疏忽大 意,雖然所用風機額定風量滿足要求,但除塵風機采用四 級電機驅動,轉速僅為1500r/m i n。這樣,由於風機葉輪轉 速大幅下降,除塵風機產生的風量隨之下降,以至無法達 到除塵器要求的風量。

1.2 合理布置管網

除塵管道的布置方式在一定程度上製約著除塵效率 的提高。在空間及場地允許的條件下,盡量以垂直管道代 替水平管道。除塵管道布置若采用水平布置,為防止管道內積灰,通常水平管道所需風速與垂直管道相比要高出 3m/s左右,依據公式Q =πr 2×V (r 為管道半徑,V為管道內 風速),在風量Q 一定的情況下,風速V提高,則r必然減小, 所以,水平管道直徑要比垂直管道直徑減小,這將增加單 位長度內係統阻力,使風量明顯下降。同時,如果管道積 灰清理不及時,將造成管道堵塞的嚴重後果。如果因工藝 及場地等條件限製必須鋪設水平管道,則要在水平管道處 安裝清灰孔,定期清理積灰,否則,將嚴重影響除塵風量 的提高。另外,若異形管件使用過多,如彎頭、三通等,將 導致除塵係統局部阻力過大。由理論計算可知,在彎頭的 曲率R/d>5的情況下,一個90°彎頭相當於8m長左右同徑 直管的阻力。因此,應盡量避免或減少使用異形管件,以 降低係統阻力,提高除塵效率。進氣方式也是影響除塵效 率的一個因素。雖然下進氣方式可以避免氣流對濾袋的衝 擊,提高濾袋的使用壽命[2],但由於在濾袋內氣流的流向和 粉塵下落的方向相反,引起粉塵的二次飛揚,導致除塵器 的壓力損失增加,除塵效果明顯下降。

1.3 合理確定脈衝噴吹參數

脈衝噴吹清灰的參數有:噴吹壓力、噴吹間隔、噴吹時 間、壓縮空氣耗量。如果這些參數選擇設計不當,將直接 影響到清灰效果和除塵效率[3]。一般來說,噴吹壓力越大, 誘導的二次氣流越多,形成的反吹氣速越大,清灰效果越 好,袋濾器壓降下降越明顯,但應注意避免過度清灰,否則 會影響過濾效果;噴吹間隔的長短直接影響到除塵器的壓 降,對采用定時控製的脈衝袋式除塵器,噴吹間隔由脈衝 控製儀設定,定時噴吹(開環控製)通過調整脈衝間隔,可 使除塵器壓降基本保持穩定狀態下運行;噴吹時間越長, 噴入濾袋內的壓縮空氣量也越多,清灰效果越好,但噴吹 時間增加到一定值後,對清灰效果的影響並不明顯;壓縮 空氣耗量主要取決於噴吹壓力、噴吹周期、噴吹時間、脈 衝閥型式和口徑以及濾袋數等因素,壓縮空氣的供給必須 滿足清灰要求,否則,則影響到吹灰效果。

1.4 合理選擇濾袋材料

脈衝袋式除塵器的捕集粉塵能力主要是依靠濾料上 形成的粉塵層。濾布則主要起著形成及支撐粉塵層的作 用。在選擇濾料時應主要考慮以下因素:(1)根據含塵氣體 的特性選用。濾料通常是由棉、毛等天然纖維或合成纖維 為原料製成的。原材料具有各自不同的理化特性,不可能 在溫度、濕度及耐化學性等方麵都具有完全優良的性能和 抵抗性。在選用濾料時必須充分掌握含塵氣體的特性(包 括含塵氣體的溫度、濕度、腐蝕性、可燃性及爆炸性等),認真對照各種纖維所具有的性能加以合理選擇。(2)根據粉 塵的性狀選用。粉塵的性狀包括粉塵的化學性能和物理 性能。主要是從粉塵的物理性能角度考慮對濾料的材質、 結構以及後處理等方麵的選用。這些性狀主要包括粉塵的 形狀和粒徑分布、粉塵的附著性和凝聚性、粉塵的吸濕性 和潮解性、粉塵的磨啄性等。(3)根據除塵器的清灰方式選 用。濾料袋式除塵器的清灰方式是選擇濾料結構品種的 一個主要因素。不同清灰方式的袋式除塵器因清灰能量、 濾袋形變特性的不同,宜選用不同結構品種的濾料。(4)根 據其他特殊要求選用。主要包括高濃度收塵工藝、高標準 排放和具有淨化要求的場合、具有穩定低阻運行要求的場 合、含油霧等粘性微塵氣體的處理以及特殊結構除塵器的 要求等。

1.5 加強日常檢測與監控

除塵器每個通風除塵係統都要安裝和配備必要的測 試儀表,在日常運行中要定期對除塵器有關參數進行測定 並作好記錄,以便掌握其工作狀態和進行適當的調整。如 根據係統的壓差,進、出口氣體溫度,主風機電機的電壓、 電流、軸溫、軸振動等的測定值,了解濾袋是否發生堵塞、 濾袋清灰程度、煙氣流量變化、濾袋是否有泄漏等運行情 況。尤其是壓差計上測得的壓力差,是最簡便、最直觀判 斷除塵器運行狀態的重要參數。如壓差增高,意味著濾袋 出現堵塞、濾袋上有水汽冷凝、清灰機構失效、灰鬥積灰 過多堵塞濾袋、氣體流量增多等情況;而壓差降低則意味 著出現了濾袋破損或鬆脫、進風側管道堵塞或閥門關閉、 箱體或各分室之間有泄漏現象、風機轉速減慢等情況。要 製定相應的使用規定,如壓縮空氣的壓力、高效除油過濾 器的油水排放、除塵器的進出口負壓差及除塵器的巡檢製 度等。還要經常檢查控製閥、脈衝閥及定時器等的動作情 況,脈衝閥橡膠膜片的失靈將直接影響清灰效果。如屬於 外濾式,袋內裝骨架除塵器,則要經常檢查固定濾袋的零 件是否鬆馳、濾袋的張力是否合適、支撐框架是否光滑, 以防止磨損濾袋。除塵器的運行最好采用P L C自動控製, 以提高運行的可靠性。

1.6 避免安全事故

袋式除塵器在運行時要特別注意燃燒和爆炸事故發 生,並采取相應的預防措施。在處理燃燒氣體或高溫氣體 時,常常有未完全燃燒的粉塵、火星、易燃燒和爆炸性氣 體進入袋式除塵器,有些粉塵具有自燃著火的性質或帶電 性,同時,大多數濾料的材質易燃燒、摩擦易產生積聚靜 電。所以應妥善考慮和采取有效的防火、防爆措施,如[2]:濾料最好使用耐高溫或不易燃燒的材料;在除塵器的前麵 設燃燒室或火星捕集器,以便使未完全燃燒的粉塵與氣體 完全燃燒或把火星捕集下來;采取防止靜電積聚的措施, 各部分用導電材料接地,或在濾料製作時加入導電纖維; 防止粉塵的堆積或積聚,以免粉塵的自燃和爆炸;在係統 的必要處設防爆泄壓口,以免壓力過大發生爆炸。

1.7 防止結露

濾袋結露是多數袋式除塵器的通病,危害甚大。所謂 結露是指含濕空氣在一定的氣壓和溫度下析出過飽和水 分的現象,析出水分的溫度點稱之為露點。濾袋結露受潮 後,致使灰塵不是鬆散地而是粘糊地附著在濾袋上,把織 物孔眼堵死,造成清灰失效,除塵器壓降過大,無法繼續 運行,甚至產生糊袋無法除塵。引起結露的原因主要是含 濕量較大、溫度較高的氣體在除塵器箱體內突然冷卻,致 使水分凝結。因此,防止結露可從兩個方麵采取措施:一 是在含塵氣體進入除塵器之前進行冷卻,以降低其含濕 量,或者對接近露點的高濕氣體混入熱空氣以降低其相對 濕度。而這兩種措施的選擇,應視含塵氣體溫度而異;二 是對除塵器入口管道進行保溫隔熱,盡量將濾袋的溫度保 持在含塵空氣的露點溫度之上。具體措施如下:給物料去 濕,即采取幹燥工藝減少物料水分,降低粉塵氣體的含水 量;對反吹氣源加溫,減少其與含濕含塵氣體的溫度差; 減少漏風,減少除塵器係統中工藝設備的漏風、除塵器下 的密閉排灰閥的漏風、管道法蘭連接處等的漏風,將除塵 器本體部分縫隙的漏風、本體漏風控製在5%以下;保持含 塵氣體在除塵器內均勻分布,防止在邊角出現渦流,使這 裏通過的氣體量減少形成局部低溫而產生結露問題;加強 除塵器、管道等有關各處的保溫與防雨,使除塵器進、出口 溫差減小。

1.8 正確操作和維護

脈衝袋式除塵器操作中應注意以下幾個問題:設備 開動前,先檢查除塵風機、電機、布袋、控製儀、脈衝閥等 是否完好,確認無誤後方可進行操作;主體設備開動前,先 開除塵器2~3min,停機時相反;除塵設備開動順序依次 為風機、清灰電機、高壓風、控製儀,停機順序相反;除塵 設備運行過程中,必須保證主體設備密閉完好;每周兩次 定期排出油水分離器及除塵器風包內的油、水等雜質;每 兩年更換一次除塵布袋,並隨時檢查除塵布袋磨損情況, 發現破損及時更換;如有水平除塵管道,每年定期打開清 灰孔,清理管道內積灰一次。當袋式除塵器長時間停止運 行時,除必須徹底清灰外,還應注意下列問題:在係統冷卻之前,徹底排空袋室內的含濕氣體,全部換上幹燥的空 氣;停運期間,要把灰鬥內的積灰排除幹淨,清灰機構與 驅動部分要充分注油;要充分注意風機的清掃、防鏽等工 作,防止灰塵和雨水進入軸承(注意電動機的防潮);停運 期間,要定期的進行短時間的運行(空運轉),保證除塵係 統能正常運轉;徹底排空冷卻係統內部的冷卻水,防止冷 卻水凍結發生事故。

2 常見故障與排除措施

2.1 濾袋壓差過高

濾袋壓差過高是指濾袋內外壓力差超出了在線監測 壓力表的測量範圍。易造成以下問題:係統處理粉塵的能 力明顯下降;輸灰管道的堵塞;風機長期在高頻狀態下工 作,增加了係統的電能消耗。主要原因有:(1)含塵氣體溫度 過高,且係統未采用任何保溫絕熱措施,使得管道、除塵 器中的粉塵與外界環境存在較大溫差,發生熱交換降溫而 析出水蒸氣出現結露,增加了粉塵的濕度和粘性,應采取 保溫絕熱措施。(2)脈衝噴吹係統相關參數設置不當,除塵 器清灰效果差。如濾袋脈衝噴吹的時間間隔過長、脈衝噴 吹寬度過短、壓縮空氣壓力過低,造成濾袋張度降低,濾 袋上的粉塵也堆積過厚。應重新設置脈衝噴吹係統相關 參數。(3)濾袋材料與粉塵特性不匹配,造成部分氣孔被堵 塞。對於濃度大、粒徑小、濕度大、粘性大的粉塵,應選用 覆膜濾布。覆膜濾布是用針刺濾布表麵覆以聚四氟乙烯微 孔薄膜製成的,濾布表麵很薄、光滑、多微孔、孔徑小、孔 隙率高,摩擦係數極低,具有不粘性。(4)除塵器的除塵負 荷以及濾料的過濾風速過高。若係統處理的粉塵濃度過 高,濾料過濾風速值偏高,則都會導致濾袋壓差的升高。 應適當減小袋式除塵器的除塵負荷以及濾料的過濾風速, 即增加過濾麵積,使濾料過濾風速降低[5]。

2.2 濾袋破損

脈衝袋式除塵器利用除塵布袋的過濾作用將含塵氣流 淨化,因此布袋的完好情況直接關係到淨化效率。在生產 中,由於粉塵對布袋表麵的磨損,將使布袋出現“針刺”小 孔。有時在清灰過程中,由於在高壓風強大氣流的衝擊下, 除塵布袋也會出現較大破損。濾袋破損後導致排出的氣體 粉塵濃度增大,而且含有較多粉塵的氣流高速通過風機 時,將造成風機外殼及葉輪的嚴重磨損。選擇耐磨、耐腐 蝕的濾袋材料、提高濾袋的使用壽命是解決問題的有效方 法。另外,要定期檢查除塵布袋磨損情況,發現破袋現象 應及時處理,小的破孔可進行粘合或縫補,尺寸大的則要進行更換。

2.3 除塵器漏風

主體設備和管網的密閉情況影響脈衝袋式除塵效果。 袋式除塵器用負壓操作,如果主體設備及殼體和管道的連 接處密封不嚴,其一,漏出除塵風,將使實際風量減小,影 響除塵效果;其二,漏入冷空氣,將增加含塵氣體處理量 和使含塵氣體溫度降低而出現冷凝水,這二者都會使含塵 氣體露點發生變化,導致結露。檢查除塵器漏風,可在出 風口附近箱體上開一個檢查孔觀察,但憑肉眼檢查很難發 現漏風點,此時可以開啟排風機,同時應關小風門進入檢 查。若能聽到“哧哧”的漏風聲,即可確定問題出在此處, 然後對漏風處施焊。另外,控製氣管、換向閥、提升閥之間 的連接軟皮管老化、破損漏氣,漏氣會導致提升閥因得不 到所需的壓縮空氣,不能及時地提起或關閉,造成整個係 統不暢,出現除塵器進、出口負壓差波動較大,收塵器工作 不正常,如發現這類問題,應及時更換皮管[4]。

2.4 脈衝氣源不佳

壓縮空氣的質量是脈衝袋式除塵器穩定運行的關鍵, 高壓風的質量影響除塵效果:正常情況下,每個脈衝閥工 作所需高壓風量如滿足不了要求,則不能正常清灰,導致 除塵器“糊袋”;在除塵布袋清灰瞬間,隻有布袋內壓力大 於布袋外壓力(除塵器內負壓)3~5倍,才能使布袋正常清 灰;必須保證高壓風幹燥清潔,一般空壓機直接供給的高 壓風含有一定的水和油漬,如不及時將水排出,所含水分 隨高壓風噴吹進入除塵布袋,勢必造成布袋表麵結成厚厚 的“粥”狀粉塵層,從而導致除塵布袋報廢。另外,壓縮空 氣如果含有較多的油漬和水,易造成氣缸積水、脈衝閥漏 氣、氣動三聯體過氣壓力降低以及氣缸電磁閥不工作等現 象。可在空壓機出口安裝一台冷凍式氣體幹燥機,或是在 收塵器儲氣罐入口安裝可更換濾芯的氣體過濾器,定期排 放水和檢查氣體過濾器的壓差,當壓力損失達到0.1~0.15 時更換濾芯。

2.5 脈衝閥工作不正常

脈衝閥、控製儀屬於附屬設備,主要擔負著除塵布袋 的清灰工作,以維持除塵器長期而穩定地運行。如果脈衝 閥、控製儀工作不正常,其直接表現為“糊袋”,從而使除 塵係統阻力增加,除塵效果明顯降低。電磁脈衝閥漏氣是 最常發生的故障,主要原因有[3]:電磁脈衝閥的氣壓平衡 孔堵塞,安裝壓縮空氣管道時沒有把管道內的鐵鏽和焊渣 等異物清理幹淨,或者壓縮空氣含有較多的油漬和水;電 磁脈衝閥膜片損壞。除塵器所有的脈衝閥都不工作,風包壓力急速降低到零,氣缸關閉,除塵器壓差持續增加,通 風量迅速降低。

出現電磁脈衝閥漏氣時,從以下幾個方麵查找原因並 采取措施:(1)把儲氣罐上的排水閥打開,對其吹氣以便排 出管道內的鐵鏽和焊渣等異物。(2)更換電磁脈衝閥的雙膜 片。膜片對脈衝閥壓縮空氣起到密封作用,使用時間過長, 易發生老化,起不到密封作用。更換時需注意磨片上的小 孔保證透氣。(3)更換用於壓緊膜片的彈簧,由於長時間、 高頻率使用,會使彈簧彈力減弱,難以壓緊膜片而造成漏 風。(4)更換電磁脈衝閥磁鐵的連接彈簧。彈簧容易生鏽, 生鏽後因彈力不夠,使得電磁脈衝閥斷電後電磁鐵無法彈 起,造成電磁脈衝閥氣孔持續漏氣。

2.6 提升閥工作異常

提升閥工作異常主要表現在閥板脫落、氣缸不動作或 動作不到位。閥板脫落主要是由於閥板在氣缸絲杠上的位 置調整有點偏下,氣缸運行到下止點時,閥板變形嚴重。長 時間閥板中心孔周圍便出現龜裂,造成閥板脫落。處理方 法是將閥板位置朝上調,使氣缸運行到下止點時,閥板產 生輕微形變(3~5mm)即可。氣缸不動作可能是二位五通閥 排氣孔堵死或進入粉塵或異物,造成閥芯無法動作。可采 用煤油清洗並用潤滑脂潤滑的方法排除,在清洗時必須注 意內部小配件不能丟失,按照正拆反裝的方法進行。氣缸 動作不到位多半是氣缸內部故障造成,主要是氣缸內積水 和氣缸活塞漏氣。氣缸內積水可以通過依次打開氣缸上下 頂蓋上的排氣閥,並配合二位五通閥的手動閥,使活塞上 下運動幾次即可將積水排幹淨;活塞漏氣時,打開氣缸,更 換活塞上的密封圈即可。

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