水泥厂除尘方案.docx

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水泥厂除尘方案

重庆神盾水泥实业有限公司

除尘系统改造方案设计

1、总论

1.1、概述

重庆神盾水泥实业有限公司是巴南区接龙镇的重点工业企业。

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

1.2.1、中华人民共和国大气污染防治法

GB16297—1996

GB4915-2004

GBJ17-88

BJ11-89

GB4053.4-83

GB4053.4-83

GB12348-90

1.2.2、《大气污染物综合排放标准》

1.2.3、《水泥工业大气污染物排放标准》

1.2.4、《钢结构设计规范》

1.2.5、《建筑抗震设计规范》

1.2.6、《固定式钢斜梯》

1.2.7、《固定式工业钢平台》

1.2.8、《工业企业厂界噪声标准》

1.2.9、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,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w50mg/Nm3;其他污染源治理后的排放浓度w30mg/Nm3从肉眼看不到明显烟尘；

3）、岗位噪声：

w85dB（A）;

4）、除尘器漏风率：

w5％；

5）、除尘系统漏风率：

w10％。

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神盾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LFGhfi气箱脉冲布袋除尘器或HM（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：

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

系统名称

产尘设备

单个抽风

抽风罩

处理能力

号

量（mVh）

数量

（mi/h）

1

机立窑烟气除尘系统

机立窑

70000

2

70000

2

生料磨除尘系统

生料磨

20000

1

20000

3

原料破碎除尘系统

一级破碎

6000

1

二级破碎

6000

1

16000

提升机下料

4000

1

4

熟料破碎除尘系统

立窑下料

13000

1

13000

熟料破碎

5

熟料仓进料除尘系统

提升机下料

3500

1

3500

6

水泥磨电改袋除尘系统

水泥磨

14000

1

14000

7

水泥罐除尘系统

水泥罐

5000

1

5000

8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阻力H1,除尘设备阻力H2（—般小于1500P8、系统管

道阻力损失f和抽风罩所需负压H4（一般300Pa）.其总阻力为：

H=（H1+H2+H金H4）X1.1

系统管道阻力计算公式为：

H3=1/2fV2【刀§+（丫/D）L】

式中：

H3——系统阻损（Pa）

V流速（m/s）

y/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,其经济流速为12—18m/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：

AC220V10％；

2）、输出电压：

AC220VDC24V任选）;

3）、输出电流：

3A；

4）、提升延时工作：

1－30秒（连续可调）；

5）、提升清灰延时：

2－5秒；

6）、反吹清灰延时：

0.1－0.5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：

—10――+45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；

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:

38.7

SiO2:

11.87

AL2O3:

3.78

Fe2Q:

1.96

CaO:

38.23

MgO:

1.19

SO:

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=MKVXKX273+T）/273

公式中：

Q-出窑废气量（mi/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1.8Nm1/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

工况烟气量

标况烟气量

工况温度

露点温度

含尘浓度

型

m/h

m/h

g/Nm

①3.0m

60000-70000

45000-54000

50-200

50-55

13.0-23.8

立窑烟气水分在10鸠上，露点在45C-55C,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/N^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/Nm。

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

占

八、、

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）除尘效率较咼，可达99%以上。

2）压力损失小，本体阻力

约100Pa〜200Pa。

3）技术成熟，应用广泛。

缺

占

八、、

1）设备阻力大，本体阻力约

800〜1500Pa。

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800〜1500Pa。

2）新产品，滤料依赖进口，滤袋成本高。

1）设备庞大，占地面积大。

2）需要高压直流电源系统，一次性投资费用咼。

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咼。

2）、主要经济指标（以？

3.0X13m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（m）

77

35

96

设备投资（万元）

90

85

125

引风机功率（KW）

90

90

75

年耗滤料费用

3.8

8.7

设备本省电耗

（Kvy

11.7

7.5

45

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，使立窑袋式除尘器能在

立窑除尘过程中，高效、稳定运行。

该设备可不停机分室检修，操作简单、可靠，运行费用低，是目前国内机立窑烟气除尘的理想设备。

4.1.2、立窑烟气治理工艺流程及技术保障

1）、工艺方案

该工艺流程的基本工作原理是：

立窑烟气先经过调节阀门控制后进入混合室混合，含尘烟气温度即相对稳定，再由砖混结构除尘器顶部的均风槽进入除尘器,均匀的分向各室。

其他原理同上。

2）、技术保障措施

1、除尘器的保温措施

除尘器的进风管道、砖混结构本体及灰斗等均采用有效的保温措施，尽量减少本体的散热，且保温层还有利于设备的蓄热。

实际证明：

该措施使袋式除尘器进、出风口温度相差较小。

2、滤料的选择

CW500-PSI玻纤滤料为四枚煅纹织物，织物表面没有明显的连续条纹，织物光洁、平整、均匀，易于清灰，是过滤湿粘性粉尘的理想滤料。

该织物采用PSI配方，利用非有机硅类憎水剂，把憎水、耐折、耐磨等性能通过特定的烘焙工艺，有机地统一起来，使该滤料的憎水性能等大幅度提高，更适合于水泥厂立窑的废气除尘使用。

CW500-PS玻纤滤料具有抗结露性能优异、强度高，特别是耐折、耐磨性要比普通素玻纤滤料高几倍，通风阻力低，除尘效率高，运行可靠。

3、反吹风量的计算

反吹风量的大小与滤袋缩袋时间及滤袋的尺寸有关，有些文献简单地把反吹风量和过滤风量定在比例关系，说反吹风量等于过滤风量（一个小袋室的处理风量）的1/4-1/2，我们认为这种观点不确切。

由于过滤风速是一个波动范围比较大的变量，因此将反吹量和过滤风量简单地确定为比例关系是不不准确的。

清

灰要求滤袋有足够的变形量，怎样才能做到足够变形量，应该以滤袋内的过滤气流被反吹清灰气流置换完的时间计算出的风量为反吹风量。

如果转达换时间为5-10秒，当过滤风速为1m/min时，置换时间为5秒,反吹风量与过滤风量相等，当转换时间为10秒时，相当与0.5倍的过滤风量；当过滤风速为0.5m/min时。

置换时间为5秒时，反吹风量为过滤风量2倍。

由此可见，简单地按过滤风量来确定反吹量是不科学的，建议按以下公式计算反吹风量。

V•n

Q反=KX3600

t

3

式中：

Q反一反吹风量，m/h;

v—每一条滤袋的容积：

m；

n—每个室的滤袋数，条；

t—被反吹清灰气流置换完的时间，秒，一般可定在下5-20秒之间；

k—各小袋反吹清灰提升换向阀关闭时漏风系数，一般k=1.3。

反吹风量确定后，可根据理论计算和实践经验确定反吹清灰所需的压力是多少。

反吹风压是保证反吹反量的重要条件之一。

反吹风压小了，保证不了反吹风量；而反吹风压过大，反吹风量随之加大，引风机能力不变，则影响系统的抽风量。

反吹清灰气流应当调整到适当的强度，避免反吹过度、折损滤袋，若反吹不足，则无法剥离滤袋表面上附着粉尘。

反吹风量和反吹风压是保证分室反吹清灰袋式除尘器的清灰效果和除尘器高效、低阻稳定运行的关键参数。

4、烟气温度控制

在正常工况条件下，立窑烟气温度在50-180C范围内波动，由于各种原

因的影响，立窑操作中经常会出现“返火”、“卡窑”、“炼边”等问题，此时的烟气温度很高，往往超过滤料允许的最高使用温度，这就要求对进入立窑袋式除尘器的烟气采取“掺加泠风”的降温措施。

冷风阀安装在混合室上。

当冬季除尘器时，必须有高温和低温温度控制两方面的问题。

5、自动控制系统

袋式除尘器的关键是清灰机械，而清灰机构的好坏又与清灰机构的控制机构密切相关，电控应优先采用模块式集成电路控制，该系统运行可靠，参数调整方便，保证了袋收尘器的正常工作。

4.2、生料磨除尘系统

4.2.1、生料磨废气性质及除尘设备选择

生料磨废气的含尘浓度主要取决于磨机系统，物料性质，产品细度，尤其是磨机中废气的流量和流速。

一般生料磨排风含尘浓度为10—20g/Nm3,露点30C,风温约50E，可采用LFGM气箱脉冲袋式除尘器。

该设备的基本原理和特点如前所述。

4.2.2、生料磨废气治理系统工艺流程

1）、工艺流程

在引风机作用下，生料磨废气经除尘系统进风管进入LFGM气箱脉冲袋式除尘器，废气经袋式除尘器过滤后经出风管由引风机排入大气。

袋收尘器收集的粉尘流入提升机入生料库。

具体流程如下：

①、喂料斗；②、球磨机；③、提升机;

④、进风管；⑤、螺运机（下料管）⑥、排风筒；

2）、技术保障措施

1、保温措施

除尘器的进风管道、壳体及灰斗等均采用有效的保温措施，尽量减少壳体的散热，且保温层还有利于设备的蓄热。

2、滤料的选择

生料废气含有一定水份，滤料应选择防油防水涤纶针织毡，其克重为500g/m2,

滤料生产商可选择BWF环保工业技术无锡有限公司和厦门三维丝环保工业有限

公司。

其滤袋寿命可达30000h。

该滤料的主要技术性能如下：

克重（g/m2）

500

厚度（mm）

1.8

透气度（m3/m2/min）

15

断裂强度

经向

>750

纬向

>1200

断裂伸长率|

经向

<35

纬向

<55

破裂强度（Mpa/min）

2.35

连续工作温度「C）

<130

短时工作温度（C）

150

后处理方式

压光、烧毛

半衰期

0.75S

表面处理

拒水防油处理（泰氟隆涂层）

沾水等级（水温27C相对湿度20%）

5级AATCC100

耐酸性

优

耐碱性

良

耐磨性

优

水解稳定性

良

4.3、原料破碎除尘系统

原料破碎工段共有3个产尘源，分别为一级破碎产尘源，二极破碎产尘源和提升机下料产尘源，其收尘比较简单，目前各尘源没有安装除尘设备。

本方案拟

新建一套收尘系统.其思路是：

1）、在三个产尘源处安装吸尘罩，吸尘罩作为尘源的捕集装置；

2）、新增吸尘罩抽风管道，三根抽风管道汇集为一个抽风管道后进入除尘器进风口；除尘器过滤后由联结管道与风机连接，经风机由排气筒排放；

3）、除尘器支架可为钢支架，也可为砖混结构，本方案考虑钢结构，除尘器和风机设土建基础，并设预埋件；

4））除尘器收集的粉尘可用溜管溜到一3.00m平面的粉尘输送装置中；

5）、除尘器选用LFGM644气箱脉冲袋收尘器，该除尘器是我国从美国引进了脉

冲袋式除尘技术，目前已在水泥、机械、钢铁行业得到大力推广.其优点主要体

现在：

5.1、、滤袋以弹性涨圈与多孔板（花板）接口，密封性能和牢固性能非常好；且安装和卸出很方便；

5.2）、滤袋选用国内一流的滤料精心制造，在正常情况下，其寿命大于2年；

5.3）、该设备结构简单，运动部件少，维修方便；所选气缸为台湾亚德客产品，

重庆市场可随时购买其配件；所选脉冲阀为上海产，配件购买方便；

5.4）、该设备清灰为强力离线清灰，清灰、过滤、沉降分别进行，并实现三状态；清灰远远好于反吹风清灰（弱力清灰）；

5.5）、控制技术为单片机定时自动控制，精确度高，开起后不需专人管理。

原料破碎除尘系统的基本原理是：

在引风机作用下，破碎机运转及提升机下料所产生的粉尘经吸尘罩，建排