電除塵器在氧化鋁焙燒中的應(yīng)用
山東鋁業(yè)股份有限公司氧化鋁焙燒使用回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，早期的收塵裝置始于60年代初期，在當(dāng)時(shí)的除塵效率比較高。隨著國家對環(huán)保要求的提高，選用高效率的電除塵器成為亟待解決的問題。
焙燒氧化鋁的原料是含附著水12％的濕氫氧化鋁，其焙燒過程所需的熱能靠燃燒重油提供。為了降低熱耗，減少煙氣排放的含塵濃度，于1996年引進(jìn)了德國魯奇公司日產(chǎn)1600t的氧化鋁焙燒爐。為了充分利用熱能，濕氫氧化鋁首先進(jìn)入管道中與廢熱氣進(jìn)行熱交換，脫去附著水，然后氫氧化鋁和廢熱氣的混合物進(jìn)入電除塵系統(tǒng)，經(jīng)折流板和電除塵收下的干氫氧化鋁再進(jìn)行高濕焙燒。由于該項(xiàng)工藝的特點(diǎn)所致，除塵系統(tǒng)的進(jìn)口含塵濃度為1000g／m3，顆粒的平均直徑40μm，煙氣溫度150℃。電除塵器的極板、極線、振打裝置、高壓裝置以及控制系統(tǒng)由德國魯奇公司供貨，其余部件根據(jù)魯奇公司提供的資料由山鋁公司設(shè)計(jì)、制造和安裝。
一、除塵系統(tǒng)的組成
為了減少進(jìn)入電除塵器的含塵濃度，含塵煙氣首先進(jìn)入裝有垂直折板形式的氣流均布板。由于折板的作用，促使氣流中的粉塵顆粒失去動(dòng)能而落下，從而收集約70％左右的較粗粉塵顆粒，未被收入的細(xì)粉塵則進(jìn)入電除塵器。
二、魯奇電除塵器的特點(diǎn)
1、氣流分布均勻氣流分布的均勻性影響電除塵的驅(qū)進(jìn)速度，考慮到含塵顆粒在進(jìn)入電場時(shí)將由于重力的作用而下降，致使電場下部含塵較大，為使電場的負(fù)荷均勻，應(yīng)使電場的上部風(fēng)速略大于下部風(fēng)速。
基于上述原因，其氣體進(jìn)口設(shè)計(jì)為垂直上進(jìn)風(fēng)形式，進(jìn)氣箱中設(shè)有合理的導(dǎo)流板，使氣體在該處得到較好的預(yù)分布，再經(jīng)垂直折板形成的均布板，在除去粗粉塵顆粒的同時(shí)對氣體再次進(jìn)行均布，最后進(jìn)入多孔板型均布裝置。為了使電場的上部風(fēng)速大于下部風(fēng)速，在多孔板前端的下部設(shè)計(jì)了擋板，且將多孔板設(shè)計(jì)成中上部開孔率為下部開孔率的1.12倍。另外，在極板頂部、側(cè)壁及下部均設(shè)有擋風(fēng)板，防止短路氣流的出現(xiàn)。
2、良好的板、線型式及振打裝置
山鋁公司電除塵器采用寬480mmZT24極板與V15電暈線相配，以得到均勻的電流密度，同極距為400mm，線間距240mm。
極板的上端由連接板懸吊在固定于殼體頂端的縱向梁上，其連接點(diǎn)為鉸鏈，下端由下連接板將整個(gè)電場一排極板全部固定連接在一根撞擊桿上。
電暈線固定在由鋼管焊制的單元框內(nèi)，每個(gè)電場的前后兩端通過懸臂架將整個(gè)電場的全部單元框連成一體，由懸吊桿將梁懸吊在安裝于殼體頂部的絕緣套管上。
由于極板、極線在工況熱態(tài)時(shí)均可以自由膨脹，所以彎曲變形量很小，保持了極線間距離基本不變。
極板振打裝置為機(jī)械側(cè)向撓臂錘，采用平行于極板的振打方式。振打軸的軸承是由套在傳動(dòng)軸上的軸套與軸瓦組成的滑動(dòng)軸承，為了減少粉塵對滑動(dòng)軸承的磨損，外用殼體密封。
電暈線的振打采用凸輪提升機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠。尤其在各鉸接點(diǎn)采用合理的減少?zèng)_擊力的結(jié)構(gòu)，從而提高了整個(gè)機(jī)構(gòu)的使用壽命，板、線振打的效果都很好。
3、減少粉塵的二次飛揚(yáng)電場內(nèi)具有良好的氣流分布均勻性能，并建立了合理的振打強(qiáng)度和周期，有效地減少了粉塵二次飛揚(yáng)的發(fā)生。另外，降低電場下部風(fēng)速也可以減少粉塵的二次飛揚(yáng)。
由于在灰斗內(nèi)與氣流相垂直的方向上沒有阻流板，所以有效地防止了電場內(nèi)含塵氣流的短路。排灰裝置采用兩條螺旋接力輸送，螺距采用變螺距方式，提高了螺旋中物料的填充率，為防止電除塵器下部漏風(fēng)起到了重要作用。
4、絕緣子加熱及熱風(fēng)吹掃裝置電除塵器的每個(gè)絕緣子都有電阻加熱帶，與溫度控制器連鎖，能根據(jù)溫度設(shè)定自動(dòng)加熱，溫度設(shè)定控制在 120℃～160℃之間。在電除塵器表面頂部，各絕緣子的凸出部分被互聯(lián)成一個(gè)通道，在通道頂部裝有吹掃風(fēng)機(jī)，通道內(nèi)也有自動(dòng)加熱裝置。熱風(fēng)吹掃能保證絕緣子的干燥，并能使通道內(nèi)保持一個(gè)微正壓狀態(tài)。
5、先進(jìn)的電氣系統(tǒng)電除塵器的電氣系統(tǒng)采用西門子公司的兩套Coromatic－F系統(tǒng)，為一、二電場送電。正常情況下，一套 Coromatic－F系統(tǒng)為一個(gè)電場送電，特殊情況下可以為另一個(gè)電場送電，甚至可以為兩個(gè)電場同時(shí)送電。該套系統(tǒng)基本為恒流源，電流為1050mA，輸出的電壓可隨電場負(fù)載自動(dòng)降低或升高，山鋁公司電除塵器電場的正常電壓為6kV，電流為1050mA。該系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)成型產(chǎn)品，最高可提供30kV的高壓，安全裕量較大，并能自動(dòng)檢測電場的短路、放電等異常現(xiàn)象。
高壓系統(tǒng)具有完善的保護(hù)裝置，其中高壓室內(nèi)的高壓門與電氣連鎖，高壓門打開則自動(dòng)切斷高壓系統(tǒng)，只有鎖上高壓門，才允許啟動(dòng)高壓系統(tǒng)。
6、可靠的控制系統(tǒng)電除塵系統(tǒng)無人值守，控制系統(tǒng)接入主控室DCS系統(tǒng)，可以從主控室啟動(dòng)或停止高壓系統(tǒng)，并能自動(dòng)閉合或斷開高壓開關(guān)。 DCS系統(tǒng)對電除塵器主要有兩種保護(hù)，①在電除塵器入口管道中裝有一臺(tái)Rosemount氧分析儀，如果管道中混合氣體的氧含量太低（低于0.6％），就切斷高壓系統(tǒng)，持續(xù)太低，就關(guān)閉焙燒系統(tǒng)，防止硫蝕和爆炸現(xiàn)象的發(fā)生；②在入口管道上裝有蒸汽霧化的冷水噴淋裝置，如果電除塵入口煙氣溫度太高（超過 220℃），啟動(dòng)噴淋裝置降溫，若溫度仍降不下來（超過350℃），則關(guān)閉整個(gè)焙燒系統(tǒng)，防止高溫使極板、極線變形，損壞電除塵器。
三、效果與結(jié)論
該電除塵器自1997年10月投運(yùn)以來，運(yùn)轉(zhuǎn)一直非？煽，從沒有因?yàn)殡姵龎m器原因而影響焙燒系統(tǒng)的生產(chǎn)，該電除塵器的年運(yùn)轉(zhuǎn)率基本保持在 94％以上，極板、極線無明顯變形，極板集灰厚度在1mm左右，電場內(nèi)基本無漏風(fēng)現(xiàn)象，二次電壓、二次電流與運(yùn)轉(zhuǎn)初期基本相同。在除塵系統(tǒng)入口含塵濃度為 1000g／m3、垂直折板除去70％粗顆粒的情況下，電除塵器出口含塵濃度始終保持在60mg／m3以下，電除塵器除塵效率大于99.98％。實(shí)踐證明，魯奇公司的電除塵技術(shù)是成熟和先進(jìn)的，在我公司氧化鋁焙燒系統(tǒng)中的應(yīng)用非常成功，為我們在電除塵器的高運(yùn)轉(zhuǎn)率和高除塵率方面提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
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