2500t/d水泥生产线窑尾袋式除尘器的开发，制造和

1  前言

目前，2500t/d新型干法旋窑水泥生产线是国家鼓励发展的水泥制造技术。旋窑窑尾烟气除尘一般采用卧式电+收尘器技术。但随着GB4915-2004«水泥工业大气污染物排放标准»的实施,现有电除尘器技术很能满足国家环保排放标准要求。在投资相对较低情况下，开发制造高质量的新型袋式除尘技术是新型干法旋窑窑尾烟气治理的最佳途径。

我们综合比较了国内外大气反吹袋式除尘器和脉冲反吹袋式除尘器的性能特点，开发出了适合2500t/d水泥生产线窑尾烟气工况的CD460-2×9型长袋脉冲袋式除尘器。本文就该设备的开发，制造与运行作一简要介绍。

2  CD460-2×9型长袋脉冲袋式除尘器工作原理与结构

2.1  工作原理

    袋式除尘器是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其原理是：尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截，细微的尘粒（粒径为1微米或更小）则受气体分子冲击（布朗运动）不断改变着运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。其工作过程与滤料的编织方法、纤维的密度及粉尘的扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等因素及其清灰方法有关。

袋式除尘器按其清灰方式的不同可分为：振动式、风机反吹式、脉冲式、声波式及复合式等五种类型。脉冲反吹式根据反吹空气压力的不同又可分为高压脉冲反吹和低压脉冲反吹两种。脉冲清灰袋式除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节，清灰效果好，是目前世界上最为广泛应用的除尘装置。

        图一所示为脉冲反吹布袋除尘器原理图。含尘气体由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗，其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区，滤袋过滤后的洁净气体经上箱体、提升阀、排风管排出。随着过滤工况的进行，当滤袋表面积尘达到一定厚度时，由清灰控制装置按设定程序关闭提升阀，控制当前单元离线，并打开电磁脉冲阀喷吹，抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘经卸灰阀后由输灰系统送出。

2.2  基本结构

脉冲反吹袋式除尘器由滤袋组件、导流装置、脉冲喷吹系统、出灰系统、控制系统、离线保护系统、箱体等组成。

图二所示为2500t/d窑尾配套袋式除尘器结构图，主要包括：

2.2.1、过滤系统：包括滤袋、框架、多孔板。滤袋及多孔板的连接设计了自锁装置，安装和更换方便，并能有效延长滤袋使用寿命。

2.2.2、导流装置：采用独特的烟气分配装置,可对大直径颗粒进行分离，避免含尘气体冲刷滤袋，进一步提高除尘效率，延长滤袋使用寿命。

2.2.3、脉冲喷吹系统：喷吹系统由气包、电磁脉冲阀、承压接头、喷嘴管、支架等组成。

2.2.4、出灰系统：由空气炮、电加热器、料位计等组成，空气炮确保灰尘具有好的流动性。

2.2.5、控制系统：主要由脉冲喷吹控制仪、BMC电脑控制柜、测量元件组成。

2.2.6、离线保护系统：主要由旁路阀、测温仪、压力检测装置、脉冲控制仪、滤袋检漏装置等组成。旁路系统充分利用了进出风口通道，而不新增空间。

2.2.7、箱体部分：由上箱体（净风室）、中箱体（过滤室）、下箱体（灰斗）、烟气分配器、花板、平台、扶梯、支腿、进风口、出风口、出灰口、保温、彩色面板等组成。

3  CD460-2×9脉冲袋式除尘器设计方案与特点

3.1 总 述

3.1.1 处理风量：500000m³/h。

3.1.2 设备型号：CD460-2×9。

3.1.3 设备布置：双排共 18室，每室设154条滤袋，总滤袋数量2772 条。

3.1.4 过滤面积： 8280 m²。

3.1.5 滤袋采用Φ160×6000mm标准规格，材质采用耐高温复合滤料【P84（聚

酰亚胺）+PTFE基布+玻纤复合滤料，并经防油防水处理】。

3.1.5 除尘器采用下进风、外滤式过滤。

3.1.6 除尘器顶部设检修门，用于检修和换袋（除尘器的维护、检修、换袋工作

在机外执行，不必进入除尘器内部）。在净气室设有由差压仪等组成的滤袋检漏

装置，以便在滤袋损坏时及时报警。

3.1.7 除尘器设有保温层、顶部防雨棚，防止在环境条件下结露现象的发生及保

护除尘器顶部装置。

3.1.8 除尘器设旁路管道，点火或工况不正常时特殊烟气经旁路管道排放而不

经过滤袋，从而有效地保护滤袋。

3.1.9 除尘器设置烟气温度在线检测装置，当烟气温度超过预设报警值时，打

开旁路系统阀门排放烟气，保护滤袋。

3.1.10 除尘器配置进风分配系统及滤袋固定框。

3.1.11 除尘器进风口配置手动调节阀，它的关闭能保证除尘器单个仓室的完全

离线，实现了在除尘器正常工作状态时对单个仓室的检修维护。

3.1.11 除尘器配空气炮清堵装置，能有效地破拱，保证了除尘器顺利卸灰。

3.1.12 除尘器控制系统采用PLC进行自动控制，设置差压及定时清灰控制方式

并设有压力、温度、料位、滤袋检漏等检测报警功能。

3.2 长袋脉冲袋式除尘器核心部件

对于整台袋式除尘器而言，滤袋及电磁脉冲阀是其核心部件。

滤料质量直接影响除尘器的除尘效率，滤袋的寿命又直接影响除尘器的运行费用。根据除尘器运行环境和介质情况,滤料选用国内一流的复合滤料，持续耐温220℃，瞬间260-280℃。加上在除尘器结构方面的改进，保证了滤料30000小时的正常使用寿命。

电磁脉冲阀的选用关系到除尘器的造价及清灰效果。该除尘器选用的电磁脉冲阀为喷吹压力＜0.15Mpa的韩国大河公司或意大利TURBO公司、美国ASCO公司原装进口双膜片电磁脉冲阀，膜片经久耐用，寿命大于100万次以上，满足了脉冲电磁阀的高效运行要求。

此外，旁路系统是保证除尘器安全的重要设施。它保证了在旋窑点火喷油和燃烧异常状况下除尘器的自我保护，并能通过控制系统及时报警。

作为袋式除尘器保护系统的一个重要组成，滤袋捡漏装置在除尘器的运行过

程中不可缺少，借助滤袋检漏装置，除尘器能随时监视仓室压力、检查滤袋受损情况，一旦有滤袋破损，即时报警通知检修，保证除尘器正常运行。

3.3 主要技术参数

3.4 主要性能特点

3.4.1 采用了韩国大河公司或美国ASCO公司进口的3”淹没式脉冲阀，以及独特的淹没阀安装方式，大大的降低了阻力，减少了动能的消耗；
3.4.2 通过喷吹管上开孔孔径的变化，合理调节压缩空气喷吹到袋底的压力，使其既能清灰彻底，又不损伤滤袋；
3.4.3合理的滤袋间距，使清灰过程中滤袋袋底不相碰，可延长滤袋使用寿命；
3.4.4 体积小、重量轻。可节省设备费用、土建费用、减少占地面积，处理同样风量的高效脉冲袋收尘器的重量大大少于反吹风袋收尘器的重量。

3.4.5 采用PLC进行自动控制，并留有DCS接口。当自动控制发生事故时，可手动控制。

3.4.6 除尘器设有旁路烟道，以便窑系统启动和系统发生事故时使用。

3.4.7 进风口容易冲刷部分采用16Mn钢制造，其寿命更长。

3.4.8 每一室进风管均设手动调节阀，通过与离线阀配合，可实现单室或多室完全离线检修，整台设备不停机。

3.4.9 当一室清灰时，滤袋过滤风速增加值小于6%，整台设备阻力波动小，除尘系统运行平稳。

4  CD460-2×9长袋脉冲袋式除尘器的制造

4.1 制造标准

《水泥厂大气污染物排放标准》                GB4915—2004

《工业企业噪声控制设计规范》                GBJ78-85

《钢结构设计规范》                          GBJ17-88

《袋式除尘器安装要求验收规范》               JB/T8471-96

《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》           GB12625-90

《袋式除尘器性能测试方法》                   GB12138-89

《电器装置安装工程施工技术条件》             GBJ232-82

《固定式钢斜梯》                             GB4053.4-83

《固定式工业钢平台》                         GB4053.4-83

其它适用于本项目的规范和标准。

4.2 制造要求

4.2.1 除尘器箱体成形后光滑平整，无明显凹凸不平现象，内部筋板布置合理，

保证箱体强度和刚性。除尘器本体设计密封、坚固，连接件的尺寸配合公差达到

国家标准公差和配合中规定的10级精度。

4.2.2 除尘器成套设备配套提供喷吹系统（含储气包、油水分离器等压缩空气净

化装置、自动排水阀、供气系统）、灰斗电加温装置、清堵空气炮、卸灰阀、进

出风管配套法兰、除尘器控制柜、扶梯平台及有关检测仪器、仪表和信号显示装

置。除尘器灰斗设检修孔。

4.2.3壁板制作平整，不得扭曲，对角线误差＜5mm，现场安装时，柱子和壁板

的垂直度偏差＜5mm，运输中部件变形者需校正。

4.2.4花板开孔采用镗床工艺，位置要求准确，与理论位置的偏差不得大于±

0.05mm，确保两孔洞的中心距误差在±1.0mm。花板孔洞制成后焊接加强筋板时，

筋板布置合理，。

4.2.5焊接后通过整形确保花板平整，花板平面度＜1/1000，对角线长度误差＜

3mm，内孔加工表面粗糙度为Ra=3.2。滤袋与花板的配合合理，滤袋安装后，必

须严密、牢固不掉袋、装拆方便。

4.2.6除尘器的所有连续焊缝应平直，无虚焊、假焊等焊接缺陷，焊缝高度满足

设计要求，并进行煤油渗漏试验。箱体和灰斗间采用手工连续焊接，保证焊接的

强度和密封性符合相应行业标准。焊接后的焊缝应进行清理焊渣和飞溅物，不允

许有明显的焊渣、飞溅物和锈未清除就涂刷底漆。

4.2.7喷吹系统主要部件将进行预组装试验。

4.2.8除尘器袋笼采用自动流水线制作，焊接点牢固、无毛刺，采用热镀锌工艺，

保证袋笼耐磨、耐腐。滤袋框架采用Q235钢制成。

4.2.9除尘器顶盖采用剪冲密封顶盖，重量、大小适合人工开启。所有孔、门制

作及装配结束后，进行密封试验，确保无变形、无泄漏。

4.2.10除尘器所用钢材分加工前和涂装前两次机械抛丸除锈。

4.2.11除尘器滤袋上采用弹簧涨圈卡环，拆装方便、密封性好，安装可靠性高，

底部采用加强环布，滤袋合理剪裁，尽量减少拼缝。拼接处，重叠搭接宽度不小

于10mm。

4.3 材料要求

4.3.1 除尘器采用型钢、钢板结构，材质为Q235A。箱体所用的型钢、钢板应首

先进行喷砂、除锈，以备制作除尘器用。除尘器本体壁板厚不小于5mm、灰斗板

厚不小于4mm,盖板和筋板厚度不小于6mm,进出风管壁厚不小于8 mm,配对法兰

厚度不小于10 mm。梯踏板采用板厚大于5mm的Q235材料制作。栏杆扶手采用

Φ40钢管制作。

4.3.2 滤料持续耐温220℃，单位重量≥500g/m²。有效使用寿命≥30000小时。

4.3.3 主要材质表

5 CD460-2×9长袋脉冲袋式除尘器的运行

5.1 除尘器启动

5.1.1 启动以前

①如果是新的布袋或除尘器离线了而且清过灰了，为了防止滤袋的堵塞，就必须对滤袋进行预喷涂。

②检查所有通向烟气管路的门和检修口是否已关闭和密封。

③灰斗加热器在除尘器启动前应该先启动至少8小时以上。

④检查设备管道和接头是否有泄漏。

⑤调整喷吹压力、开始喷吹的设置点、脉冲频率和脉冲宽度。

⑥检查提升阀是否得到了设备气源供给。

5.1.2 除尘器的启动

①启动旁路系统。

②检查每个室的进风阀是否打开了。

③通过压差的升高知道灰层的厚度，此时除尘器可以开始清灰。

5.2 除尘器的操作

启动后，滤袋上会盖上了一层灰层，除尘器就会在离线模式对积聚在滤袋上的尘粒清灰，由操作员选择。通常，整台除尘器性能的最好的显示是系统的压力降。压力降的突然升高或降低可能意味着滤袋的堵塞，有孔、阀不动作、清灰系统失灵或是灰斗积灰过多。遇到这样的情况就需要立即将问题找出并解决，防止滤袋的损坏。

5.2.1滤袋的清灰

根据时间或总压力降，除尘器将自动清灰。清灰周期也可以由操作者手动

启动。清灰周期可以由以下两种方式中的一种而自动启动：首先是，如果压力差超过了1200～1500Pa，再者是，指定的时间内还没有开始清灰。最大的清灰间隔时间由操作员输入的。

5.2.2袋式除尘器的关机

两个关机过程：一个关机过程是用于整机关机的，另外一个则包括了隔离单个室的关闭。

5.2.2.1 用PLC关闭除尘器，除尘器提升阀会关闭，再手动关闭进风口调节阀。

5.2.2.2滤室的关闭由PLC控制。只有在绝对必要的情况下才让单个过滤室离线，并尽快使其恢复在线工作，因为在该室离线时，除尘器清灰频率将增加。

5.2.2.3当除尘器的关闭时间超过48小时时，以下步骤请执行：

1）关机后，清除除尘器过滤室中的烟气，因为烟气中含有很多的水汽和其他可

冷凝气体。

2）在除尘器冷却前对滤袋进行3-5次清灰。

          3）将灰斗内的灰尘完全清空。

4）关闭输灰系统。

5）开动引风机，用一个小时左右的时间对除尘器清理。

6）关掉引风机。

7）进入过滤室前先使用排风机通风，检查完毕后及时关闭各检查门。

5.3 除尘器的维护

5.3.1 以下条款作为维护的程序，须周期性地检查以促进“无故障操作”：

5.3.1.1 每天：对压力降、阀、气缸和进出风阀门的操作进行一次例行检查。

5.3.1.2 每周：对整个清灰循环系统进行观察，确认清灰循环、进出风阀门的操作和PLC操作正常。检查门密封情况检查。

5.3.1.3 每月：对所有的进出风阀门控制器、电磁阀、行程开关、电机和设备按其操作功能进行详细检查。

5.3.1.4 每年：从每个过滤室中随机抽取一到两条滤袋，分析预测滤袋的使用寿命及需要的更换情况。

5.3.1.5一旦有机会，或至少一年一次，对除尘器各过滤室中花板在净气段可

能的积灰、滤袋的状况、灰斗的积灰、电气元件的性能、各阀门的密封和空气泄漏情况进行检查

5.3.2 各部件的维护：

5.3.2.1 滤袋：定期对净气室和滤袋检查，查看有无积灰、水汽或锈斑。一旦有上述情况发生，就说明有滤袋破损或操作条件不对。

5.3.2.2 电控元件：和除尘器其他部件一样，电控元件不需要定期服务，然而，我们建议利用常有的间隙期对其进行检查。电磁阀等整装元件的检查可以用替换的方式检查，坏的元件建议送厂家修理。

5.3.2.3      电磁脉冲阀：膜片阀的故障分开启故障和关闭故障。开启故障可能是

因为连续的激励、内部杂质的堆积、膜片的过度磨损或磨损的活塞塞住了壳管。

膜片阀的开启故障可以通过过量的压缩空气消耗量、压缩空气管道的压力降或阀的连续漏气声音来检测。找到问题原因后，首先去掉系统压力，再拆除阀盖，检查膜片的密封处是否有杂物、膜片是否损坏、弹簧是否失效。不要试图在系统压力未去处的情况下拆开膜片阀。关闭故障的原因可能是激励信号太弱、线圈故障、内部杂质的堆积或活塞磨损过度。膜片阀的关闭故障检测可以通过激励电磁阀时过分轻的脉冲声音来检查。如果电磁阀不动作或电磁部分动作但阀不动作，说明电磁操作阀或控制器有问题，需要更换。电磁阀的检查包括在电源断开时所有的连接是否紧密，阀的操作是否正常。

5.3.2.4  除尘器状况：除尘器室内的水汽现象，像小水洼或锈斑，是水汽或热烟气中的酸的冷凝或从外面渗漏进来的。水汽问题是因为操作温度的保温不够而造成热烟气的冷凝而导致的，或因为过滤室的关闭时间过长且关闭时内部烟气温度过高，增加保温或纠正操作规程来消除这个问题。如果水汽是因为渗漏的原因，最好的堵漏方法是先清理，再嵌以环氧或硅酮密封胶，可以用密封焊的方式堵漏，但焊接前一定要拆除滤袋或盖住滤袋以防止焊接火花的伤害，这类伤害对滤袋而言可能是致命的。检修门的渗漏一般是因为门的不正确紧固或密封垫的问题。正确紧固检查门、更换老化、变形的密封垫以解决检查门的渗漏。

5.3.2.5 除尘器的压力降：系统的压力降是除尘器性能和状态的最好体现。不正常的压力降信号表明设备运行不正常！过低的压力降表明系统有泄漏，需要检查检查烟囱是否冒烟、花板上是否有积灰。过高的压力降表明的因数很多：滤料堵塞、清灰系统故障、进出风阀故障、灰斗积灰过多、压差表的管路堵塞。