除塵器的大致除塵原理是利用強電場使氣體電離，產(chǎn)生電暈放電，進而使粉塵荷電，并在電場力的作用下，將粉塵從氣體中分離出來的除塵裝置，電除塵器較其它除塵方式有很多優(yōu)點：能處理大流量氣體及高溫或腐蝕性氣體、設(shè)備機構(gòu)簡單、耐高溫，目前電除塵器在水泥行業(yè)的應(yīng)用仍然很廣泛。但在目前實施的新排放標(biāo)準(zhǔn)下，早期按50mg/Nm3排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計配置的電除塵器，在現(xiàn)實生產(chǎn)中，遇到高比電阻粉塵或工況不穩(wěn)定的情況下，電除塵器的除塵效率已很難應(yīng)對和滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)。
中國建材湖州煤山南方水泥，擁有2500T/D生產(chǎn)線兩條，窯頭窯尾均采用電收塵，在國家新標(biāo)準(zhǔn)實施之前，是等待新標(biāo)準(zhǔn)實施后倒逼企業(yè)進行超低排放改造，還是江蘇一品主動進行改造嘗試?在對電除塵器進行電改電超低排放技術(shù)改造前，江蘇一品組織相關(guān)部門，多次對國內(nèi)外各類除塵方案和技術(shù)進行研究判析，在電改袋、電改電、電袋復(fù)合三種方案中，我們經(jīng)過多次討論和審慎考察，最終大膽確定了選用“電改電”來嘗試做超低排放的改造方案!
現(xiàn)將改造過程中所嘗試的技術(shù)路線進行淺顯論述并將改造效果與大家共同分享：
首先，江蘇一品技術(shù)團隊系統(tǒng)的分析了影響水泥窯電收塵器除塵效率的主要因素，認(rèn)為水泥窯電收塵器的除塵效率除了與除塵器初始設(shè)計的排放標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)外，在很大程度上還與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完好、電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)性能、粉塵特性等有關(guān)重要的關(guān)聯(lián)性。
針對影響電除塵器除塵效率的幾大因素，煤山南方水泥制訂了以下幾個步驟，對電除塵器進行了技術(shù)改造：
湖州煤山南方水泥改造前后數(shù)據(jù)對比
一、除塵器本體：
除塵器本體內(nèi)部：
1、將一、二電場陰極線由原來的V15線全部更換成一種新型電暈線，第三電場陰極線由原來的V15線全部更換成圓鋼V15加強線。
新型電暈陰極線，它根據(jù)放電強度及電流密度分布的均勻性程度的差異具有不同的作用，電暈線的選用至關(guān)重要，針對不同特點，技術(shù)上對電暈線的關(guān)鍵要求有兩點，一是牢固可靠，二是電氣性能好，新型電暈線，保證在運行中不斷線，而且它的電暈電流大，起暈電壓低，尤其重要的對提高陽極板的有效利用率和防止反電暈的產(chǎn)生效果十分明顯，由于它主要靠芒刺尖端放電，電風(fēng)強烈，所以即使在高粉塵濃度條件下，也不會產(chǎn)生電暈封閉。
在第一、二電場，由于含塵量較高，采用電暈電流大的新型電暈線，其芒刺附近電風(fēng)強烈，所以可有效的防止第一、二電場的電暈封閉現(xiàn)象。提高對經(jīng)過一二電場粉塵的荷電效率，使粉塵在經(jīng)過一二電場時，即能完成80-90%的除塵效率;
第三電場則采用電流密度均勻性程度極好的V15加強極線，防止高比電阻狀況下的反電暈或局部反電暈現(xiàn)象的發(fā)生，也不會因過大的電暈電流而使振打清灰更為困難。
2、對陽極系統(tǒng)陽極板進行補、焊、加固，對限位卡子、板底部緊固螺栓檢修，對極排定位、極排同極距、平面度調(diào)整等進行檢修。
3、陰極加熱系統(tǒng)檢修，陰極懸掛裝置清理，絕緣套管檢修;陰極框架檢修;異極距檢測與調(diào)整等。
4、對入口分布板進行校正檢修;
氣流分布的均勻程度，直接關(guān)系到除塵效率，特別是在高粉塵濃度、高比電阻及高除塵效率的要求下，氣流分布的均勻性程度顯得尤為重要，為了使流入電場的含塵氣體均勻經(jīng)過電場，必須對入口分布板進行檢修和校正。
5、絕緣子、瓷轉(zhuǎn)軸保護措施
一般工況起動低負(fù)運行時，此時進入電除塵器的煙氣溫度低、負(fù)壓低，煙塵容易吸附在瓷軸和絕緣子上，如除塵器開始升壓投運，則容易產(chǎn)生瓷套、瓷軸被高壓擊穿，必須采用給瓷套、瓷軸設(shè)置熱風(fēng)吹掃裝置，使油霧與低溫進入不到瓷套、瓷軸所在空間，此外對絕緣子小室單獨加熱，并設(shè)置準(zhǔn)確的溫控裝置，一方面保證了絕緣子室加熱穩(wěn)定性和可靠性，另一方面，由于加熱范圍減少，有效地延長了電加熱器的壽命，減少電除塵器的耗電。
6、對三電場部分部位進行特殊處理，防止拉鏈機漏風(fēng)將粉塵從下料槽不經(jīng)電場逃逸到出風(fēng)口，隨氣流排出。
除塵器本體外部：
必須保證殼體完好，對破損漏風(fēng)現(xiàn)象進行有效檢修。殼體保溫方面，為了防止電收塵器內(nèi)氣體結(jié)露，我們煤山南方對電收塵器外殼敷設(shè)的保溫層，選用巖棉氈或新型超細(xì)玻璃棉氈等材料進行保溫，使用后效果良好。對灰斗和頂蓋的保溫最為重要，如灰斗保溫不好易引起下灰不暢。所以頂蓋保溫除保證保溫層厚度和嚴(yán)密不漏風(fēng)外，我們采取在沉淀極懸掛角鋼上鋪一層3mm厚鋼板，然后在鋼板上鋪一層100mm厚的巖棉氈，以增加保溫和密封效果，防止氣流進入沉淀極上部與頂蓋之間的無電場區(qū)造成氣流短路。
二、振打部分：
振打部分是電收塵重要的工作部件之一，其工作狀態(tài)和振打周期、頻率、強度的大小對收塵效率起著重要作用。沉積在電除塵器收塵極表面上的粉塵量，對收塵效果具有很大影響，尤其是窯頭，有時粉塵的高比電阻會導(dǎo)致其粘附性增大，這樣會導(dǎo)致需要提高除塵器振打強度以清除電極上的粉塵層，這也將造成正常情況下的二次揚塵加大，最終降低了除塵器除塵效率。如果振打方式設(shè)計不科學(xué)，振打傳導(dǎo)力不足，清灰效果差，很大程度上影響電暈釋放。
1、我們采用將陰極頂部振打改為側(cè)部繞臂錘振打。該結(jié)構(gòu)振打落點準(zhǔn)確且可靠有力，陰極振打改為此結(jié)構(gòu)方式后，使用效果良好。
2、打破傳統(tǒng)振打方式，設(shè)計最佳振打周期和時序，對振打系統(tǒng)進行技術(shù)優(yōu)化，采用陰陽極振打交叉進行，前后電場分時及降功振打等措施，使極板極線始終保持在最佳電暈狀態(tài);
3、對第三電場實行短時快頻振打，消除二次揚塵，減少粉塵從未尾電場排出的機率。
三、控制電源：
我們生產(chǎn)線原使用控制電源為工頻,功率偏小,電源技術(shù)采用簡單的直流波形輸出,運行電壓偏低，對粉塵荷電效率不高，無法有效解決高比電阻粉塵及應(yīng)對反電暈工況，只能滿足國家原來的排放標(biāo)準(zhǔn)，在新的排放標(biāo)準(zhǔn)下，根本無法達標(biāo)排放。水泥窯電除塵器，要想提高除塵效率，達到超低排放，除塵器本體的技術(shù)改造是重要基礎(chǔ)，但是除塵電源的選擇，卻是重要的關(guān)鍵因素，除塵電源的技術(shù)先進與否，關(guān)系到整體除塵效率核心問題!
江蘇一品環(huán)保董事長袁樹偉
在確定選用電改電方案前，我們對除塵電源進行了專項考察，查閱了國內(nèi)外先進的除塵電源技術(shù)，考察了國內(nèi)多家除塵電源生產(chǎn)企業(yè)，經(jīng)技術(shù)專業(yè)比較，多方論證，最終選擇了由江蘇一品環(huán)保研發(fā)生產(chǎn)的與國外先進除塵電源技術(shù)同步的“YP-BD-M型智能變頻脈沖電源”。
窯頭粉塵比電阻曲線
我們原有的工頻電源工作頻率為50HZ，采用直流供電，控制系統(tǒng)進行可控硅調(diào)壓時，供電不連續(xù)，無法應(yīng)對高比電阻粉塵，且工作電壓僅可達到達30-40KV，更換成新的“智能變頻脈沖電源”后，電場電壓已可以提升至60-72KV;運行電流比原工頻電源提高了1.5-2倍，火花后電壓恢復(fù)快。由于智能變頻脈沖電源采用直流疊加高幅值的脈沖，峰值電壓高，單位空間內(nèi)被激發(fā)的電子密度大，更加有效轟擊粉塵粒子表面，從而使粉塵獲得更快的趨近速度，讓帶負(fù)電的粉塵到達陽極后，緩慢中和變成中性粉塵，有利于振打后粉塵剝離落入灰斗，提高除塵效率。在提高電場電壓的同時，能有效提高對高比電阻粉塵和細(xì)微粒徑粉塵的荷電效率，大幅提高了電場的除塵效率，減少粉塵排放。
四、粉塵比電阻調(diào)節(jié)：
電除塵器工作適宜的粉塵比電阻范圍是10^4-10^11Ω.cm，而窯頭余熱利用鍋爐投運之后，煙氣溫度從200℃以上降至90～130℃，粉塵比電阻從<10^11Ω·cm上升到>10^12Ω·cm，如附圖，煙氣溫度在90～130℃范圍內(nèi)，粉塵比電阻正處于極大值附近，只有適當(dāng)增加煙氣中的濕度，使得粉塵比電阻降低到合適的范圍，除塵效率才能相應(yīng)提高。
改造前后的在線監(jiān)測對比
粉塵比電阻的合適阻值，直接關(guān)系到除塵效率，因煤山南方水泥地處浙江長興地區(qū)，全年氣候濕潤，粉塵比電阻比較適中，暫無需進行煙氣調(diào)質(zhì)。每個企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)線所處地理環(huán)境及氣候因素,尤其是北方和西部地區(qū)，在進入秋冬季，空氣干燥和工況不穩(wěn)使入口溫度過高的時候，造成粉塵比電阻過高，容易導(dǎo)致排放超標(biāo)，所有在對窯頭電除塵器進行系列技術(shù)改造后，要想穩(wěn)定的達到超低排放，我們建議采用江蘇一品環(huán)保的“煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)專利(ZL 201610048096.8)”對窯頭除塵器入口粉塵進行比電阻調(diào)節(jié)，在工況不穩(wěn)或粉塵比電阻增高時開啟，作為備用調(diào)節(jié)手段和措施，對電除塵器入口粉塵進行煙氣調(diào)質(zhì)，提高粉塵荷電機率，達到將粉塵排放控制在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。
通過以上幾條技術(shù)改造和措施，改造前后的粉塵排放變化，用環(huán)保部門的季度檢測報告和國控在線監(jiān)測與大家共享改造成果:
煤山南方水泥本次技改中，除塵器本體檢修和改造，是利用停窯檢修期間完成的。為驗證智能變頻脈沖電源的除塵效率，除塵電源是在生產(chǎn)期間進行不停窯更換的，更換前在線監(jiān)測顯示粉塵排放為29.6 mg/Nm3，更換完成后，監(jiān)測儀顯示粉塵排放很快降低至4.5 mg/Nm3左右，除塵效果顯著且直觀真實!
湖州槐坎南方水泥改造前后數(shù)據(jù)對比
目前，該套電除塵超低排放改造技術(shù)和方案，已由江蘇一品環(huán)保在90余條水泥生產(chǎn)線上應(yīng)用和驗證，均獲得了非常顯著的效果。實踐證明，水泥行業(yè)原有的電除塵器，只要能確保除塵器本體各項工況完好，并對電場內(nèi)部加以技術(shù)改造，配合生產(chǎn)工藝的嚴(yán)格把控，選擇合適先進的除塵電源，使粉塵達到超低排放，完全可以實現(xiàn)!