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- 河北（běi）省泊頭市富鎮開發（fā）區
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自2014年3月1日《水泥工業大氣汙（wū）染物排放標準》對粉塵排放（fàng）限值（zhí）提高到30 mg/Nm3後，對現有企業（yè）設置一年半的寬限期，也（yě）正是在這期間，國內水泥廠掀起了一次水泥窯爐電除塵器提效改（gǎi）造的小高潮（cháo）。作者參（cān）與了大量（liàng）水泥廠的（de）改造工作，每個水泥廠的工藝係統、生（shēng）產（chǎn）模式、企（qǐ）業文化以及管理水平都存在較大的差異，所以在綜合考慮業主意見的情（qíng）況下，形成了基本路線相同但具體措施各異的改造方案，改（gǎi）造方向總的來說早期是（shì）電改袋，用戶（hù）在總結改造的經驗教訓後，後期逐漸轉向電改電。本（běn）文對幾種常（cháng）見改造方案進行簡述，並結合一個電改電的改造實例進行討論。
1 電除塵器的（de）改造方案
1.1 電除塵（chén）器改造為袋除塵器
在新標準（zhǔn）發布前投運的電（diàn）除塵器都具有排放不能達標的情形，好簡單的方法就是（shì）拆除電除塵器的頂（dǐng）蓋和內部極板極線，保留灰鬥、進出氣口和側牆。重新製作包含花板的頂部淨氣室，加裝出氣煙道把淨化後（hòu）的煙氣重新引到電除塵器的（de）出（chū）氣（qì）口中。這樣（yàng）改造後除塵器能夠輕鬆達到＜20 mg/Nm3的排放要求[1]。但是電除（chú）塵器改造（zào）為袋除塵器後，由於是使用濾袋進（jìn）行物（wù）理過濾（lǜ）粉塵，所以除塵（chén）器阻力在原電（diàn）除塵器基礎上會增加800~1200 Pa，這（zhè）就（jiù）使得排風機需要進（jìn）行增加全（quán）壓的改造。為了縮短（duǎn）工期，一般（bān）都是更換風機（jī）葉輪和更換大功率電動機（jī），保留風機殼體（tǐ）不動，這樣不牽涉風機基礎的改動，能夠在除塵器改造的同時進行風（fēng）機的改造。電改（gǎi）袋的優點是排放效果有保證，對水泥工藝係統設（shè）計的技（jì）術要求（qiú）低，技術實力差一些的環保企業就能（néng）夠實施這樣的改造。缺點是投資相對較大，濾袋袋籠（lóng）、脈衝閥等配套件價格昂貴。風機功率變大，能源消耗與改造（zào）前相比基（jī）本翻倍。濾（lǜ）袋的價值能占（zhàn）到整（zhěng）台袋除塵器價值的三分之一，而且濾袋每三年就需要更換一次，均攤到（dào）運行成本中時，袋除塵器的日常運行成本要遠高於電除塵器的運行成本（běn）[2]。
1.2 電除塵器擴容改造
在新標準發布前（qián）好多水泥廠正在使用的電除塵器會出現按照老標準也（yě）不能達標的情況，出現（xiàn）這種情況的（de）原因有電（diàn）除塵器的選型設計偏小；實際煙氣量超過設計煙氣量；有的水泥廠隻（zhī）是把除塵器當做輔助機械，沒有加以重視；除塵器的製造以及安裝（zhuāng）不合格；除塵器有缺陷；高壓電源性能沒有達到要求；沒有充分利用增濕塔的煙氣調質作用等等[3]。
造成電除（chú）塵器收塵效果差的原因多種多樣，本文對多個工廠實例分（fèn）析研究，有針對性地提出了不進行電改袋而是采用電除（chú）塵器擴容改造來提升除塵器性能的（de）方案。在一個工程（chéng）中可以是一（yī）種改造方法，也可以是多個改造方法並用，總的目的是以改造後除塵器的排放濃度達標為前提，盡量節約工期和資金。以下就幾種（zhǒng）能夠有（yǒu）效改造電除塵器的方法進行介紹。
2 電除塵器（qì）擴容改造的具體方法
2.1 在（zài）進氣（qì）口內增加氣流反射裝置
大多數（shù）的電除塵器進氣煙道沒有垂直（zhí）於電除塵器進（jìn）氣口法蘭，見圖1。這就造成氣流（liú）沒有垂直進入除塵器，降低了進氣口內氣體分布板對氣流的均布效果，使電場內負荷不均勻，降低電除塵器總的效率（lǜ）。為了（le）降低氣流沒有垂直進入除塵器帶來的影響，可以（yǐ）增（zēng）加氣流反（fǎn）射板來達到整流的作（zuò）用。每個進氣口（kǒu）中一般（bān）是安（ān）裝（zhuāng）兩排反射板，每個反射板（bǎn）上均布6~15個（gè）反（fǎn）射單元。具（jù）體結構見圖2。
圖1 不合理的進氣管道
圖2 進氣口氣流反射板
反射板（bǎn）主要是把（bǎ）斜向進入進（jìn）氣口的氣流進行重新分配，打亂（luàn）不均勻的氣流，保（bǎo）證通過反射板之（zhī）後的氣流更加均勻地（dì）進入後麵的氣體分布（bù）板。另外，煙氣中的一部分大顆粒粉（fěn）塵在（zài）機械碰撞的作用下，能夠沉降下來，所以（yǐ）反（fǎn）射板還（hái）有（yǒu）一定的（de）預（yù）除塵作用[4]。
2.2 增加蒸（zhēng）汽煙氣調質裝置
近幾年水泥廠窯頭（tóu）窯尾都新增了低溫餘熱發電鍋爐，即回收了熱能，又補充（chōng）了（le）工廠部分用電。但是餘（yú）熱發電（diàn）後的煙氣粉塵比（bǐ）電阻是上升的，這是一個不利於電除塵器工作的因（yīn）素（sù）。以（yǐ）前通過噴水調質，能夠有效地降低煙氣粉（fěn）塵比電（diàn）阻。現在通過餘熱發電後，煙氣溫度已經降低（dī）到不能夠再（zài）進行噴水調質的地步。因為再（zài）噴水會進（jìn）一步降低煙氣的溫度，當溫度降低到煙氣露（lù）點附（fù）近時容易造成除塵器（qì）殼體的結露腐蝕。這時，采用從餘熱鍋爐中引出（chū）一（yī）小股（gǔ）蒸汽對煙氣粉（fěn）塵進行調質的方法可以有效地降低粉塵的比電阻，並且噴蒸汽不會降低煙（yān）氣的溫度（dù）。引自餘熱鍋爐的蒸汽也不會增加額（é）外的成本。經過工程驗證，在電除（chú）塵（chén）器前部的煙（yān）道內噴入蒸（zhēng）汽是一個有效（xiào）提升電（diàn）除塵器除（chú）塵效率的方法[4]。
2.3 增加收塵麵積（jī）
新標準投（tóu）運前電除塵器選（xuǎn）型一般采用3個電場的居多，因為受到經濟成本的限製，工業應用的電除塵器都是以滿足業主指標為準，不（bú）會增加很大的富餘量。而電除塵器的選型是根據業主（zhǔ）提供的需要處理的煙氣（qì）量以（yǐ）及進出口粉塵濃度通（tōng）過計算（suàn）確定除塵器的好小規格，也就是確定除塵器的總收塵麵積、電場風速、電場長度和電場數等。通過在原電除（chú）塵器後部增（zēng）加1~2個（gè）電場是增加收塵麵積好常用的辦法。一般除塵（chén）器的（de）後部都會有加大的（de）空間，改變出氣（qì）口的出氣方向就可以在不改變排風機位置的前提下增加電場[5]。
2.4 采用先（xiān）進的高壓電源
近年來電除（chú）塵器在本體結構上的理論（lùn）研究達到一定程度後，一直沒有本質性的技術突破。這就使得（dé）國內外對（duì）電除塵器的研發工作改變方向，著重點放到了改進電源上來，也確實開發了不少成果。三相電源、高頻電源、高頻恒流電源以及脈衝（chōng）電源等紛紛投入使（shǐ）用（yòng）。在所使用的電源中，GE公司的SQ300i控製器具有專家控（kòng）製軟件，能夠自動跟蹤煙氣條件的變化，並且根據變化能自動地（dì）調整高壓電（diàn）源的控製參（cān）數和控製方式，使電除塵器能夠工作在不錯狀態（tài），提高除塵器的收塵效（xiào）率[5]。
3 電除塵（chén）器的改造實例（lì）
3.1 現場概況
2014年接（jiē）到（dào）安徽某水泥廠提出（chū）的電除塵器提效改造的（de）要求。通過現場勘查，電除塵（chén）器是2003年建成投產的8000 t/d生產線（xiàn），經過十多（duō）年的使（shǐ）用，除塵器（qì）性能逐步（bù）老化下降，粉塵排放（fàng）指標已經遠遠不（bú）能滿足國家環保（bǎo）要求，改（gǎi）造前（qián）用肉眼能夠清晰看（kàn）到煙囪（cōng）口有煙塵（chén）排出，說明粉（fěn）塵排放（fàng）至少（shǎo）在150 mg/Nm3以上。
3.2 窯頭電（diàn）除塵（chén）器的改造方案
窯頭電除塵（chén）器具體規格型號（hào）按照魯奇型（xíng）除塵器的（de）規格表（biǎo）示方法折算後為：窯（yáo）頭規格：2×31/10.973/3×4.36/0.4 m，改（gǎi）造後規格：2×31/11/3×6+12/0.4 m。
改造內容（róng）為原除塵器更換改造為魯奇型（xíng）內部結構，後部增（zēng）加一個12條帶（dài）的電場，見圖3。
圖3 窯頭電除塵器增加電場
具體步驟如下：
1）拆除並更換原進（jìn）出風（fēng）口分布板，原設計分布板隻是斜向放置的網格板，垮塌（tā）後進行了簡單（dān）的支撐，所以這次改造時完全拆（chāi）除更換為魯奇型的百葉窗分布板（bǎn）。
2）原除塵器殼體和灰鬥（dòu）保留，拆除電除塵器頂蓋，頂部增加（jiā）1 600 mm寬的頂梁。拆除及更（gèng）換電除塵器所有內部件，陰陽極係統改造為魯奇的頂部吊掛結構。原設計采用電磁振打，由於振打器（qì）年久失修，動作不靈活，造成振打力嚴重不足，極板極線積灰嚴重，同（tóng）時業主反映電磁振打檢修和調（diào）整振打力度比較困難（nán），所以內（nèi）部件的振打機構改造為機械錘振打。
3）在出風口位置（zhì）增加一個12條（tiáo）帶（dài）的電場，將原雙（shuāng）室三電場電除塵器改為雙（shuāng）室四電（diàn）場電除塵器，使收（shōu）塵麵積在原來18 164 m2的基（jī）礎上（shàng）增加到20445m2。
4）把原單相工頻可（kě）控矽高壓電源改造為三（sān）相電（diàn）源，同時（shí）采用GE-SQ300i控製器進行除塵器（qì）的控製，在同等電場條件下相（xiàng）比較於普通控製器，SQ300i通常可提高收塵效率15%～30%左右[1]。
5）電（diàn）力室至控製櫃及設備本體所需的電纜、橋架全部更新。
6）新增電場采用鋼支架支撐，延長（zhǎng）灰鬥檢修平台並加長拉鏈機。
7）原窯頭風機（jī）及電動機、煙囪拆除並且（qiě）後移，修（xiū）複非標風管。
4 電除（chú）塵器的改造效果
本次電除塵器改造充分克服了原有電除塵器結構上的（de）不利因素，在仔細核對圖紙以及（jí）現（xiàn）場（chǎng）測繪本體結構後，好可能地利用了（le）原（yuán）電除塵器的（de）殼體、灰鬥以及進出氣口，在主體結構不改動的前提下，既節（jiē）省了工期、資金，又保證了運行效果。電除塵器（qì）改造前後的數據對比（bǐ）見表1。
表1 窯頭電除（chú）塵器改造前後參數對比
前麵介（jiè）紹的多種改造方法中，在本（běn）項目上實施（shī）了（le）更換先進電源和增加收塵麵積（jī）這兩項即達到了電除塵器粉塵濃度達標排放的效果，與業主討論後確定作為（wéi）預備方案的（de）增加餘熱蒸汽調質的方案暫時（shí）擱置，留待後期電除塵器進一步改造時增加。
改造完成投運後，通過2015年12月到（dào）2016年8月之間的多次檢測。煙囪中粉塵排放濃度穩定在20~27 mg/Nm3，達到了本次改造的目的。
5 結束語
水泥廠電除塵器在使（shǐ）用過（guò）程中，影響其使用效率的因（yīn）素有很多（duō），並且這些因素都是（shì）互相作用共同影響的，從選型、設（shè）計、製作（zuò）、安裝、操作、維護等各個環節都是環環相扣（kòu）的。因（yīn）此每（měi）一家水泥廠在改造電（diàn）除塵器（qì）時都不是一成不變的，要（yào）根據（jù）現場（chǎng）具體（tǐ）情況具體分析（xī），製定有針對性的方案才能確保改造成功。
作者：趙 剛，馬（mǎ）文鎖
作者（zhě）單位：河南科技（jì）大學
文章摘自《水泥》雜誌2017年第2期（qī）
