1、河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計摘要摘要根據(jù)巨龍水泥集團的生產(chǎn)規(guī)模、粉塵的性質(zhì)和現(xiàn)場實際排放情況。在現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，設(shè)計出包括風管、除塵器和風機在內(nèi)的一整套窯尾通風除塵系統(tǒng)。針對水泥窯尾的粉塵排放情況，提出了詳細的送風管網(wǎng)的設(shè)計方案。仔細分析比較了窯尾電、袋式除塵器的優(yōu)缺點及處理效果，選擇了合適的除塵器和風機。討論了實際應(yīng)用中可能遇到的問題，并給出了解決方法，可作為水泥窯尾除塵系統(tǒng)的設(shè)計和分析的借鑒。關(guān)鍵詞：水泥工業(yè),除塵系統(tǒng),除塵器AbstractBased on the actual circumstances of the julong cement plants production s

2、cale and dust nature，a whole set of an air dedusting system was designed including an air holder，an air pipeline，a dust collector and an air blower under the existing criterionAccording tO the circumstances of dust emission in the cement plant，this design put forward the details of the air holder an

3、d blast pipe net design，analyzed the advantages and disadvantages of the bag dust collector and the electricity dust collector，and chose the suitable dust collector and air pipelineProblems and solutions in actual applications were discussedA proposal for cement plant dedusting system design and ana

4、lysis is providedKey words：cement industry ,dedusting system ,dust catcherI1河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計目錄目錄目錄III引言11、設(shè)計概況21.1、工程概況21.2、當?shù)丨h(huán)境條件21.3、原則32、水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)除塵設(shè)備的選擇42.1、電除塵器52.1.1、比電阻是主要影響因素62.1.2、煙氣調(diào)質(zhì)控制比電阻72.1.3、存在事故排放82.1.4 、新標準對水泥回轉(zhuǎn)窯尾除塵設(shè)備要求嚴格92.2、袋除塵器102.2.1、袋除塵器用于水泥回轉(zhuǎn)窯除塵112.3、 袋、電除塵器用于水泥回轉(zhuǎn)窯投資及運行費用比較112.3.2、 國

5、內(nèi)某設(shè)計院做的比較（3000t/d生產(chǎn)線）122.3.3、 合肥水泥研究設(shè)計院做的5000t/d袋、電工藝參數(shù)及投資、運行費用比較。122.4、最終除塵器的確定：163、袋式除塵器的選型和設(shè)計173.1、袋式除塵器的選型173.1.1、袋式除塵器分類173.1.2、濾料分類173.1.3、煙氣性質(zhì)183.1.4、氣象條件183.1.5、技術(shù)水平的確定183.2、袋式除塵器的形式193.2.1、確定除塵器的形式193.2.2、袋式除塵器型號的確定203.2.3、濾料的選擇203.3、袋式除塵器設(shè)計計算213.3.1、原始數(shù)據(jù)213.3.2、過濾面積、濾袋數(shù)目的確定223.3.3、除塵室的尺寸：2

6、23.3.4、 濾袋清灰時間的確定233.3.5、灰斗的計算233.3.6、脈沖袋式除塵器的選擇243.3.7、安裝、調(diào)試、運行、維護和檢修254、煙囪的設(shè)計274.1、設(shè)計的一般規(guī)定274.2、煙囪的直徑：274.3、煙囪的高度：274.4、煙囪草圖如下284.5、煙囪設(shè)計的幾個基本構(gòu)造285、管道系統(tǒng)的設(shè)計305.1、管徑的選取305.2、程摩擦壓力損失305.3、阻力損失之和為：316、風機選型326.1、風量326.2、風壓326.3、風機和電機的選型327、凈化系統(tǒng)的配套輔助設(shè)施設(shè)計337.1、管道材料337.2、管道閥門337.3、機械排灰與除灰337.4、管道布置337.5、除塵

7、器的閥門348、結(jié)論35參考文獻36致謝37引言水泥工業(yè)是我國工業(yè)排塵的主要來源，粉塵排放量約為其產(chǎn)量的23，全國的排放總量超過千萬噸。人體長期接觸水泥粉塵易引起各種疾病，懸浮在空氣中的水泥粉塵及煙塵（飄灰），隨人的呼吸和對皮膚黏膜的長期刺激，可引起各種病癥，如萎縮性鼻炎、慢性濕疹、皮膚感染、塵肺等。水泥粉塵還會造成土地堿化，嚴重污染環(huán)境。水泥生產(chǎn)工藝過程中，無論是破碎、烘干還是粉磨、煅燒都會產(chǎn)生大量的粉塵，由于各道工序都是干燥作業(yè)，因此形成了揚塵點多、面大、范圍廣的特點。而水泥窯尾窯頭廢氣量約占整個水泥生產(chǎn)線廢氣量的60，其中窯尾廢氣約占整個水泥生產(chǎn)線廢氣量的36。由于窯尾廢氣溫度高、煙氣量

8、大，比較難治理，因此，設(shè)計水泥廠窯尾除塵系統(tǒng)，對減少職業(yè)危害，保護環(huán)境，具有重要的現(xiàn)實意義。本設(shè)計根據(jù)水泥廠粉塵的性質(zhì)。分析及設(shè)計除塵方案，對除塵系統(tǒng)進行布置，并根據(jù)各方面的計算研究，設(shè)計出包括送風管道、除塵器和風機在內(nèi)的一套通風除塵系統(tǒng)。河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計 設(shè)計概況1、設(shè)計概況1.1、工程概況巨龍水泥集團5000t/d熟料生產(chǎn)過程為:原料經(jīng)一臺輥式磨磨粉后，利用窯尾預(yù)熱器的廢氣作為烘干熱源，出磨粉料與粉煤灰混合后送至生料均化庫。均化后的生料計量后由空氣輸送斜槽及斗式提升機送入回轉(zhuǎn)窯的旋風預(yù)熱器，生料經(jīng)5級旋風預(yù)熱器的分解爐系統(tǒng)預(yù)熱、分解后，進窯內(nèi)煅燒。原煤火車運輸進廠后卸入原煤露天堆場

9、，經(jīng)皮帶送至煤庫，再送入原煤制備車間的原煤倉，原煤經(jīng)倉底給煤機定量喂入棍式磨煤機粉磨，烘干熱源來自窯頭篦冷機廢氣，合格煤粉經(jīng)螺旋輸送機分別送至窯用煤粉倉和分解爐用煤粉倉，煤粉經(jīng)計量后，氣力輸送至窯頭煤粉燃燒器和分解爐燃燒器。出窯高溫熟料經(jīng)篦冷機冷卻后，由盤式輸送機送入熟料庫，出庫熟料由皮帶機分別送至火車散裝站及汽車散裝站。該工程某一廢氣排放點排放量為53424m3/h,含塵濃度為9g/ m3。1.2、當?shù)丨h(huán)境條件序號氣象和地理條件參數(shù)1多年平均大氣溫度15.62多年極端最高氣溫42.33多年極端最低氣溫-15.34多年平均相對濕度67%5多年平均風速2.4m/s6累年瞬時最大風速20m/s7最

10、大凍土深度22cm8最大積雪深度22cm9地基承載力230kPa10抗震設(shè)防烈度6度11設(shè)計基本地震加速度值0.05g1.3、原則本設(shè)計遵循如下原則進行工藝路線的選擇及工藝參數(shù)的確定：（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可靠，總體布局合理。（2）避免二次污染，降低能耗，近期遠期結(jié)合、滿足安全要求。（3）采用成熟、合理、先進的處理工藝，處理能力符合處理要求；（4）投資少、能耗和運行成本低，操作管理簡單，具有適當?shù)陌踩禂?shù)，各工藝參數(shù)的選擇略有富余，并確保處理后的尾氣可以達標排放；（5）在設(shè)計中采用耐腐蝕設(shè)備及材料，以延長設(shè)施的使用壽命；（6）廢氣處理系統(tǒng)的設(shè)計考慮事故的排放、設(shè)備備用等保護措施；（7）工程設(shè)計及設(shè)備安

11、裝的驗收及資料應(yīng)滿足國家相關(guān)專業(yè)驗收技術(shù)規(guī)范和標準。河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計 水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)除塵設(shè)備的選擇2、水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)除塵設(shè)備的選擇我國水泥工業(yè)取得了長足發(fā)展，2009年產(chǎn)量達16.5億噸，近幾年平均增速為12%。新型干法水泥技術(shù)在節(jié)能、大型化方面取得突破性進展，其生產(chǎn)量占全部水泥產(chǎn)量的百分比由2000年12%上升到50%，而粉塵排放減少500萬噸。目前新型干法窯中以5000t/d窯規(guī)模為主的工藝線迅速推廣，水泥生產(chǎn)線規(guī)模的擴大，不僅促進了與之配套的的環(huán)保設(shè)備的大型化，同時也促進了環(huán)保裝備及技術(shù)的進步。水泥回轉(zhuǎn)窯是水泥廠最大的粉塵污染源，新型干法水泥生產(chǎn)線均將窯尾煙氣用于烘干原料、并與窯

12、尾共用一臺除塵器。因此，窯尾系統(tǒng)的粉塵排放量占到整條生產(chǎn)線的二分之一強。新修訂的水泥工業(yè)大氣污染物排放標準GB49152004中規(guī)定“水泥窯及窯磨一體機”排放標準為50mg/m³，需要高效、穩(wěn)定的除塵設(shè)備才能達標運行。世界發(fā)達國家對水泥窯的排放要求愈來愈嚴格，歐盟IPPC（綜合污染預(yù)防與控制）指令（96、61、EC）關(guān)于水泥制造業(yè)的最佳可用技術(shù)（BAT）與污染物排放指南指出：采用袋除塵和電除塵技術(shù)，對應(yīng)的排放控制水平為2030 mg/Nm³。這份文件將成為歐洲各國制定排放標準的依據(jù)。有一些國家（如德國、荷蘭）水泥工業(yè)粉塵排放甚至要求達10 mg/Nm³，尤其近年來

13、“趨零排放”已成為一種潮流（表2.1）表2.1水泥工業(yè)顆粒物排放標準（mg/Nm³）國家或地區(qū)德國奧地利意大利法國愛爾蘭葡萄牙盧森堡荷蘭瑞典英國歐盟IPPC指令日本美國2水泥窯505050301550402030一般地區(qū)100特殊地區(qū)507040目前，國內(nèi)外用于水泥回轉(zhuǎn)窯除塵都是電、袋兩大類除塵器。國內(nèi)生產(chǎn)的袋除塵器、電除塵器每小時能處理幾百到一百多萬立方米風量的含塵廢氣，進口濃度允許超過100 g/Nm³，排放濃度熱力設(shè)備可控制在50mg/Nm³以下，通風設(shè)備可控制在30 mg/Nm³以下。我國水泥回轉(zhuǎn)窯據(jù)統(tǒng)計10%使用袋除塵器，90%使用電除塵器，但

14、隨著水泥工業(yè)大氣污染物排放標準的出臺，袋除塵器應(yīng)用愈來愈多，國內(nèi)外均出現(xiàn)“電改袋”的現(xiàn)象。袋、電除塵器由于除塵機理不同，應(yīng)用情況，除塵效果也不盡相同。以下就電、袋兩種除塵器工作原理，用于水泥回轉(zhuǎn)窯除塵實際情況作簡要分析比較。2.1、電除塵器電除塵器是利用高壓靜電來進行氣塵分離的，它除塵基本過程分三個階段：（1）進入電除塵器內(nèi)的粉塵粒子先荷電；（2）荷電塵粒移動后沉降（即收塵）；（3）振打使沉積粉塵脫落（即清灰）。當含塵氣體通過電極間通道時，電暈電流中的電子和負離子就會吸附到粉塵上，稱為荷電。荷電的粉塵在電場的作用下向收塵極運動，最后沉積在收塵極板上并將電荷釋放出來，當粉塵沉積到一定厚度時，通過

15、振打裝置將粉塵打落入灰斗排出。工業(yè)電除塵器在實際運行中，除塵是一個極為復(fù)雜的過程，受諸多因素的影響，如圖2.1、圖2.2所示。從理論計算的除塵效率與實際運行數(shù)據(jù)相差較大，這些因素包括物理、電力、流體力學等，而最強干擾作用，是煙氣和粉塵的性質(zhì)，如粉塵的比電阻；氣體的溫度和濕度；化學成分；塵粒分布；壓力，氣體流速等等。圖2.1 電除塵荷電和除塵過程1-電暈線；2-電子；3-離子；4-粉塵顆粒；5-陽極板1.入口條件氣體含量氣體溫度氣體成分氣體壓力電暈電流含塵量粒度分布密度粉塵成分粉塵電阻率收塵效率2.運行條件帶電狀態(tài)振打狀態(tài)粉塵堆積和飛揚3.煙道條件氣體分布粉塵分布圖2.2 影響電除塵器性能的主要

16、因素2.1.1、比電阻是主要影響因素電除塵器要求控制煙氣粉塵比電阻在1041011.cm這個范圍，其除塵效率最佳，這也是長期實踐得出的結(jié)論。低于1011.cm的粉塵稱為低阻粉塵，這種粉塵導(dǎo)電良好，荷電粒子與集塵極接觸立即放出電荷，同時獲得與集塵極相同電荷的正電荷，受到集塵極相同電荷的排斥又脫離集塵極返回到氣流中，形成二次飛揚（圖2.3），又稱“跳躍現(xiàn)象”。高于1011.cm的粉塵稱為高阻粉塵。這種粉塵在集塵極放電緩慢，因此粉塵層間形成很大的電壓梯度，產(chǎn)生一個強電場，這一電場不但減弱了電極間的電場強度，排斥其它粉塵繼續(xù)向集塵極運動，還會發(fā)生局部放電，出現(xiàn)反電暈現(xiàn)象（圖2.4），在集塵極和物料層中

17、形成大量的陽離子，中和了迎面而來的陰離子，使電能消耗增加甚至無法工作。氣流方向收塵極放電極圖2.3 低比電阻粉塵的跳躍現(xiàn)象放電極收塵極圖2.4 高比電阻粉塵的反電暈現(xiàn)象2.1.2、煙氣調(diào)質(zhì)控制比電阻為使電除塵器能在正常比電阻范圍內(nèi)工作，所有干法水泥廠回轉(zhuǎn)窯都要采用增濕塔做為煙氣調(diào)質(zhì)處理。而煙氣調(diào)質(zhì)是根據(jù)粉塵中比電阻隨溫度和濕度（濕度以露點表示）變化而變化的性質(zhì)來進行的，必須兼顧到溫度和露點兩個條件。新型干法生產(chǎn)線窯尾煙氣溫度在300°C400°C之間，進行增濕降溫后，露點為50°C，溫度為150°C，粉塵比電阻可調(diào)到1011.cm以下，是電除塵理想的工作

18、范圍。增濕塔是窯尾除塵系統(tǒng)的重要組成部分，它的工作好壞直接影響電除塵器的效果。2.1.3、存在事故排放2.1.3.1、煙氣中CO超標與對空排放水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾用電除塵器時，為了使電除塵器安全運行，設(shè)置了CO采樣分析，超標自動停止向電極供電功能?；剞D(zhuǎn)窯正常工作時，廢氣中CO濃度為0.5%左右，其濃度超過1.5%時報警，超過2%時則自動切斷電源，關(guān)閉高壓硅整流器，這時電除塵器僅是一個煙氣通道，粉塵對空排放。這樣就造成電除塵器與窯系統(tǒng)不同步運行問題。如下兩種情況產(chǎn)生CO濃度超標：1）生產(chǎn)工藝操作不當CO超標。2）點窯時煤燃燒不完全CO超標。上述二種情況中，點燃窯的情況是：在窯溫上升到一定溫度，剛點窯時

19、不開系統(tǒng)風機，僅靠煙囪的自然抽力，排風量很小。燃燒基本正常時才開系統(tǒng)風機并投料，這時電除塵器也投入了運行，超標時間很短，排放總量可以忽略。在投料之前，只有煙塵，即使有一段時間超標，但超過值很少，排放總量也可忽略。只有第一種情況，工藝操作不當，煤燃燒不完全，引起廢氣中CO超標，被迫停止向電除塵器電極供電，而這時又要對窯系統(tǒng)進行調(diào)整，不能停止運行，引起粉塵濃度超標排放。2.1.3.2、 不同步時間與超標排放量的計算(1) 除塵效率下限：為了使除塵設(shè)備達標排放，當入口濃度為某定值時，除塵設(shè)備必須要具有最低的除塵效率。若粉塵排放濃度限值為50 mg/Nm³，入口濃度與除塵效率的關(guān)系如表2：表

20、2.2 不同入口濃度情況下要求的最低除塵效率入口濃度（g/Nm3）排放限值（mg/Nm3）除塵效率（%）105099.51005099.9510005099.995不同步運行，也就是工藝設(shè)備運行時，電除塵器本身只起到類似沉降室的作用，污染物排放量急劇增加。假定該沉降室的除塵效率為50%，收塵裝置不同步污染物排放總量與同步運行時污染物排放總量相等時，不同步時間的百分比與除塵裝置入口污染物濃度有關(guān)。當入口粉塵濃度為10、100、1000 g/Nm³時，不同步的時間分別為1%；0.1%；0.01%。水泥生產(chǎn)中除烘干磨O-sepa選粉機外，一般設(shè)備產(chǎn)生的粉塵濃度在100 g/Nm³

21、左右，若收塵裝置與工藝設(shè)備有千分之一不同步就能使不同步的粉塵排放總量與同步運行的排放總量相等。 (2)排放總量估算如下：水泥窯正常工作時，出預(yù)熱器粉塵濃度平均為60g/Nm³，氣體溫度320°，換算到標準狀態(tài)下粉塵平均標況濃度約為130 g/Nm³。當出現(xiàn)CO超標時，調(diào)整水泥窯系統(tǒng)，減少喂料量，假設(shè)可使預(yù)熱器出口粉塵濃度下降一半，為65g/Nm³。增濕塔或冷卻器使粉塵沉降20%40%，下面計算取40%；電除塵器電極不帶電時其殼體作為沉降室，沉降率50%，這時排入大氣的粉塵濃度為：65X（10.4）(10.5)=19.5 g/Nm³當環(huán)保標準允許

22、排放濃度為100m g/Nm³時，生產(chǎn)中因CO超標而引起電除塵器被迫停電，所產(chǎn)生的粉塵濃度是允許排放濃度的195倍。即小時超標排放的粉塵量，等于195個小時正常生產(chǎn)的粉塵達標排放總量。根據(jù)對水泥生產(chǎn)中電除塵器運行情況的了解，大部分生產(chǎn)廠CO超標時間都在1%左右。部分超過2%，幾乎每天都有1次以上超標排放。一般情況下認為要使CO超標時間控制在0.5%以下比較困難。按CO超標時間0.5%計算，由于CO超標引起的電除塵器年超標排放總量與除塵器正常達標排放總量相當，可見CO超標引起的粉塵排放總量相當驚人。2.1.4 、新標準對水泥回轉(zhuǎn)窯尾除塵設(shè)備要求嚴格水泥工業(yè)大氣污染物排放標準“征求意見稿

23、”曾規(guī)定“新建水泥生產(chǎn)線窯尾一律采用布袋除塵器”，是考慮到電除塵器有一些難以克服的缺陷（如CO預(yù)警問題）造成不正常排放量很大，通常袋除塵器要好的多。從調(diào)研情況看，不排除電除塵器能解決這一問題（如自控手段），以及開發(fā)出新形式的除塵設(shè)備。因此不再要求新建水泥窯一律采用布袋除塵器。而工藝波動造成除塵器關(guān)閉，此時水泥窯需要調(diào)整運行（不能停止）所造成的非正常排放，電除塵器就很嚴重了。對這種不正常排放要控制。因此新標準規(guī)定如下：新建水泥窯應(yīng)保證在生產(chǎn)工藝波動情況下除塵裝置仍能正常運轉(zhuǎn),禁止非正常排放。現(xiàn)有水泥窯采用的除塵裝置，其相對于水泥窯通風機的年同步運轉(zhuǎn)率不得小于99%。使用電除塵器，需安裝現(xiàn)代化的自

24、動測量與控制系統(tǒng)，進行精確、有效的工藝控制。保證電除塵器與水泥窯完全同步運行，實現(xiàn)起來難度很大。通常袋除塵器在這方面有明顯優(yōu)勢。2.2、袋除塵器袋除塵器是以織物纖維濾料采用過濾技術(shù)將空氣中的固體顆粒進行分離的設(shè)備。目前主要有纖維過濾，膜過濾（表面覆膜）和粉塵層過濾，具體表現(xiàn)為：篩分，慣性碰撞，擴散，重力沉降等綜合作用。其作用機理為：（1）慣性捕集：顆粒物與風速都較大時，氣流接近過濾材料因受阻而發(fā)生繞流，顆粒物則由于慣性作用而脫離流線，直接與纖維碰撞而被捕集。（2）篩分捕集：當顆粒物的粒徑大于過濾材料的孔徑時，顆粒物無法通過而被捕集。（3）擴散捕集：由于氣體分子熱運動對微粒的碰撞而產(chǎn)生的布朗運動

25、線，從而撞擊到纖維上被吸附，對于越小的微粒越顯著，大于0.3µm的微粒其布朗運動減弱，一般不足以靠布朗運動使其離開流線碰撞到纖維上。（4）重力沉降捕集：在過濾速度較小時，氣體比較重的顆粒由于重力的作用而脫離流線，沉積在纖維上。進口煙氣的含塵濃度出口煙氣的含塵濃度V過濾速度粉塵層的孔隙率被清除的粉塵層經(jīng)常固定在濾布上的粉塵膜（所謂初次粘附層）并絲濾布圖2.5濾料的縱斷面圖圖2.5表示在袋除塵器過濾過程中濾料的縱斷面圖。這是普通的化學纖維濾布，網(wǎng)孔為2050微米，（使用短纖維如果考慮起毛的話，則為510微米）。在過濾中，粉塵逐漸在濾布表面形成初始粘附層（也稱粉塵架橋現(xiàn)象），它本身就起對粉

26、塵的過濾作用。目前，國內(nèi)外濾料表面覆膜過濾技術(shù)的應(yīng)用，使袋除塵器的過濾機理都有所改變。這種技術(shù)對微細粉塵有更高的捕集率，將粉塵阻留在濾料表面，更容易剝離。不用說1微米的塵粒，就是0.1微米的煙霧，也能獲得接近100%的除塵效率，國內(nèi)生產(chǎn)的袋除塵器可達到99.99%的除塵效率，已趨近“零排放”。2.2.1、袋除塵器用于水泥回轉(zhuǎn)窯除塵2.2.1.1、煙氣粉塵特性影響（1）不受煙氣比電阻影響，干燥煙氣更利于袋除塵器。（2）用于窯尾除塵有脫硫作用。煙氣中SO2在過濾時與濾袋表面粉塵層中的鉀、鈉結(jié)合生成鹽，脫硫80%左右。（3）對窯工況煙氣變化、波動不敏感。尤其是窯系統(tǒng)煤燃燒不完全時導(dǎo)致的CO超標，袋除

27、塵器可正常工作，不需對空排放。（4）降溫方式多樣。袋除塵器濾袋承受溫度一般在240260°C左右，（最高允許溫度在260280）可以用增濕塔降溫，但要求遠沒有電除塵器高。比如煙氣只需降到260°C以下露點50°C以上即可，其用水量不及電除塵器一半。袋除塵器降溫還可用空氣冷卻器，尤其在北方缺水地區(qū)，還有水質(zhì)不好的地區(qū)。（5）袋除塵器在線檢修可保證與窯的同步運轉(zhuǎn)率。水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾用袋除塵器，也會因為濾袋損壞引起超標排放。水泥窯窯尾用袋除塵器都在10個袋室以上，斷定破袋所在位置從發(fā)現(xiàn)超標排放開始，檢查一般需530分鐘。目前，濾袋使用壽命均在一年以上，破袋僅在濾袋使用一年

28、以后發(fā)生。查出破損濾袋所在袋室只要關(guān)閉該袋室，對其更換即可，其余袋室仍可正常運行。一般關(guān)閉20%袋室不會影響工藝設(shè)備生產(chǎn)和除塵設(shè)施的除塵效率。及時發(fā)現(xiàn)濾袋損壞是減少超標排放量的關(guān)鍵，這只能依靠在線連續(xù)檢測設(shè)備的及時報警。一般認為：袋除塵器破袋，在少部分破損時即可被發(fā)現(xiàn)，其它濾袋還會起一定的作用，超標的排放量遠小于電除塵器因CO超標時的排放量。（6）運行阻力問題。袋除塵器運行阻力較高（10001700Pa）超負荷通過能力較差，運行時阻力能耗比電除塵器大。對窯不同工況變化，袋除塵器入口及本體易產(chǎn)生正壓現(xiàn)象。2.3、 袋、電除塵器用于水泥回轉(zhuǎn)窯投資及運行費用比較2.3.1、 國內(nèi)某大型環(huán)保企業(yè)做的比

29、較表2.3 電除塵器和袋收塵器總體經(jīng)濟對比表（單位：萬元）生產(chǎn)線規(guī)模700t/d1000t/d2000t/d收塵器類型電袋電袋電袋設(shè)備一次投資155326176380259638消耗費用裝機年能耗費用42.537.852.739.385.246.7克服阻力年能耗費用5.138.16.246.712.191.1年維護費用<10>53<10>62<15>105合計<57.6>128.9<68.9>148<112.3>242.8說明:表中電電除塵器；袋袋收塵器。2.3.2、 國內(nèi)某設(shè)計院做的比較（3000t/d生產(chǎn)線）表2.4

30、電除塵器和袋除塵器的費用比較電除塵器袋除塵器備注A、投資費用（萬元）設(shè)備費用263340.3+431.6(濾袋)用美國GORE覆膜袋安裝費用4046合計303817.9B、維護費用、年（萬元）正常操作55濾袋消耗0143.8按平均壽命3年合計5148.8C、操作費用、年（萬元）運轉(zhuǎn)率300天壓力損失 Pa250(53.2kw)1500(318.8+11kw)裝機功率KW343.8124.9所需費用142.9163.7按0.5元/KW.hD、總費用（萬元）建設(shè)費用303817.9操作維護費用/年147.9312.52.3.3、 合肥水泥研究設(shè)計院做的5000t/d袋、電工藝參數(shù)及投資、運行費用比

31、較。2.3.3.1 、5000t/d袋、電收塵器選型及工藝參數(shù)表2.5 5000t/d袋收塵器選型及工藝參數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備參數(shù)單位袋式收塵器窯尾袋式收塵器（遼源金鋼水泥廠）窯頭袋式收塵器（河南義馬水泥廠）型號CDMC220-2×12CDMC154-2×10處理風量m3/h950000650000過濾面積m2160009300過濾風速m/min1.01.2入口含塵濃度g/Nm3200100出口含塵濃度mg/Nm35050入口溫度260260殼體耐壓Pa70007000通風阻力Pa15001500工作方式負壓外濾負壓外濾設(shè)備結(jié)構(gòu)特征箱式箱式濾袋規(guī)格mm160×60001

32、60×6000濾袋數(shù)量個52803080濾袋材質(zhì)玻纖+覆膜750g/m2Nomex700g/m2進、排風提升閥個2420規(guī)格mm900900殼體材質(zhì)Q235Q235排灰閥數(shù)量個1210規(guī)格mm400×400400×400功率/臺KW1.51.5清灰壓縮機數(shù)量臺11功率KW7.57.5PLC控制器（西門子）套11輸送機LS400LS300數(shù)量臺22殼體材質(zhì)Q235Q235厚度mm55表2.6 5000t/d電收塵器選型及工藝參數(shù)設(shè)備名稱設(shè)備參數(shù)單位電收塵器（湖南印山5000噸/日）窯尾電收塵器窯頭電收塵器型號規(guī)格CDPK-E/66×12.5/3×

33、10/0.4CDPK-E/132×13.5/3×9/0.45處理風量M3/h950000650000入口溫度100150100150最高允許溫度250250進口含塵濃度g/Nm3200100出口含塵濃度mg/Nm35050煙氣露點4725允許CO含量%1.01.0殼體耐壓Pa20002000電場風速m/s0.780.84壓力損失200200提供設(shè)備主要結(jié)構(gòu)電場數(shù)個33室數(shù)個21通道數(shù)個33×232電場高度m12.513.5電場長度m14.414.4極板間距mm400450電場橫截面積M2342196極板總面積M22382511500極板型式C480C480極板厚度

34、mm1.251.25極板材質(zhì)Q235Q235極線型式V15V15極線型式Q235Q235極線材質(zhì)X型X型氣體分布板厚度mm33氣體分布板材質(zhì)Q235Q235設(shè)備重量噸700405長×寬×高mm23420×45020×2212023054×17820×231602.3.3.2 、5000t/d袋、電收塵器投資及運行費用比較（1）設(shè)備一次性投資費用比較（表2.7）表2.7 設(shè)備一次性投資費用比較（萬元）項目投資窯頭收塵器窯尾收塵器備  注袋收塵器電收塵器袋收塵器電收塵器出廠價格400324900560進口濾料（475萬元）345

35、680國產(chǎn)濾料（進口原料）（2）日常運行維護費用及電耗袋收塵器a、濾袋更換費（按國產(chǎn)計算）窯頭、窯尾濾袋在正常使用條件下，濾袋壽命為24個月以上，一套濾袋價格窯頭袋收塵器：124萬元；窯尾袋收塵器254萬元。年維護費用：窯頭袋收塵器62萬元，窯尾袋收塵器127萬元。b、電耗風機阻力電耗（括號內(nèi)數(shù)據(jù)指窯頭）：空壓機功率電耗：7.5KW×50%（使用效率）=3.75KW總電耗：窯尾：431+3.75=435KW 窯頭：295+3.75=299KW電收塵器a電收塵器正常情況下，每5年維護一次，一次性維護費用（極板整形、更換極絲等），窯頭電收塵器需80萬元，窯尾電收塵器需120萬元。每年窯頭

36、為16萬元，窯尾24萬元。 b電耗（括號內(nèi)數(shù)據(jù)指有別于窯尾的窯頭收塵器數(shù)據(jù)）風機阻力電耗:高壓整流器電耗：3.2(2.0)A ×72KV×3×0.7×70%(使用效率)=338.6KW(211.7KW)加熱器電耗：0.4KW/個 ×60（36）個=24KW(14.4)振打減速電機：9KW（4.5KW）總電耗：窯尾：129+338.6+24+9=500.6KW窯頭：89+211.7+14.4+4.5=319.6KW（3）從以上數(shù)據(jù)可以定性地看出：隨著高品質(zhì)濾袋的使用，袋收塵器一次性投資一般比電收塵一次投資高20%左右，如果采用進口濾料，

37、則為5060%；袋收塵器運行費用高于電收塵器；由于袋收塵器采用覆膜濾料，系統(tǒng)阻力有所降低，其電耗低于電收塵器；袋收塵器的排放濃度能夠10mg/Nm3，幾乎為零排放。而電收塵器需在嚴格保證制造和安裝質(zhì)量的前提下，才能達50mg/Nm3。袋除塵器技術(shù)近年來發(fā)展很快，高品質(zhì)濾料國產(chǎn)化，設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計日趨合理，袋收塵器的濾料品質(zhì)、脈沖閥等配件質(zhì)量不斷提高。隨著國家環(huán)保新標準的提高，5000t/d以上生產(chǎn)線配套使用窯尾袋收塵器的越來越多，如合肥院為沙特NAJRAN水泥公司6000t/d熟料水泥生產(chǎn)線配套的袋收塵器風量達160萬m3/h；河南南陽、山東青州等6000t/d生產(chǎn)線均采用袋收塵器。2.4、最終除

38、塵器的確定：隨著世界各國環(huán)保要求的日益嚴格，排放標準的不斷提高；在發(fā)達國家以袋收塵器替換電收塵器的數(shù)量越來越多，即使在發(fā)展中國家也有這樣的趨勢。美國水泥廠控制污染標準是以高效袋收塵器的效率性能作為基礎(chǔ)的，而電收塵器只是作為另一種可供選擇的收塵器來考慮。我國隨著水泥新標準的實施，在一些環(huán)保要求高的地區(qū)，如北京、上海、廣州及各個風景區(qū)，已有水泥廠將電收塵器改為袋收塵器（保留電收塵器殼體，內(nèi)部結(jié)構(gòu)換成袋收塵器的結(jié)構(gòu)）。所以本設(shè)計采用袋式除塵器。河南城建學院本科畢業(yè)設(shè)計 袋式除塵器的選型和設(shè)計3、袋式除塵器的選型和設(shè)計3.1、袋式除塵器的選型3.1.1、袋式除塵器分類(1)按濾袋形狀分，有圓袋式除塵器

39、、扁袋式除塵器及其他袋式除塵器；(2)按過濾方式分，有外濾式袋式除塵器和內(nèi)濾式袋式除塵器；(3)按進風方式分，有上進氣式除塵器和下進氣式除塵器；(4)按風機的位置分，有吸入式除塵器和壓入式除塵器；(5)按除塵器的清灰方式分，有機械振動類清灰的除塵器和脈沖清灰袋式除塵器。3.1.2、濾料分類濾料材質(zhì)的發(fā)展已逐步向“使用溫度高、吸濕率低、耐腐蝕等方面發(fā)展，濾料織物結(jié)構(gòu)由二維結(jié)構(gòu)發(fā)展成三維交錯隨機排列針刺。一般的濾料主要是天然濾料、合成纖維和無機纖維，下表是某電廠對袋式除塵器濾料的試驗結(jié)果。表3.1 新南威爾斯州電廠袋式除塵器濾料試驗結(jié)果濾料類型聚酯共聚丙烯酸聚合丙烯酸聚亞苯基硫玻璃商業(yè)名Dacro

40、nOrlonDralon TRytonHyglass最大持續(xù)煙溫度（）130120130190260防酸性一般好很好極好極好耐磨性極好好好極好差相對費用11.31.54.57電力公司經(jīng)驗?zāi)退嵝圆?、壽命短煙氣溫度高不宜用廣泛使用使用效果好高溫煙氣3.1.3、煙氣性質(zhì)最大煙氣量53424 m3/h，查手冊知煙氣溫度為65+環(huán)境溫度,煙氣含塵濃度為9g/。3.1.4、氣象條件多年平均大氣溫度15.6；最低溫度平均值-15.3；最高溫度平均值42.3；多年平均風速2.4m/s;累年瞬時最大風速20m/s。3.1.5、技術(shù)水平的確定設(shè)計的除塵器應(yīng)符合我國機械行業(yè)標準要求除塵器的主要性能見下表表3.2 脈

41、沖噴吹類袋式除塵器主要性能類型項目逆噴順噴環(huán)隙對噴氣箱長袋入口氣體溫度常溫濾料<120高溫濾料<250過濾風速 m/min121.5312出口粉塵濃度/（標）100設(shè)備阻力 kPa1.21.41.21.51.51.5耐壓強度（殼體） kPa45漏風率%34表3.3 除塵器的鋼材耗量類型逆噴順噴環(huán)隙對噴氣箱長袋鋼耗量4529402542302135253522表3.4 除塵器主要材料選用表材料名稱牌號材質(zhì)標準號規(guī)格標準號鋼板、扁鋼Q235-A GB700GB704、GB912、GB3274圓鋼45 GB699Q235-A GB700GB702GB9787、GB9788GB706、GB

42、707角鋼槽鋼、工字鋼鋼管10、20、Q235-A GB699、GB700GB8162、GB8163、GB309、1GB3092鑄鐵HT150、HT200 GB94393.2、袋式除塵器的形式3.2.1、確定除塵器的形式本設(shè)計選用的除塵器形式是逆噴式（分室）脈沖除塵器（與其它除塵器結(jié)構(gòu)性能對比見上表）。脈沖袋式除塵器是一種周期性地向濾袋外噴吹壓縮空氣來達到清除濾袋上積塵的袋式除塵器，主要優(yōu)點為：處理風量大、除塵效率高。選擇的具體分析說明：（1）袋式除塵器的理想含塵濃度為0.210g/，本設(shè)計參數(shù)中計算得煙氣含塵濃度為9g/，適合用袋式除塵器。（2）設(shè)計的水泥廠排出煙氣的粉塵種類主要為飛灰（煤）

43、、石灰石粉等，查表-袋式除塵器的使用情況（大氣污染控制工程第二版）知，這幾種組成成分確認下來的進氣方式為逆氣流。（3）大型高氣布比的脈沖袋式除塵器比反吹風等低氣布比的袋式除塵器高1.52倍，這樣不僅減少了過濾面積，還減少了除塵設(shè)備的占地面積和設(shè)備費用。（4）脈沖清灰袋式除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調(diào)節(jié)，清灰時氣流速度較快，清灰效果好。（5）一般袋式除塵器采用分室結(jié)構(gòu)，并在設(shè)計中留有裕量，使除塵器可以輪換檢修而不影響運行。采用分室結(jié)構(gòu)的另一原因是窯尾的煙氣量一般較大，不注意氣流的分布往往會使氣流分布不均，阻力上升快，清灰頻率高，濾料容易破壞。3.2.2、袋式除塵器型號的確定常用的脈沖袋式

44、除塵器型式有四種，按照脈沖噴吹方向與過濾氣流的方向不同，脈沖袋式除塵器可分為逆噴式（MC型）、順噴式（LSB型）和對噴式（LDB型）三種，MC型中QMC為氣動、DMC為電動；按照濾袋形式的不同，又有扁帶脈沖除塵器（BMC型）。3.2.3、濾料的選擇本設(shè)計選用的濾料為厚的針刺氈。選擇的具體分析說明：（1）針刺氈的成分及特性針刺氈纖維主要成分為聚酯或諾梅克斯，具有長期耐高溫、吸水率高、耐堿性和耐酸性都較好、強度高、造價低等特點，應(yīng)用該種濾料能明顯提高除塵效率。（2）針刺氈與其它濾料的比較濾料織物結(jié)構(gòu)由二維結(jié)構(gòu)的織布發(fā)展成三維交錯隨機排列針刺。這種三維結(jié)構(gòu)無直通孔隙、透氣性高、容塵量大、過濾效率大大

45、提高。以滌綸針刺氈與729濾布（滌綸短纖維）相比，（見附表）可以看出：針刺氈的過濾性能明顯優(yōu)于729，在相同的使用條件下，其過濾風速可以提高一倍，即同等過濾面積，可以處理更多的廢氣量，濾料的壽命也更長。（3）可達到的除塵效率對于脈沖式除塵器，當使用工業(yè)滌綸208制作濾袋時，效率可達99.6%，當使用厚度為1.52的工業(yè)毛氈制作濾袋時，效率可達99.9%，滿足效率的設(shè)計要求。（4）袋式除塵器清灰的設(shè)計清灰方式為脈沖噴吹清灰，氈制的濾袋常采用脈沖噴吹清灰，相應(yīng)濾袋為上部開口下部封閉的濾袋，含塵氣體通過濾袋時粉塵被阻留于濾袋外表面上，利用壓縮空氣反吹，壓縮空氣的脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動，積附在濾袋

46、上的顆粒層脫落。脈沖清灰袋式除塵器處理風量大、除塵效率高，由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調(diào)節(jié)，清灰時氣流速度較快，清灰效果好其清灰機構(gòu)沒有運動部件，濾袋不受機械力作用，損傷較小，濾袋使用期長。(5)此工藝流程圖為：圖3.1工藝流程圖3.3、袋式除塵器設(shè)計計算3.3.1、原始數(shù)據(jù)含塵氣流的溫度定為T=100，進氣流量Q=53424m3/h, 含塵濃度=9g/m3，參考大氣污染控制工程，脈沖噴吹清灰的過濾氣速=24 m/min；選取 =2m/min。參看環(huán)境工程設(shè)計手冊，水泥的堆積密度=10001600Kg/，取1000Kg/含塵氣流達到國家標準的排放濃度=50mg/ 參考大氣污染控制工程，袋式除

47、塵器的壓力損失，通過清潔濾袋的壓力損失一般為100130Pa，當壓力損失接近1000Pa時一般需要對濾袋進行清灰。此處選取為100 Pa。參看袋式除塵器的設(shè)計與應(yīng)用，相鄰兩濾袋安裝的中心距為210250mm，濾袋與花板邊界距離為200mm，單元間隔大于相鄰兩濾袋的間隔。物理學結(jié)論，將物體置于傾斜角大于45°的傾斜板上，物體將向下滑動，故當灰斗傾斜角大于45°時，灰?？勺孕新湎?。含塵氣體進氣流速為15m/s，凈氣出口流速為1015m/s 。參考大氣污染控制工程水泥窯中顆粒比阻系數(shù)=2.0011.69min/(g·m)，取=2.00 min/(g·m)3.3

48、.2、過濾面積、濾袋數(shù)目的確定處理煙氣量：Q=53424m3/h清灰方式：脈沖噴吹清灰過濾速度：濾料：針刺氈濾料參考大氣污染控制工程，袋式除塵器的過濾面積：A=根據(jù)袋式除塵器的設(shè)計與應(yīng)用所述，濾袋長度L和直徑D比L/D的取值范圍540，及濾袋尺寸的參考數(shù)據(jù)選?。褐睆?長度的濾袋數(shù)量個(取160個)分為4個除塵室，每個除塵室內(nèi)安裝40條濾袋每個除塵室內(nèi)濾袋的布置：矩形布置橫向：5個濾袋縱向：8個濾袋相鄰濾袋間隔503.3.3、除塵室的尺寸：長度:L=，取L=1.0m 寬度:，取D3.3.4、 濾袋清灰時間的確定袋式除塵器的壓力損失： （） 式中 通過清潔濾袋的壓力損失，Pa； 通過顆粒層的壓力損

49、失，Pa。參考除塵設(shè)備： =t 式中 顆粒比阻力系數(shù)，min/(g·m) 過濾風速，m/min 含塵濃度，g/m3 t 清灰時間，min設(shè)達到1000Pa時清灰一次，將已知數(shù)據(jù)代入（）式：1000 = 100 + 2.00×12×9×t 解得：t = 20min = 0.4h 故濾袋運行0.4h清灰一次。3.3.5、灰斗的計算積灰堆積速度：q =灰斗尺寸設(shè)計：進灰口和出灰口均為正方形進灰口邊長，出灰口邊長為 a0=0.5灰斗壁面與出灰口水平夾角為60°灰斗高度積灰高度h取1.3m,估算積灰體積： V= =1.01m3 排灰時間h，故可知每4.2

50、小時排灰斗排灰一次。相關(guān)參數(shù)列表如下：項目內(nèi)容除塵器形式分室反吹袋式除塵器清灰方式逆氣流反吹清灰清灰制度二狀態(tài)清灰濾袋過濾風速2.0過濾面積445m2濾袋尺寸長L=6000mm, 直徑d=150mm.濾袋總數(shù)160條清灰時間0.4h灰斗排灰體積1.01m3積灰高度1300mm排灰時間4.2h灰斗高度1.3m3.3.6、脈沖袋式除塵器的選擇根據(jù)以上計算最終選用CDFM4單排脈沖帶式除塵器。表3.5 CDFM4單排脈沖袋式除塵器的性能參數(shù)室數(shù)4過濾面積/680處理風量/萬.h-1810.2過濾風速/m.min­122.5入口濃度/g. m-360工作溫度/120噴吹周期/min1.560

51、氣缸壓力/MPa0.50.7設(shè)備阻力/Pa1470噴吹壓力/MPa0.150.25振動電機功率/kW2.2設(shè)備質(zhì)量/22400表3.6 CDFM4單排脈沖袋式除塵器的外形尺寸型號LnH1H2進風口（寬×長）出風口（寬×長）CDFM452002741680661500×10001500×14003.3.7、安裝、調(diào)試、運行、維護和檢修（1）除塵器安裝進氣管安裝在灰斗上部分，為了讓布氣均勻，故在進氣管接口上端預(yù)留較大空間，使含塵氣體能叫均勻的進入各濾袋。濾袋在使用期間會發(fā)生破損等狀況，需更換或修補；另外也為便于除塵器的維修，故在除塵器上部箱體上開看檢修門。箱體及各輔助部件高度總和約為4米，為使檢修方便，故在離地兩米左右設(shè)置維修平臺，并設(shè)有護欄。（2）除塵器的分室濾袋設(shè)計與擬收集的煙塵見會相互作用，同樣的濾料由于設(shè)計的微小差異可對壓力降和窯尾的排塵濃度產(chǎn)生明顯影響。用于窯尾的袋式除塵器通常被分為多個單元室，這樣濾袋可在線關(guān)閉、維修或更換。（3）除塵器的定期檢測袋式除塵器需定期檢測，及時更換或關(guān)閉破袋。即使一個破袋都可能導(dǎo)致排灰濃度迅速升高，氣流在通過一個小破洞時會導(dǎo)致該濾袋以及周圍鄰近的濾袋快速破壞，造成很大的損失。檢測濾袋的方法有多種，比如向袋式除塵器的入口噴入熒光粉，用能使熒光粉發(fā)光的紫外燈來檢測定位破袋。對于脈沖型袋式除塵器的濾袋檢漏