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氧化铝焙烧窑高温金属膜除尘器


氧化铝焙烧窑高温金属膜除尘器


一、 概述:

本产品适应用于氧化铝焙烧窑高温烟气场合粉尘处理。传统的布袋除尘器由于 其采用纤维布袋作为除尘滤袋,具有以下几个显著的特征:

①因为布袋是软的,因 此通常设置有笼体结构对布袋进行支撑,该笼体结构通常采用碳钢丝或不锈钢丝作 为原材料,增加了除层布袋的重量,另外增加了过滤的阻力,降低了过滤效率;

② 除尘布袋的清灰方式均是采用反吹的方式,往往是在除尘布袋表面聚集了大量的粉 尘后才进行反吹,清灰效果较差;且由于其采用纤维材料制成,耐受温度较低,当 处理温度高于 240 ℃以上的高烫气体时,除尘布袋容易烧毁,使用安全性得不到 保障; 

鉴于现有金属膜技术已经逐步成熟,将金属膜应用到除尘设备领域中是发展 的趋势,因此提供一种金属膜除尘设备用于代替传统的布袋除尘器将会受到市场的 热烈欢迎,可为除尘设备生产企业带来新的发展机遇。国内运行的柔性膜金属滤 袋,都能达到超低排放要求,且具有低阻(比常规小 200pa)、耐高温(240-450℃)、 高温(450-800℃)、高过滤精度(0.1um),滤袋寿命长(8 年)等特点。 


二、设备工作原理:

GJMC 低压脉冲金属膜除尘器,是一种干式高温高效除尘器,它是利用金属纤 维制作的柔性膜金属滤袋过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。金 属纤维毡滤袋,是由纯 316L 或更高等级不锈钢丝纤维经过无纺铺制后烧结而成, 具有耐高温、耐腐蚀、方便回收等优点,其过滤方式与现有的化学纤维滤袋类似, 含尘气体由滤袋外表面向内通过金属滤袋,粉尘被拦截在滤袋外表面,随着粉尘 层厚度的增加,滤袋内外压差越来越大,再采用脉冲配吹的方式清灰,被剥离下 来的粉尘落入灰斗集中外排。

柔性膜金属滤袋,有别于普通纤维和金属纤维“滤饼层过滤”机理,项目所 采用的柔性金属滤材基于“表面过滤”的机理,过滤精度高,反吹时粉尘在滤材 表面坍塌剥离,清灰更彻底,系统低阻力、低能耗。

金属滤袋不可以折叠,每一个滤袋分 3 节,每一节滤袋需要在厂内整体焊接 成型,现场组装。滤袋袋笼一体化设计,袋口大多采用法兰式密封结构。

三、设备基本结构:

GJMC 离线清灰低压脉冲袋式除尘器由一体化滤袋、滤袋组合压件、花板组件、 导流装置、脉冲喷吹系统、出灰系统、控制系统、箱体等组成。含尘气体在导流装 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过滤区, 过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、导入出口喇叭排出。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(差压或定时、手动控制)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由卸灰阀排出后,利用 输灰系统送出。 

主要包括:

1) 一体化滤袋、组合压紧装置、袋笼、花板组件、净气室。袋与笼为一体式结构, 在厂内一次加工成型,减少现场安装量及安装难度。


2) 气流分布板:采用中间或底部进风方式,设计了独特的烟气分配装置,目的 在于分配含尘气体,并可对大直径颗粒进行分离,避免含尘气体冲刷滤袋,进一步 提高整个除尘装置的效率,提高滤袋使用寿命。 

3) 脉冲喷吹系统:电磁脉冲阀、承压接头、喷嘴管、支架等组成。在每个滤 袋上部,均有一根压缩空气喷嘴管,运行时,根据灰量和阻力要求,一般设定每一 排滤袋每隔 10 秒钟脉冲反吹清灰一次,定时器启动一次电磁阀,将脉冲空气喷入 滤袋内进行清灰。清灰系统主要部件出厂前进行预组装试验,清灰系统能够实现在 线清灰,清灰力度和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求。脉冲阀的分气包 5 采用无缝碳钢钢管制造。按照清灰工艺类型进行设计,出厂时按照相关标准进行压 力试验。 

4) 控制系统主要由仪器、仪表、PLC 柜组成。

四、设备性能特点:

1) 除尘效率高,可以永久保证粉尘排放浓度在 5mg/Nm3 以下。

2) 低阻损失,比常规袋除尘小约 200pa。

3) 耐高温(240-450℃)

4) 高过滤精度(0.1um),

5) 滤袋寿命长,运行周期 8 年。

6) 内部结构简单、附属设备少,投资省,技术要求也没有电除尘器那样高, 无须专设操作工。

7) 能捕集高温、比电阻高,电除尘难以回收的粉尘。

8) 袋式除尘器性能稳定可靠,对负荷变化适应性好,运行管理简便,特别 适宜捕集细微而干燥的粉尘,所收的干尘便于处理和回收利用。

9) 自动化程度较高,对除尘系统所有设备均可设检测报警功能,对操作人 员要求较低、操作维护人员的劳动强度较低。


五、设备运行基础数据:

1) 能长期保证<5mg/Nm3 的粉尘排放浓度。不受入口粉尘浓度、比电阻、高 温的影响。 

2) 阻力<1000Pa,能耗低。

3)  耐高温 240-450℃。

4) 主要配套件----滤料的使用寿命 8 年。 主要配套件----电磁脉冲阀的使用寿命达 100 万次以上。 所有运转设备均可设检测报警装置能在第一时间发现故障并报警。

5) 主要维护工作----滤袋更换仅需两人就能执行。


六、设备关键件:

1、滤袋布置及花板

除尘器滤袋采用纵横直列的矩阵布置方式。这种排列方式合理地利用了方形的 箱体空间,避免了在方形箱体中采用同心圆方式排布滤袋造成了箱体四角空间的闲 6 置。加大的滤袋中心距保证了含尘气体在滤袋间的抬升空间,同时避免了滤袋晃动 可能产生的碰撞。

除尘器的花板作为除尘器净气室和过滤室的分隔,用于悬挂滤袋组件,同时将 作为除尘器滤袋组件的检修平台。

设计合理的除尘器上箱体内部结构为工人以花板作为操作平台进行除尘器检 修、维护创造了条件。

花板孔采用激光切割,与理论位置的偏差小于±0.05mm,确保两孔洞的中心距 误差在±1.0mm。花板孔洞制成后无锋利边角和毛刺,焊接加强筋板时,筋板布置 合理。

焊接后通过整形确保花板平整,无挠曲、凹凸不平等缺陷,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,滤袋安装后严密、牢固不掉袋、装拆方便。

花板采用焊接方式进行组合,焊接后应通过整形确保花板平整,其加强筋与除 尘器花板之间的焊接采用气保焊接方式。组合后的花板强度满足悬挂全部滤袋、袋 笼后以及在过滤状态下,每条滤袋上满灰状态下无变形、扭曲。花板的安装符合有 关技术标准,安装后整体平面度≤3mm,内孔加工表面粗糙度优于 Ra=12.5。滤袋 与花板的配合合理,滤袋安装后,严密、牢固不掉袋、装拆方便。

采用精密工艺加工的花板和高精度定位的喷吹管保证了喷吹短管轴线和滤袋 组件轴线的重合,喷吹管与花板平行,并使喷嘴的中心线与花板孔中心线重合,其 位置偏差小于 1mm,喷嘴中心线与花板垂直度偏差小于 0.25°,从而保证了整套喷 吹清灰系统的可靠、有效。

2、一体化滤袋

高温滤袋分为低温柔性膜(110-250℃),中温柔性膜(250-450℃),高温刚 性膜(450-800℃)我们现在主要采用中温柔性膜。适用于有色冶金、贵金属、煤 化工高温烟气净化。滤袋和袋笼为一体式结构。

3、设备清灰系统

除尘器的清灰采用压缩空气低压脉冲清灰。
除尘器采用在离线清灰方式,清灰功能的实现是 通过 PLC 利用差压(定阻)、定时或手动功能控制提 升阀关闭清灰仓室,启动脉冲喷吹阀喷吹,使滤袋径 向变形,抖落灰尘。
清灰系统设计合理,脉冲阀动作灵活可靠;在设 备出厂前,对清灰系统等主要部件进行了预组装, 以保证质量。
预组装中的清灰系统部件:清灰用的喷吹管借 助校直机进行直线度校正。喷吹短管(又称喷嘴) 与喷吹管的焊接采用了工装模具,二氧化碳保护焊 接,减少变形,保证喷吹短管间的形位公差。喷吹 管借助支架固定在上箱体中,并设置了定位销,方 便每次拆装后的准确复位。
清灰系统设置储气罐和分气包、精密过滤器(除油、水、尘),保证供气的压 力和气量和品质,清灰力度和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求。 储气罐在出厂之间进行压力试验。

4、电磁脉冲阀
清灰系统的关键设备是电磁脉冲阀,它的选用关系到除尘器的造价及清灰效果。
我们为该型低压脉冲布袋除尘器选用的电磁脉冲阀为喷吹压力<0.3MPa 的电 磁脉冲阀,膜片为耐高温结构,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、 极 大地减少了维护工作量。

   5、电气及仪表、控制
电源
1) 除尘器属Ⅱ类负荷设备,我方将按贵方提供 的 二 路 分 开 的 独 立 电 源 考 虑 设 计 。电 源 为 交 流 9 380V/220V, 50Hz,三相四线制。
2) 我方设备所需的直流电源或其他交流电源,由我方通过贵方提供的交流电 源自行解决,并提出所需电源的总负载。
3) 我方在产品电路设计时尽量使电源的三相负载 保持平衡;
4) 除尘器现场设施,采用必要的防水防尘措施,达到设备露天放置的要求。 户外电气设施的防护等级均为 IP55。
5) 我方的电气及控制设备将明确提出接地方面要求,并在需要接地的设备上 留出接地用的连接端子;
6) 除尘器本体设计时,为电缆敷设提供必要条件。电缆起终点都在除尘器上 时,我方负责开列电缆清册并负责电缆敷设设计。电缆一端在本体上,一端不在本 体上的由我方提供位置、长度、清册并汇集的一点。
7) 由控制装置到电厂集控室的信号由我方提供。
8) 除尘器设有照明及照明配电箱,并设有检修所需用的电源插座。

仪表及控制 
1) 除尘器控制系统采用采用西门子 PLC 控制,可自动集中控制除尘系统的全 部设备以及与其他 PLC 的通讯。脉冲清灰自动控制采用差压及定时(时间可在操作 台上设定)两种控制方式,在操作台进行选择。
2) 除尘器安装了压缩空气油水分离器及调压器等仪器仪表,除尘器运行状况 均可在主控柜模拟屏上发出声光报警信号。除尘系统可通过操作台或远程操作进行 控制。
3) 整套除尘控制系统以除尘器 PLC 为中心,系统各设备的控制由除尘器 PLC 实现,并与工厂大系统连接,由除尘系统 PLC 采集并传送系统各设备的运行数据。
4) 除尘器机房控制柜上设有除尘器进出口压差、压缩空气压力、除尘器各电 动设备工作状况、清灰状况、输灰设备工作状况、除尘器综合故障报警信号及输出 接点。
5) 除尘系统所有自动控制设备可无人值守运行或接受远程控制。

控制设备
   1) 我方提供的控制装置箱柜采用双层密封结构,能防尘、防水、防小动物进 入,以确保设备安全;
   2) 控制机柜有足够的强度和刚度,不易变形;
   3) PLC 的 I/O 点留有足够的输出和输入接口(调试后留有~15%的 I/O 容量); MCC 柜留有 20%的备用回路。
   4) 当机柜内散出的热量超过部件允许温度时,采用自动通风措施,以降低温 度,保证该部件的正常运行,其控制开关具有启动-停止-自动的选择功能;
   5) 机柜防电磁干扰,保证系统不会误动。

控制系统要求:
   1) 开关接点通过的连续电流小于其额定值的 80%;
   2) 系统中的运转设备均设置机械故障检测和报警装置,当任一运转设备发生 故障时,立即发出故障信号,并送至操作室内,在主控柜显示并声光报警,运转设 备自动断电停运。
   3) 指示灯颜色应用: 绿色:电源闭合、除尘器运行、阀门全开等 红色:电源断开、除尘器停运、阀门全关等 绿色灯加红色灯:阀门半开 白色:控制回路电源监视灯 黄色:不正常状
   4) 随本体供应的检测元件、仪表及控制设备选用通用的、贵方指定的产品, 并符合国家有关标准,经贵方确认。控制系统出厂前作相应模拟工况下的动作试验。 电器仪表装置在出厂前进行测试,保证到达现场后,接上电源和气源即可正常运转。
   5) 主操作台操控按纽设置:
手动/自动转换开关;操控室/现场操作转换开关;自动控制启、停按纽;除尘器各设备手动;操作启、停按纽。

七、金属纤维滤袋使用注意事项
1. 金属纤维滤袋货到现场后,在货物装卸、搬运、存放、安装中必须注意 滤袋成品的保护。
2. 花板既要承受系统烟气压力,又要承受滤袋(含袋笼)、粉尘层的重量, 花板如有变形可能影响滤袋的垂直度及袋口处的密封效果,设计时在花板下部 应做加强处理。
3. 必须保证花板上平面的平面度,符合图纸及规范要求。除尘器花板应光 洁平整,不应有凹凸不平等缺陷,其平面度偏差不大于花板长度的 2/1000。花 板孔径周边要求光滑无毛刺,打磨圆滑。
4. 滤袋重量见我公司滤袋图纸标题栏或询问我公司技术人员。
5. 滤袋配套花板孔尺寸见滤袋图纸技术要求,花板厚度建议不小于 8mm。
6. 滤袋安装前,滤袋压紧装置按图施工,必须先行就位焊接,保证焊接牢 固可靠,焊渣及花板上异物、杂物必须清理干净。
7. 滤袋搬运、安装作业过程中,注意滤袋的保护,防止磕伤、碰伤等损坏 滤袋。
8. 如分节滤袋,滤袋上节与下节之间,滤袋与花板之间的连接必须可靠, 确保密封不漏气。
9. 滤袋安装前,请务必将喷吹清灰系统气包、管路、喷吹管清理干净(可 用压缩空气),以防焊渣、异物等可能落入滤袋,造成金属纤维滤袋损坏。
10. 滤袋安装时,应采取措施防止异物、杂物落入滤袋内,从而对滤袋造成 损坏。
11. 滤袋安装结束后,必须做荧光粉检漏试验,以检测滤袋本身及本体花板、隔板等焊接质量,有问题的及时进行相应处理。 荧光粉的用量一般推荐使用 5 克/平方。首先计算出单台除尘器除尘滤袋总 过滤面积,从而计算出总的荧光粉用量。如果选取的荧光粉投入点距离除尘器 的距离较远,或在投入点与除尘器之间有较多的弯头结构等情况下,荧光粉使 用量应适当增加。
12. 滤袋安装及荧光粉检漏试验完成后,对滤袋进行预涂灰操作。新滤袋在 启动前应采用 200 目左右的粉煤灰粉(或消石灰)进行预喷涂,喷涂后滤袋外 粉饼层按每平米 300 克估算投入。如业主采用其他介质进行预涂灰,请特别说明。
13. 使用方应严格按照规范进行操作,避免结露造成的糊袋或腐蚀,损坏金 属纤维滤袋,导致粉尘排放不达标。
14. 为了保证除尘器正常安全运行,请务必保证进入除尘器的烟气温度大于 烟气露点以上至少 30℃。
15. 停炉时除尘器操作注意事项: 当短时停炉时,维持除尘器内温度始终高于烟气露点温度 30℃以上,保证除尘 器滤袋正常运行阻力(无需离线彻底清灰),在下次启炉时除尘器无需预涂灰。
当长期停炉时,除尘器在系统停炉后,金属滤袋除尘器或金属电袋除尘器 袋区应进行一次彻底的离线清灰操作,尽可能的将除尘器滤袋上的粉尘清理干 净。若系统再次启炉除尘器投入前,应确保滤袋上的粉尘层干燥,应先烘炉预 热,然后,按照常规开机步骤操作,进行预涂灰,最后正常投运。

以下就压紧装置安装过程作简要说明。

1)压块主要包括双耳压条和单耳压条两种,如下图所示。


压条示意图

2)安装顺序:
   压条扁钢焊接→花板表面清理→滤袋安装→检查、清理

① 压条扁钢焊接 将金属纤维滤袋压块装置压条扁钢按照图纸与花板进行焊接,要求焊接牢 固可靠。
② 花板表面清理 压条扁钢安装完后,对焊缝焊渣和花板表面及花板孔周围异物、杂物进行 清理,确保无油污、颗粒物等杂质存在,花板口周围不能有金属毛刺。
③ 滤袋安装 将滤袋袋口垫片装入花板口,要注意垫片要与花板口安装到位。 将下节金属滤袋直立放入花板口内,缓慢插入,切勿暴力。在下节滤袋法 兰距花板上平面约 250mm 左右处,将上节滤袋与下节滤袋按下图(图 3)进行 14 组装。之后,缓慢放入滤袋。金属滤袋全部安装结束后,进行压条的安装。按照图纸把压条耳朵(压块) 调整好位置后,将螺栓均匀压在金属滤袋的法兰上,最后进行紧固压紧。


滤袋上节、下节组装示意图

金属滤袋全部安装结束后,进行压条的安装。按照图纸把压条耳朵(压块) 调整好位置后,将螺栓均匀压在金属滤袋的法兰上,最后进行紧固压紧。


压条安装照片
④ 检查、清理 全部安装结束后,再次检查花板平台,保证金属滤袋内部无遗落的异物, 确保洁净,以免造成反吹时异物击穿金属滤袋过滤层。





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