布袋除塵器在電解鋁廠的成功應用（yòng）

發布日期：2017-12-13 12:08

 摘　要:通過對貴鋁（lǚ）第三（sān）電（diàn）解鋁廠（chǎng）陽（yáng）極組裝（zhuāng）工段大型除塵係統的設（shè）計實踐,闡述了該係統風管配置、排風量確定、係統（tǒng）阻力計算、主要設備選擇等過程（chéng）,並針對除塵係統中的多點除塵風管壓力平衡計算、水平風（fēng）管防止積灰堵塞、風（fēng）管壁厚選擇、螺旋輸送機選擇等問題進行了探討（tǎo）。

關鍵詞:除塵係統;設計;係統（tǒng）風量;壓力平（píng）衡

1、概述

預焙陽極（jí）電解鋁廠陽極組裝工段是把鋁電解槽使用過（guò）的陽極也稱（chēng）殘極經過處理,取（qǔ）出鋁導杆和鋼爪頭,然後將經陽極焙燒爐焙燒（shāo）後的新陽極炭塊和鋁（lǚ）導杆（gǎn）、鋼爪頭進行組裝,使之（zhī）成為新陽極（jí）,送電解車間供電解（jiě）槽使用。預焙陽極電解鋁廠陽極組裝工段,包括預焙陽極的組裝、電解質和殘（cán）極的清理及回收利用等。殘極清理和殘極（jí）壓脫、導杆清刷、鋼爪清理（lǐ）等都會產生大量粉塵,因（yīn）此,為了（le）適應環保和車間衛（wèi）生條件的（de）要求,必須設置排風除塵係統。本文就貴州鋁廠第三電解鋁廠陽（yáng）極組裝工段大型除（chú）塵係統的主要設計參數、設計方案、運行效果進行分別論述。

2、主要設計參數

貴州鋁廠第三電解鋁廠,年產電解鋁8萬t, 1987年10月開（kāi）工建設,與其配套（tào）的陽極係統包括陽極組裝工段於1994年6月交付生產投入使用。陽（yáng）極組裝工段除塵係統具有除塵風（fēng）管長、除塵風量大、除塵點較多的特點,陽極組裝工段除塵係統主（zhǔ）要是殘極清理和殘極（jí）壓脫2個除塵係統,其主要設計參數見表1。

表1　殘極清理和殘極壓脫係統主要設計參數表

殘極清理係統散發粉塵的生產設備是:托盤傾翻（fān）裝置,初次、二次及手動殘極清理機和皮帶運輸機等。殘極（jí）壓脫係統散發粉塵的生產設備（bèi）是:自動和手動殘極（jí）壓脫機、鋼爪清理機及（jí）皮帶運輸機等。

3、除塵係統方案

陽極組裝除塵係統粉塵主要是炭素塵,呈黑色,粒度小,可見性明顯。因此,除塵係統運行好壞,車間內（nèi）衛生條（tiáo）件和除塵係統排出口（kǒu）濃度（dù）很（hěn）容易觀察到。另外,陽極組（zǔ）裝生產工藝設備自動化水平較高,電氣設備要求車間粉塵濃度很嚴格,因此,除塵係統設計整體方案包括風管配置、排風罩設置、設備的選（xuǎn）擇要合理、先進（jìn）。

3.1　除塵風（fēng）管配置

陽極組裝工段為（wéi）單層廠（chǎng）房,室內工藝設備配置比（bǐ）較緊湊,因此,除（chú）塵風管和排風罩布置需緊密與生產工（gōng）藝設備配合好,否則就會影響工藝設備正常操作和運行。除塵風管一般應（yīng）盡量垂直或傾斜敷設,以防除（chú）塵風管積灰。但在陽極組裝工段,由於條件受限,除塵風管配（pèi）置隻能采（cǎi）取支管（guǎn）垂直敷設、匯合總管水平敷設的方案,這樣對生產工藝設備的運行操作才不會有影響,而且（qiě）水（shuǐ）平匯合管還必須高於車間的組裝懸鏈輸送設（shè）備,當然,針對除塵風管的水平敷設需（xū）采取相（xiàng）應的防止積灰措施。

3.2　排風量的確定（dìng）和除塵係統（tǒng）阻力計算

各排（pái）風點的排風量大小（xiǎo）關係到塵源點的粉塵（chén）散發,對於陽極組裝的工（gōng）藝設備散塵點的排風量主要是依據現有的（de）專業設計手冊和經驗數據來確定,對於排風罩的控製風速一般采用0.6——2.0m/s。其（qí）各收塵點排風量見表2。

對於多點除塵係統的阻力計算,采（cǎi）用風管等速計算（suàn）法和支管（guǎn）設置鋼製蝶閥調節,使除（chú）塵係統阻力達到平衡,除塵係統總阻力為O不利環路的阻力,依據總（zǒng）阻力和（hé）除塵器（qì）的阻力（lì）來確定風機的壓力。

3.3　除塵設備

通（tōng）常電（diàn）解鋁廠炭素係統除塵設備多采用反吸風扁袋除塵器、小型脈（mò）衝袋（dài）式除塵器等,而且往（wǎng）往室內布置居多。但本陽（yáng）極組（zǔ）裝（zhuāng）車間由於是擴建工程,除塵設備隻能室外布（bù）置（zhì）,而且位置有（yǒu）限,係統風量也比較大。因此,需考慮除塵（chén）設備向空間（jiān）發展,這樣,在除塵設備選擇（zé）上選擇（zé）GFC負（fù）壓反（fǎn）吹（chuī）風布袋除塵器,根據係統的風量和粉塵性質,所選擇的（de）袋式除塵（chén）設備型號及技術參數見表3。

3.4　風機設備

根據除（chú）塵係統風管阻力和袋式除塵器設備阻（zǔ）力,風機（jī）的參數選擇見表4。

3.5　收（shōu）塵粉料輸送

袋式除塵器回收的粉料可作生產原料,因此,收下來的粉（fěn）料直接返回生產線末（mò）端,粉料輸（shū）送采用螺旋輸送機設備,與除塵係統聯鎖運行。

4　除塵係統的幾個問題

4.1　多點除塵係統風管壓力平（píng）衡計算

在（zài）多點除（chú）塵係統的風管壓力平衡計算過程中,傳統的計（jì）算（suàn）方法多采用靜壓（yā）平衡法。這種計算方法在理論上比較精確（què）,但在工廠實際安裝的風管係統往（wǎng）往和設計的風管（guǎn）係統不同,使原來壓力平衡的各（gè）並（bìng）聯管路出現不（bú）平衡。另外,不同的設計手冊,盡管條件相同,查找出的局部阻力係數值等參數並不（bú）相同,這也會造成理論計算值與實（shí）際情況有差別。另（lìng）外,靜壓平衡法計算過程繁瑣,為了平衡風管,往往要進行大量的重複計算工作,而（ér）且（qiě）有些風管的管徑為了滿足壓力平衡計算,風管管（guǎn）徑過大過小會帶來風管（guǎn）速度不符合除塵係統要求。在多（duō）年的設計過程中,91看片采用等速計算法來計算多（duō）點除塵係統風管壓力。實踐證明,各排風支管可達到平衡,這樣可減少計算工作量。等速計（jì）算法是根據（jù）除塵（chén）風管的速度（dù）要求,按（àn）節點處各支管、分支管段風速相等的原則進行管徑計算，並以O長風管管路為O不利管路,個別管路進行適當的風速調整,為方便現場安裝調試和保證等速計算後除塵係統滿足（zú）設計要求,各排風點（diǎn）均設鋼製調節蝶閥。等速（sù）計算法,采用編程計算風（fēng）管管徑及壓（yā）力平衡,根據匯合（hé）管和支管壓力損失可以計算出各支管蝶閥卸料器的開啟角（jiǎo）度,使除塵係統風管各支管壓力達到平衡。

4.2　除塵風管閥門

除塵（chén）係統風管閥（fá）門過去一直（zhí）沿用《采暖通風（fēng）設（shè）計（jì）選（xuǎn）用手冊》中(T309)密閉斜插板閥（fá）作為除塵風管閥門,但在多年的實踐中發現存在（zài）以下幾個問題:一是斜插板閥不易調節,尤其是加工質量不好或（huò）粉塵進入斜插板槽後更是難以拉動;二是斜（xié）插板閥高度尺寸（cùn）太大,給除塵風管安裝帶來不便（biàn）,甚至會出（chū）現安裝不下的現象;三是斜插板閥由於是往上拉動,現場條（tiáo）件受限（xiàn）會造成操作困難。因此,許多工廠（chǎng）都對（duì）除塵係統（tǒng）采用斜插板閥不（bú）滿意。在91看片近年來的除（chú）塵（chén）係統設計（jì）中（zhōng）,風管閥門采用鋼製蝶閥,可以現場加工,要求高些也可以向製（zhì）造廠訂貨。從目前加工的水平看,蝶閥製作可做（zuò）到比較嚴密,鋼製蝶閥具有操（cāo）作方便、定位簡單、閥門高度小安裝（zhuāng）方（fāng）便的優點（diǎn）,所以筆者（zhě）認為除塵係統風管閥門采用鋼製蝶閥為好（hǎo）,閥門鋼板（bǎn）厚度根據管徑大小確定,一般來說,閥（fá）門壁厚可與風管（guǎn）壁厚相同或大1——2mm為（wéi）宜（yí）,這樣也不會造成閥門造價過高,從近年來91看片與國外合作的工（gōng）程中了解到,國（guó）外除塵係統風管（guǎn）閥門也都是采用鋼製蝶（dié）閥。

4.3　水平風管防堵措施

在多點除塵係統風管布置中,由於風管管路長,受條件所限,往往難以保證所有風管都能傾斜或垂直布置,常常會遇到除塵風管水平敷設（shè）問題。因此,水平風管防止積灰堵（dǔ）塞尤為重要,關係到除塵係統能否正常運行（háng）的（de）問題。根據多年的設（shè）計和現場調試經驗,水平風（fēng）管防（fáng）止（zhǐ）積灰（huī）堵塞措（cuò）施有以下（xià）幾點:①保證水（shuǐ）平風管風速大於粉塵性質要求的O小風速,有時可（kě）以在末端排風支（zhī）管上設旁通（tōng）閥,用於調節風（fēng）量或進行風管清掃（sǎo）,必要時可通（tōng）過旁通閥（fá）增加末端風量而保證水平風管風速;②有壓縮空氣條件的,在水（shuǐ）平風管側麵安裝壓縮空（kōng）氣助吹管,定期吹掃,采用鋼管連接助吹管接至地麵或便於連接壓縮空氣的位置;③在除塵係統的電氣控（kòng）製上（shàng）,除（chú）塵係統啟動時間保證比工藝設備啟動時間提前,停止時間保證比工藝設備停機（jī）時間滯後,這樣就不會造成含塵（chén）氣流粉塵（chén）沉降於風管。往往風管積塵,都是風管含塵氣（qì）體（tǐ）停止流（liú）動造（zào）成沉降,時間長了勢必就會引起風管堵塞,所以除塵係統啟動（dòng）和停止時間對除塵風管防止積塵堵塞尤為重要。

4.4　除塵風管壁厚

《通風與（yǔ）空調工程施工及驗收規範》中對除塵風（fēng）管壁厚已有明文規定,不同管徑對應於不同壁厚。但在實際（jì）工程中,91看片（men）按規範規定（dìng）設計,采用1.5mm和2.0mm2種（zhǒng）壁厚,建設單位往往感到鋼（gāng）板（bǎn）壁（bì）厚難以分類、采購,而且容易造成（chéng）混淆。因此,近年來,91看片在設計中,一般的除塵風管通常（cháng）采用δ=2mm的鋼（gāng）板,大於1500mm的風管采用δ=3mm鋼板,施工單位感到比較滿意,盡管比規範規定的（de）材料重量有所增加,但實際上,由於材料壁厚統一,廢料減少,因（yīn）此投資費用增加無幾,故筆者認為,一（yī）般除塵係統風管壁厚采用2mm是O為合適的。

4.5　螺旋輸送機

除塵係統大多采用螺旋輸送機來進行回收粉塵輸送。在設計選型上,如按輸送能力計算,選用150mm、200mm螺旋輸送機就足夠了,但在（zài）實際工程中,常常（cháng）會遇到螺旋輸送機輸送粉料時（shí）發生堵塞（sāi）拱料的現象,特別是在中（zhōng）間（jiān）吊軸承處,甚至會把輸送機頂（dǐng）板（bǎn）頂開。有些設計手冊規定輸（shū）送粉料的螺（luó）旋輸送機直徑不能小於300mm,而事實上,在工程實踐中發現螺旋輸送機輸送粉料（liào）造成堵塞拱料的原因,主要是由中間吊軸承造成。這是因為粉料流動性差,中（zhōng）間吊軸承處的法蘭連接（jiē）造成螺（luó）旋截麵減小,另外螺旋葉片又中斷,因此,此處粉料輸（shū）送為喉口受阻,造成粉料拱料。因此,筆（bǐ）者認為螺旋輸送機輸送粉料時,不設中間吊軸承為（wéi）好,距離長時可采用兩段（duàn）螺旋輸送機,這樣就不容易拱料,在實際工程中也證明了這（zhè）一點。如果確實（shí）不可避免采用中間吊軸承時,螺旋輸送機（jī）計算時要考慮中間吊軸承處的截麵減小因素（sù）。

5、運行效（xiào）果

陽極組裝除塵係統在（zài）安裝調試過程中,設（shè）計人員積極配合,使除塵係統自1994年6月（yuè）投入使用以來一直效果良好,除塵係統運行平穩,設備運行正常。1995年8月（yuè）經O環保局（jú）委托貴州省環境（jìng）監測中心（xīn）站監測,其監測結果見表5。

從監測結果看,除塵係（xì）統排放濃度均低於O排放標準(150mg/m3),因（yīn）此（cǐ）,陽極組裝工段大型除塵係統（tǒng）的（de）設計是成功的。