水泥粉磨系统除尘工艺的改进及计算

水泥粉磨系统除尘工艺的改进及计算王青(白鳍豚水泥有限公司，安徽安庆246005)中图分类号：TQ172.688.3文献标识码：B文章编号：1002－9877(2002)05－0021－02我公司3号水泥粉磨系统原采用Φ2.2m×7.0m球磨机与Φ4.0m高效螺桨离心式选粉机组成闭路粉磨工艺。配料库底采用正压布袋除尘器，磨尾采用SZD1600/2旋风静电组合式除尘器收尘。1原系统存在问题及分析1)风机风叶和壳体直接受到含尘气体的冲刷，磨损十分严重。平均每个月更换1次风机风叶，2个月更换1次风机外壳，维修费用极大。2)当物料综合水分稍大时风机风叶极易积灰，破坏风叶平衡，风机剧烈震动，收尘效果急剧下降，必须停机人工清理(每班8h至少要清理2次)，除尘器的有效运转率极低，且维护劳动强度高。3)人工1次清灰时的所有物料集中在1次全部进入球磨机，造成磨内物料量突然增加，引起饱磨，同时磨尾提升机由于负荷突然变大，电动机电流急剧升高，多次被卡停。在除尘器清灰前不得不停止库底配料，导致球磨机不能连续均匀喂料。4)原磨尾电除尘器陈旧老化，极板变形，造成极距变化，收尘效率极低，气体排放浓度严重超标。2技术改造方案及计算1999年初，公司采用辊压机及高效筛分磨技术改造原粉磨工艺，同时在系统除尘设计中选用1台FGM64－5气箱脉冲袋除尘器取代了原磨尾及库底除尘器。根据除尘器相关参数(如表1)，并结合改造后的工艺系统进行理论计算。表1气箱脉冲袋除尘器相关参数2.1风量计算1)球磨机所需风量根据资料[1]，并结合本公司Φ1.83m×6.4m高效筛分水泥磨的生产经验，取磨内风速为0.5m/s，则：Q磨=0.785×Di2×(1－ψ)×w磨×3600=0.785×2.12×（1－0.3）×0.5×3600=4362(m3／h)式中：Q磨——磨机所需风量，m3／h；Di——磨机有效内径，m；ψ——磨内研磨体填充率，此磨机为30％。2)库底配料除尘所需风量仍使用原库底配料Φ500mm除尘主风管，从库底延长至磨尾风管处，因此处风管为水平布置，故取管道内气体风速为18m/s[2]，则：Q配=0.785××w主×3600=0.785×0.52×18×3600=12717(m3/h)式中：Q配——库底配料除尘所需风量，m3／h；D2——风管内径，m。整个除尘系统均由密封管道连接而成，密封性能较好，取漏风系数为1.1；则整个系统所需风量为：Q总=（Q磨＋Q配）×1.1=（4362＋12717）×1.1=18787(m3／h)2.2风压计算2.2.1沿程摩擦阻力从除尘器进风口至库底配料主风管总长为100m，此段风管为水平布置,则沿程摩擦阻力为：H摩=λ×(l÷d)×（w2÷2）×ρ=0.024×（100÷0.5）×（182÷2）×1.24=0.96(kPa)H摩——摩擦阻力，kPa；ρ——50℃下干气体的密度，kg/m3;λ——摩擦阻力系数，取0.024；l——风管总长度，m；w——气体在管道内流速，m/s。2.2.2局部阻力1)配料秤支风管入主风管:K=1－（F1÷F2）2=1－（0.07065÷0.19625）2=0.87h单=K×(÷2)×ρ=0.87×(7.12÷2)×1.24=0.027(kPa)配料秤共7台，且每台配料秤收尘风管布置形式相同，故在7台秤全部运行的情况下，此处的局部阻力和为：h秤=7×h单=7×0.027=0.189(kPa)式中：K——局部阻力系数；F1——配料秤支风管截面积，m2；F2——库底主风管截面积，m2；w支——配料秤支风管内流速，m/s；h单——单台配料秤支风管局部阻力，kPa；h秤——配料秤局部阻力和，kPa。计算结果为每台支风管内风速为7.1m/s，在设计中，配料秤落料点处吸尘罩口断面为0.2m2，换算得吸尘罩口断面风速为2.5m/s，完全能够保证该处的收尘效果[2]。2)Φ2.2m×7.0m球磨机局部阻力h磨为0.25kPa（磨机在正常工况下磨尾负压表的读数）；3)磨机出风管、库底主风管与除尘器进风管交叉汇流处局部阻力：h汇=K×(w2÷2)×ρ=1.5×(182÷2)×1.24=0.30(kPa)式中：h汇——磨机出风管、库底主风管与除尘器进风管交叉汇流处局部阻力，kPa；K——局部阻力系数，取1.5；w——库底主风管流速,m/s；ρ——50℃下干气体的密度，kg/m3。4)除尘器本身的阻力h除为1.7kPa；风机的风压：H总（H摩＋h秤＋h磨＋h汇＋h除）×δ=(0.96＋0.189＋0.25＋0.3＋1.7)×1.1=3.74(kPa)式中：H总——风机的全压，4.17～4.028kPa;δ——阻力损失系数，取1.1。通过以上计算，FGM64－5气箱脉冲除尘器风量、风压均满足要求。正常生产中，7台配料秤只需开3～4台，其余做为备用，风阀关闭，所以该系统还有一定的富裕量。3改造后的使用情况自1999年4月实施该方案以来，FGM64－5气箱脉冲除尘器工作正常，除尘器与主机设备同步有效运转率为100％，滤袋破损率极低，各收尘点无扬尘。生产实践证明，该改造方案是切实可行的。为了进一步验证风管内风速是否适宜(主要是防止风速过高，大颗粒物料进入成品库)，我们在FGM64－5除尘器5个室轮流喷吹时各取喷吹下的物料测方孔筛筛余，结果如表2。表2除尘器各室轮流喷吹时各室物料筛余％从表2看出，管道内的风速适宜，除尘回灰并不影响水泥质量，反而增加了成品水泥中的微粉含量，有利于水泥早期强度的发挥。4经济效益分析1)原更换风叶每只为1200元，壳体每套为850元，则全年共需维修费用19500元。改造后，从目前生产情况看，FGM除尘器全年的维修费用只需更换10条滤袋，滤袋每条40元，即全年维修费用只需400元，比改造前减少1.91万元。2)取消了原库底配料除尘及输送设备，简化了工艺流程。3)单位产品收尘电耗比较见表3。表3单位产品收尘电耗由表3可见，改造后的理论单位产品除尘电耗与改造前相比大致相当。参考文献：[1]汪澜.水泥工程师手册[M].北京：中国建材工业出版社，[2]武汉工业大学,等.水泥生产机械设备[M].北京：中国建筑工业出版社，1981，(编辑王承敏)