旋风收尘器论文Microsoft Word 文档 (2)

作者：毛国盛

单位：云铜锌业股份公司焙烧分厂

摘要:本文叙述了50㎡沸腾炉系统原配套的旋风收尘器在使用中存在的问题，并对其成因进行了分析，提出了改进办法并进行了实施。实践证明，通过对旋风收尘器改进后，运行状态良好，筒内堵塞现象得以减轻，且清理方便，易于操作。

关键词：旋风收尘器故障分折；设计；验证。

概述

50㎡沸腾炉系统2001年开始投运，随着系统进一步优化、改造，炉床能力逐惭增大，原有资源已远远不能满足生产的要求，为此进厂大量的外来矿，致使原料含铅、硅、铁等杂质含量波动变化越来越大。而系统配套的11.6t/h余热锅炉对应系统的产能，冷却能力也显不足，频繁造成 8－Φ900高效旋风除尘器出现堵塞烟气通道、旋风壳体磨损穿孔泄漏烟气事故；其次60㎡电收尘进口烟气温度最高达到420℃，平均达到380℃，己超60㎡电收尘器设计≤350℃的许用值，致使电场频繁出现积尘短路、堵塞，烟气含尘严重超标的故障等，给生产带来极为不利的影响。旋风收尘器已成为制约系统生产的瓶颈，分厂迫切需要改造更新该旋风除尘器，如单独改造更新旋风除尘器不能完全解决系统问题，必须和降低烟气温度加装表冷器同步进行。本文着重对8－Φ900高效旋风除尘器的故障成因进行了分析,并就改造更新旋风的设计选型进行了叙述。

1、8－Φ900高效旋风除尘器的故障成因：

8－Φ900高效旋风除尘器属多筒组合，多筒组合采用环状并联方式，由8个Φ900旋风子以箱式并联方式组装成一体（见图1）。该类除尘器具有处理烟气量大，体积小，占用场地面积少，使用钢材少制造费用低的优点。但实际使用中，8－Φ900高效旋风除尘器存在以下问题：部分旋风连接下灰斗锥管处、进出风支管等易堵塞，堵塞后造成系统烟气不畅；部分通道烟尘流速加快从而造成旋风壳体磨损加快，最终频繁出现了穿孔泄漏烟气的现象。

1.1、焙矿原料复杂细颗粒物较多

焙烧原料以硫化锌精矿为主，配以10～20%的烟尘类氧化锌进入沸腾炉系统。随着产能的增加，烟尘中的氧化锌、氧化铅细颗粒物也越多，且颗粒越小，收尘效率也就随之下降（见图2）。这是由于细颗粒物当其进入旋风收尘器时，产生的离心力比较小，不易使气体与颗粒分离；其次氧化锌颗粒的粘性较高，且11.6t/h余热锅炉对应系统的产能冷却能力也显不足，进入旋风收尘气的温度不能及时冷下来。而粉尘的粘度跟温度有着密切的关系，当温度高时，粘度也增大，因此氧化铅、氧化锌这些细小颗粒很容易粘付在旋风收尘器的筒壁，从而造成旋风收尘器的堵塞降低了收尘效率。

50㎡沸腾炉原设计床能力为5.0t（精矿）/㎡.24h,现为6.6t（精矿）/㎡.24h。随着炉床能力的增大，烟尘浓度和量也随之增大。虽然随着烟尘的浓度增加，旋风收尘器的捕捉效果会更好，收尘效果会更佳。但同样地，细小颗粒数量也相应地增加。当8－Φ900高效旋风除尘器在此工况下工作，这些颗粒在分离时会冲刷筒壁，旋风壳体在摩擦力的影响下，磨损也较快。

2、旋风的选型与设计

由于上述原因，原旋风除尘器己不适应在此工况下的生产使用。原旋风除尘器的改造选型己势在必行。

2.1、选型

某锌厂70㎡沸腾炉配套的双桶长锥体型旋风除尘器技术成熟，按此思路我们查阅资料认识到双桶长锥体型旋风除尘器，具有体积小、用料省、结构简单、对均匀分配烟气较为有利、除尘效率高的优点，一般情况下除尘效率可达到90%以上，用此种方式改进现用的8－Φ900高效旋风除尘器较为适合我厂的具体情况。

2.2、设计

2.2.1、进口型式与位置

目前国内外该类旋风收尘器进口有两种主要的进口方式：轴向和切向进口。切向进口为最普通的一种进口型式，其制造简单，外形尺寸紧凑；轴向进口是最好的进口型式，它可以最大限度地避免进入气体与旋转气体之间的干扰，可以提高收尘效率。但因气体均匀分布于进口截面，使靠近中心除分离效果很差，结构复杂。基于此，本文通过对比与实际结合，选用螺旋面切向进口，这是由于螺旋面进口为气流通过螺旋面，进入旋风除尘器后，以与水平呈近似10°的倾斜角度，向下做螺旋运动，因此有利于引导气体向下做螺旋运动，同时可以避免相邻两螺旋圈的气流相互干扰，并可以克服湍流和改善上灰环问题。

2.2.2、进口管的型式与位置

进口管可以制成圆形与矩形两种型式。圆形进口管与除尘气的筒壁相切只是一个点，而矩形进口管其整个高度均与筒壁相切，这更有利于气流沿筒壁呈螺旋型式向下，朝锥体流动，更有利于烟尘气体分离[1]，为此，本文对进口管选用矩形。进口管的位置，一般有两种，一种是与顶盖相平，一种是与顶盖有一定的距离。本文选用第二种方式，这是由于采用这一种方式，有利于细粉尘富集在顶盖的上旋流中，通过旁室将其送入主旋流进一步分离，以减少短路的机会。

2.2.3、排气管的型式

  排气管的型式本文采用收缩式。这是由于在相同管径下，收缩式既不影响旋风收尘器的收尘效率，而且可以降低阻力损失。在一定的范围内，排气管的直径越小，旋风收尘器的效率越高，压力损失也越大。反之，收尘效率越小，压力损失也越小。基于此，选择合适的排气管是设计旋风收尘器非常重要的一个因素。

2.3.4、旋风收尘气的直径

一般旋风收尘器的直径越小，旋转半径越小，粉尘颗粒所受的离心力也越大，旋风收尘器的效率也越高。但过小的直径，旋风收尘筒壁和排气管靠得太近，较大的直径颗粒就有可能反弹至中心气流，在风机的作用下被带走，不仅造成收尘效率底下，而且使烟气的含尘量增大，会给硫酸系统带来很多不利的影响，使生产成本上升，工人劳动强度增大；另外，筒体太小，由于烟尘中含有氧化锌、氧化铅这些粘度较大的细颗粒，很容易在实际使用中被堵塞。因此，合理选用旋风收尘器的直径也是设计中的一个重要因素。

2.2.5、旋风收尘器的尺寸

我厂处理气量Q=36000m3/h。某锌厂处理气量为Q=55000 m3/h，旋风进口流速16m/s。一般旋风进口流速为10至25m/s，根据我厂实际情况，旋风进口速度选定为12.5m/s，主要考虑流速过快壳壁使用寿命短，适当的降低经济性以延长壳壁的使用寿命。鉴于己有某锌厂处理气量为Q=55000 m3/h的双桶长锥体型旋风除尘器的技术，两工况相近，本设计参考了巴伦锌厂设计情况，并根据上述原因与实际要求，通过计算得出以下设计尺寸与形状（见表1、图3）。

表1、 设计尺寸

图3、双桶长锥体型旋风除尘器设计尺寸示意图

3、结论

旋风除尘器、表冷器改造项目在2010年1月实施完成后投运至今，经过近8个月的生产运行，旋风除尘器未出现一次堵塞烟气系统的故障，也未出现收尘器筒壁磨损穿孔的故障。同时也使60㎡电收尘器进口烟气温度稳定运行在330℃内，保证了电场收尘极未出现大量积尘、短路、反电晕的故障，收尘效果良好。到本月止连续稳定运行了8个月，满足了系统生产的需要，达到了方案的目的。

参考文献

[1]金国淼.除尘设备设计.上海科学技术出版社,1985,11:20～110