抛丸机滤筒除尘器技术改造设计与实践.pdf

抛丸机滤筒除尘器技术改造设计与实践 张永圣 上海宝钢工程技术集团有限公司， 上海 201900 摘要 为解决抛丸机滤筒除尘器运行中存在的问题， 进行了技术改造， 通过改变新建除尘器的滤筒布置方式和脉冲清 灰方式， 减小过滤阻力， 原有除尘器继续保留作为应急备用机， 两台除尘器可切换运行， 并且可在同一个 HMI 画面上 进行操作， 改造结果满足除尘要求。 关键词 抛丸机; 滤筒除尘器; 技术改造; 过滤阻力; 切换使用 DOI 10. 7617/j. issn. 1000 －8942. 2013. 04. 023 DESIGN AND PRACTICE OF TECHNICAL REATION OF FILTER DRUM DEDUSTER FOR SHOT BLASTING MACHINE Zhang Yongsheng Baosteel Engineering ＆ Technology Group Co． ，Ltd， Shanghai 201900， China AbstractTo resolve the main problem of the filter drum deduster for a shot blasting machine during operation，the technical reation has been made by changing the newly- built dust filter＇s filter- barrel arranging pattern and pulse back- blowing pattern and decreasing the filtering resistance．After renovation previous dust filter is retained as a spare machine for emergency． The two filters could easily switch and all the operation could be done in one HMI． The result of the re can meet dust removal requirement，which accumulate experience for technical reation of such sort of equipment ． Keywordsshot blasting machine;filter drum deduster;technical reation;filtering resistance;switch running 0引言 滤筒式除尘器是 20 世纪 80 年代由美国唐纳 森公司在袋式除尘器的基础上生产的一种新型除 尘器， 采用新型滤筒为滤料， 使其具有效率高、 阻 力低、 维护管理简单、 体积小、 单位体积过滤面积 大、 结构紧凑、 更换滤筒方便、 高性能等优点［1- 5］。 除尘器的过滤阻力和过滤效率是两个最重要的指 标， 如果设计或使用不当， 其出现的问题也非常明 显， 造成的后果也很严重。本工程就是抛丸机滤 筒除尘器出现问题后的技术改造设计。由于改造 设计受诸多现有因素的约束和限制， 因此除涉及 滤筒除尘器本身的技术改造外， 还要考虑上下游 相关联的内容。经技术改造后， 问题解决， 获得满 意效果。 1概述 1. 1抛丸机滤筒除尘器简述 宝钢股份厚板部 5m 单元热处理线现有抛丸机 及配套除尘装置 1 套。抛丸机是利用丸料高速运动， 击打钢板表面， 以清除钢板表面的氧化铁皮等杂物， 击打时产生大量的金属粉尘， 需要进行除尘， 粉尘粒 径较大， 浓度较高。 除尘装置主要包括除尘器 1 台、 除尘风机 2 台、 除尘管道及电控装置。除尘器的过滤部件为滤筒， 滤 筒斜置， 过滤材料为滤纸， 清灰采用脉冲阀按照设置 的顺序依次脉冲清灰， 使系统恢复低阻力运行 ［2 ］ ， 由 滤筒上清除下来的粉尘经灰斗直接进入灰箱， 人工定 期外排; 除尘风机为离心风机， 安装在除尘器清洁室 顶部; 除尘管道为碳钢材质， 圆管， 断面平均流速 20 m/s; 除尘器安装在厂房内， 经除尘器过滤后的洁 净气体也排至厂房内。 除尘器设计参数 处理风量 28 900 m3/h; 过滤 面积 530 m2; 过滤速度 0. 9 m/min; 滤筒数量 32 只 4 4 2 布置 ; 滤筒规格  325 mm 1 400 mm， 单 滤筒过滤面积为 17 m2。 09 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期 1. 2除尘器控制及操作 除尘装置控制及操作 清灰由脉冲控制仪定时控 制， 差压强制; 风机启停在操作室 HMI 画面上远程手 动操作。 除尘装置和抛丸机之间设有联锁关系， 联锁关系 如下 在抛丸机开启前需先将除尘装置开启， 除尘装 置的状态信号送给抛丸机 PLC， 状态信号包括风机、 差压、 脉冲控制仪等， 上述信号作为抛丸机启动的备 妥条件。如果上述信号不正常， 则需人工干预解决， 否则抛丸机不能启动。 2存在问题分析 2. 1风机出口有明显冒灰现象 风机出口有明显冒灰现象， 除尘器附近粉尘颗粒 浓度很高， 有以下两个原因 1滤 筒 的 滤 纸 有 破 损，目 前 过 滤 速 度 为 0. 9 m/min， 过滤速度较快， 抛丸机的粉尘成细小片 状， 粒径较大， 磨损性较强， 因此滤纸极易磨破穿孔。 2 滤筒与花板之间有安装间隙， 该间隙一是由 密封垫太薄、 太硬引起， 二是由于清灰效果不好， 滤筒 积灰太多， 重量太重， 导致花板变形， 最终粉尘未经滤 筒过滤直接进入清洁室由风机排出。 2. 2除尘器运行阻力过大 滤筒在除尘器中的布置很重要［3 ］， 滤筒倾斜布 置时， 上层滤筒所附着的粉尘会以滤饼状落到下层滤 筒上， 并会在下层滤筒上产生积累， 特别是清灰压力 较低时， 这种情况更为严重， 其结果最终将导致下层 滤筒朝上的半面不能工作， 使滤筒有效过滤面积降为 原来的一半， 最终造成除尘器运行阻力过大。 2. 3风机振动明显 风机振动较明显， 有以下两个原因 1 除尘器清洁室顶部钢结构框架薄弱， 强度 不够。 2 风机叶轮磨损不均匀， 在旋转过程中， 失去动 平衡， 造成风机振动。 3改造方案 3. 1除尘器设计参数修改 新建除尘器同原有除尘器风量相同为28 900 m3/h， 满足抛丸机除尘需求， 但是抛丸机散发粉尘浓度高， 磨 琢性强， 同时部分粉尘颗粒微细， 因此将过滤速度由0.9 m/min 降低为0.6 m/min， 过滤阻力 ＜1 000 Pa。 3. 2除尘器改进 新建滤筒除尘器作了四点重要改进， 改进后除尘 器如图 1 所示。 图 1新建除尘器轴测图 Fig．1The axial measurment of new built deduster 1 过滤材质由滤纸改为聚酯过滤材料， 过滤效 率更高， 风机出口颗粒物浓度更低。原有除尘器使用 的滤纸滤料不符合该工况， 因为滤纸阻力较高， 结构 松弛， 遇磨着性粉尘容易破损， 使用寿命很短。 2 滤筒规格不变， 改为 4 6 2 竖直布置， 将过 滤面积增加到 800 m2， 同时也实现了整个滤筒的全 过滤， 过滤速度降低到 0. 6 m/min， 改变了斜置滤筒 上部因清灰不良无法正常过滤的尴尬局面。 3 脉冲喷吹采用喷吹孔 外置文丘里管， 喷吹 距离 150 mm， 喷吹压力 0. 5 MPa， 滤筒侧壁正压力峰 值较大， 到达峰值所需时间较短， 喷吹效果较佳， 有利 于滤筒清灰 ［4 ］。 4 滤筒与花板之间的密封垫采用厚实、 弹性较 好的橡胶圈。 3. 3除尘器供货状态 为了减少现场拼焊工作量及施工周期， 在除尘器 供货状态上进行了多方面考虑， 包括道路运输， 多跨 厂房内如何使用行车对设备进行吊运等， 最终决定将 除尘器下部 8 个立柱和灰斗组装成 1 个整体， 中间箱 体、 清洁室及风机组装成 1 个整体， 减少了现场钢结 构拼焊接的工作量， 其余零部件按常规分件供货， 检 修平台 1 件， 爬梯 1 件， 气包 2 件， 进风箱 1 件、 电控 柜 1 台等。 19 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期 3. 4除尘器的安装 由于抛丸机仍在正常生产， 无法拆除原有除尘器， 因此在抛丸机附近另选址安装新建的除尘器， 安装时 间在2011 年 11 月份， 总用时约 4 周。除尘器的安装 按常规做法， 先施工混凝土基础， 然后由下至上安装除 尘器， 最后安装除尘管道。比较注意的是需在除尘器 上空安装一台手拉葫芦， 便于检修除尘器顶部部件。 3. 5除尘器单机调试及无负荷调试 1 风机调试， 风机点动， 查看转向， 转向正确后 连续运行 2 h 考核轴承温升， 轴承温度采用红外线测 温仪测量， 轴承温度由 13 ℃上升至 58 ℃， 无异常。 2 脉冲喷吹调试。脉冲阀共 12 个， 通过调压阀 将将压缩空气压力调至表压 0. 4 MPa， 设定脉冲数 据 脉冲宽度100 ms， 脉冲间隔15 s， 脉冲间歇3 min， 脉冲周期 6 min。经调试喷吹正常。 3. 6对原有除尘器的处置方案 作为应急备用机 新建除尘器投产后， 原有除尘器如何处置也是生 产方很关心的问题。抛丸机属于重要生产设备， 平时 无法停机， 抛丸机若要正常生产必须有除尘器运行， 原有除尘器虽然存在诸多问题， 但作为应急除尘还是 可以的， 而且该除尘器作为固定资产， 还没到报废年 限， 因此最终确定保留原有除尘器， 作为应急使用。 在确定原有除尘器保留后还需在两台除尘器入口各 安装 1 台手动阀门便于两台除尘器临时切换。 3. 7联锁控制的改造设计 保留原有除尘器后就涉及到如何与抛丸机联锁 的一个问题， 新建除尘器及原有除尘器都要将状态信 号反馈给抛丸机 PLC， 同时还要在 HMI 画面上既能 操作新建除尘器还要能操作原有除尘器， 而抛丸机 PLC 如何识别及区分新建除尘器及原有除尘器的地 址码就成了关键问题。修改 PLC 程序及 HMI 画面在 现代技术中是很成熟的， 难点在于抛丸机 PLC 及 HMI 都是外方供应， 只开放一部分程序， 如果强行修 改， 既增加工作量， 又带来很大的调试风险。最后我 们的解决方案是在新建除尘器电控柜上增设了一个 转换开关， 同时将新建除尘器的地址码导入到抛丸机 PLC 中， 但画面不进行修改， 改造后操作如下 1 当转换开关切入到新建除尘器时， 新建除尘 器 PLC 便与抛丸机 PLC 建立了通信， 除尘器的状态 信号便发送给抛丸机 PLC 作为抛丸机启动的备妥条 件之一， 同时在 HMI 画面上可显示新建除尘器的主 要状态信号， 亦可操作新建除尘器启停。 2 当转换开关切出现有除尘器时， 原有除尘器 PLC 便与抛丸机 PLC 建立了通信， 原有除尘器的状 态信号便发送给抛丸机 PLC 作为抛丸机启动的备妥 条件之一， 同时在 HMI 画面上可显示原有除尘器的 主要状态信号， 亦可操作原有除尘器启停。 技改后两台除尘器控制流程如图 2 所示。 图 2技术改造后两台除尘器控制流程 Fig．2The flow chart of controls for two dedusters after re 4实施效果 1新建抛丸机滤筒除尘器运行正常， 初期运行 阻力只有 600 Pa， 抛丸机扬尘点吸尘效果很好。 2投产以来滤筒的滤料无破损， 预计滤筒寿命 超过 2 年。 3风机投产运行以来无故障， 预计风机使用年 限增长。 4控制系统切换顺利， 抛丸机 PLC 能完整接收 新建除尘器或原有除尘器的状态信号， 同时在 HMI 画面上既可操作新建除尘器， 亦可操作原有除尘器。 参考文献 ［1］孙一坚， 欧阳莉， 杨昌智． 滤筒式除尘器及其应用［J］． 通风除 尘， 1995 2 26- 28． ［2］张殿印． 除尘器手册［M］． 北京 化学工业出版社， 2005． ［3］吴利瑞， 茅清希， 梅红生． 滤筒式除尘器结构优化试验研究 ［J］． 环境工程， 2003， 21 3 39- 41． ［4］林莉君， 陈海焱， 周喜， 等． 脉冲喷吹滤筒除尘器清灰性能的实 验研究［ J］ ． 暖通空调， 2009， 39 4 148- 151． ［5］张一帜， 陈海焱， 覃金珠． 滤筒除尘器及应用现状［J］． 能源与 环境， 2009 5 47- 49． 作者通信处张永圣201900上海市宝山区铁力路 2510 号宝钢工 程技术集团有限公司 电话 021 26087597 E- mailzhangyongsheng baosteel． com 2012 －11 －13 收稿 29 环境工程 2013 年 8 月第 31 卷第 4 期