水泥生產線窯頭電除塵器超低排放技改案例分享
國家政策對大氣污染排放的要求日益嚴格，各種環保政策的發布，直指所有燃煤企業，空氣質量的持續嚴峻的情況下，空煙氣治理，已上升為民生大事，水泥企業自2015年7月1日起執行窯頭窯尾的粉塵排放濃度限值為30mg/Nm3，部分地區要求小于20mg/Nm3。水泥行業粉塵超低排放的要求，也將已為期不遠。
在此背景下，2017年8月下旬，中國建材湖州煤山南方水泥有限公司領導和技術部門也在思考，湖州煤山南方水泥擁有兩條2500D/T生產線，除塵系統均采用電除塵，是等待相關政策到來，倒逼企業進行超低排放改造，還是在政策之前，主動進行技術改造?如果改造，是電改電還是電改袋?
擺在了煤山南方領導面前的難題是，在水泥行情看漲，生產任務不能因停窯改造時間過長而受影響的情況下，如果決定電改袋，30-40天的改造工期，勢必對公司產能帶來很大影響;如果決定電改電，公司目前使用的生產線電除塵器是按50mg/Nm3的排放標準設計和制造的，如何在不改變電除塵器本體外部結構，又不過多投入改造費用的情況下，完成減排改造?
湖州煤山南方水泥技術部，在公司領導的大力支持下，主動進行了市場調研，經多方咨詢和走訪，查閱了國內外水泥行業電除塵器大量先進改造技術和經驗，綜合歸納出以下結論是：
1、電改袋，排放效果穩定20mg/Nm3左右內肯定沒問題，但要達到<10mg/Nm3超低排放，也存在諸多不確定因素;30-40天的改造工期，改造成本是電改電的2-3倍，后期維護成本高，而且，由于改袋后必須加大風量的因素，生產能耗將會大幅增加;
2、電改電，當時國內尚無電改電達到<10mg/Nm3超低排放的成功案例，但是經對電除技術進行深入研究，參考國外的電除塵技術發展狀況和國內電除塵器進行比較和判析，如果對除塵器本體進行技術改造，同時將現有除塵電源更換成脈沖技術除塵電源，除塵效率完全可達到超低排放標準。缺點是電除塵器本體狀況必須保證基本完好，尤其是除塵電源的選擇和適配至關重要。
綜合上述改造方案對比分析，從投資成本上，電改袋總投資是電改電的2-3倍，后期維護和每年的換袋成本，也十分高昂。況且，電改袋的改造工期約需30-40天，有的甚至更長，在目前水泥行情看漲的情況下，停窯期間的效益損失，也是一筆不小的數目。經公司領導班子研究決定，由公司技術處徐明處長牽頭，在充分調研和考察的基礎上，決定大膽嘗試實施電改電方案。
因現有電除塵器本體收塵面積是為滿足50mg/Nm3的排放標準而設計的，滿足不了<20mg/Nm3的新排放標準，如何在不改變電除塵器原有結構的前提下，通過技術改造，使除塵器出口粉塵滿足新的排放標準?
公司技術部一班人馬，前期早已做過充分的市場調研和考察，他們首先從電除塵器本體入手。
1、利用停窯檢修期，在不增加電場的情況下，通過增加陰極線的放電點，來變相增加電場收塵物理面積，既將電除塵器第一二電場的陰極線由原來的V15線，全部更換成BS小刺芒刺線，這樣可以通過多點放電，減小起暈電壓，增加電暈電流，提高對經過一二電場粉塵的荷電機率，使粉塵在經過一二電場時，已完成80-90%的除塵效率;對三電場進行系統整修，保證陽極板及陰極線的工況完好，減少粉塵從未尾電場排出的機率。其次，對除塵器本體進行全面檢修，排除殼體漏風，減輕電收塵負荷，消除二次揚塵;檢查保溫箱瓷瓶的加熱裝置，清理瓷瓶表面積灰，防止出現二次電壓頻閃;整修入口分布板，確保進風均勻;對灰斗出灰口加裝止回閥，防止粉塵從拉鏈機輸送槽回流進入除塵器從底部隨著風流排放出去;
2、打破傳統振打方式，對振打系統進行技術優化，采用陰陽極振打交叉進行，前后電場分時及降功振打等措施，使極板極線始終保持在最佳電暈狀態;
3、最為重要的，是他們選擇了與國外先進除塵電源技術同步的“智能變頻脈沖電源”，將原有的工頻電源更換成后，原有的工頻電源工作頻率為50HZ，現新的電源工作頻率為500HZ以上;原工頻電源采用直流供電，常規直流電源采用的可控硅調壓時，供電不連續，無法應對高比電阻粉塵。工頻電源工作電壓僅可達到達30-40KV，更換后電場電壓可以提升至60-72KV;運行電流比原工頻電源提高了1.5-2倍，火花后電壓恢復快。由于智能變頻脈沖電源采用直流疊加高幅值的脈沖，峰值電壓高，單位空間內被激發的電子密度大，更加有效轟擊粉塵粒子表面，從而使粉塵獲得更快的趨近速度，讓帶負電的粉塵到達陽極后，緩慢中和變成中性粉塵，有利于振打剝離落入灰斗，提高除塵效率。在提高電場電壓的同時，能有效提高對高比電阻粉塵和細微粒徑粉塵的荷電效率，大幅提高了電場的除塵效率，減少粉塵排放。
通過以上幾條技術改造措施，改造前后的粉塵排放變化，用環保部門的季度檢測報告和國控在線監測與大家共享改造成果：
在本次技改中，除塵器本體檢修和改造，是利用停窯檢修期間完成的。為直觀驗證智能變頻脈沖電源的除塵效率，除塵電源是在生產期間進行不停窯更換的，更換前在線監測顯示粉塵排放為29.6mg/Nm3，更換完成后，監測儀顯示粉塵排放很快降低至4.5mg/Nm3左右，且一直穩定，除塵效果顯著真實!
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綜上所述，從改造結果來看，水泥行業原有的電除塵器，只要能確保除塵器本體各項工況完好，并對電場內部加以技術改造，配合生產工藝的嚴格把控，選擇合適的除塵電源，使電除塵器出口粉塵達到超低排放，完全可以實現!
作者：周士海周智勇徐明
單位：湖州煤山南方水泥
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