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自2014年3月1日《水泥工業大氣（qì）汙染物排放標準》對粉塵排放限值提高到30 mg/Nm3後，對現有企業設置一年半的寬限期，也（yě）正是在這期間，國內水（shuǐ）泥廠掀（xiān）起了一次水泥窯爐（lú）電除塵器提效改造的小高潮。作者（zhě）參與了大量水泥廠（chǎng）的改造工（gōng）作（zuò），每（měi）個水泥廠的工藝係統、生產模式、企業文化以及管理水平（píng）都（dōu）存在較大的差異，所（suǒ）以在綜合考慮業主意（yì）見的情況下，形成了基本路線相同但具（jù）體措施各異（yì）的改（gǎi）造方案，改造方向總的（de）來說早期是電改袋，用戶在總結（jié）改造的經驗教訓後，後期逐漸轉向電改電。本文對幾種常見改（gǎi）造方案進行簡述，並結合一個電改電的改造實例進行討論。
1 電除塵器的改造方案
1.1 電除塵器（qì）改造（zào）為袋除塵器
在（zài）新標準發布前投運的電除塵器都具有排放不能達標的情形，好簡單的方法就是拆除電除塵器（qì）的頂蓋（gài）和內部極板極線，保留灰（huī）鬥、進出氣口和側牆。重新製作包含花板（bǎn）的（de）頂部淨氣室（shì），加裝出氣煙道把淨化後的煙氣（qì）重新引到電除塵（chén）器的出（chū）氣口中。這樣改造後（hòu）除塵器能夠輕鬆達（dá）到＜20 mg/Nm3的排放要求[1]。但是電除塵器改造為袋除塵器（qì）後，由於是使用濾袋（dài）進行（háng）物理過濾粉塵，所以（yǐ）除塵器阻力在原（yuán）電除塵器基礎上會增加800~1200 Pa，這就使得排（pái）風機需要進行增加全壓的改（gǎi）造。為了縮短工期，一般都是更（gèng）換風機葉輪和更換大功率（lǜ）電動機，保留（liú）風機殼體不動，這樣不牽（qiān）涉風機基礎的改動，能夠在除塵器改造的同時進行風機的改造。電改袋的優點是排放效果有保證，對水泥工藝係統（tǒng）設計的技術要（yào）求低，技術實力差一些的環保企業就能（néng）夠實（shí）施這樣的改造。缺點是投資相對（duì）較大，濾袋袋籠、脈（mò）衝閥等配套件（jiàn）價格昂貴。風機功率變大，能源（yuán）消耗與改造前相比基本翻倍。濾袋的價值（zhí）能占到整台袋除塵器價值的三分之一，而且濾袋每（měi）三年就（jiù）需要更換一（yī）次，均攤（tān）到運行成本中時，袋除塵器的日常運行成本要遠高於電除塵器的運行成本[2]。
1.2 電除塵器擴容改（gǎi）造
在新標準發布前好多水泥廠正在使用的電除塵器會出現按照老標準（zhǔn）也不能達標的情況，出現這種（zhǒng）情況的原（yuán）因有電除塵器（qì）的選（xuǎn）型設（shè）計偏小；實際煙氣量超過設計煙氣量；有的水泥廠隻是（shì）把除塵器當做輔助機械，沒有加以重視；除塵器的製造以及（jí）安（ān）裝不合格；除塵器有缺陷；高壓電源性能沒有達（dá）到要求；沒有充分利用增濕塔（tǎ）的煙氣調質作用等等[3]。
造成（chéng）電（diàn）除塵器收塵效果差的原因多種多（duō）樣，本文對多個工（gōng）廠實例分析（xī）研究，有針對性地提（tí）出了不進行（háng）電改袋而是（shì）采用電除塵器擴容改造來提升除塵器性能的方案。在一（yī）個工（gōng）程中（zhōng）可以是（shì）一種改造方法，也可以是多個改造方法並用（yòng），總的目的是以改造後除塵器的排放濃度達（dá）標為前提（tí），盡量節約工期和資金。以下就幾（jǐ）種能夠（gòu）有（yǒu）效（xiào）改造電除塵（chén）器的方法進行介紹。
2 電除塵器擴容改造的具體方法
2.1 在進氣口內增加氣流反射裝置
大多數的電除（chú）塵（chén）器（qì）進氣煙道沒有（yǒu）垂直於電除塵器進氣口法蘭，見圖（tú）1。這就造成（chéng）氣流沒有垂直進入除塵器，降低了進氣口內氣體分布板對氣流的均布效果，使電場內負荷不均勻，降低電除塵（chén）器總的效率。為了降低氣流沒有垂直進入除（chú）塵器帶來的影響，可以增加氣流反射板來達到整流的作（zuò）用（yòng）。每個進氣口（kǒu）中一般是安裝兩排反射（shè）板，每個反射板上均布（bù）6~15個反（fǎn）射單元。具體結構見圖2。
圖1 不合理的進氣管道
圖2 進氣口氣流（liú）反射板
反（fǎn）射板主（zhǔ）要是把斜向進入進氣口的氣流進行重新分配，打（dǎ）亂不均勻的氣流（liú），保證通過反射（shè）板之後的氣（qì）流更加均勻地進入（rù）後麵（miàn）的氣體分布板。另外（wài），煙氣中的一部（bù）分大顆粒粉塵在機械碰撞的作用下，能夠沉降下來，所以反射板還有一定的預除塵作用[4]。
2.2 增加蒸汽煙氣調質裝置
近幾年水泥廠窯頭窯尾都新增了低（dī）溫餘熱發電鍋爐，即回收了熱能，又補充了工廠（chǎng）部分用電。但是餘熱發電後的煙氣粉塵比電阻（zǔ）是上升的，這（zhè）是一個不利於電除塵器工作的因素。以前通過噴水調質，能（néng）夠有效地降低煙氣（qì）粉塵比電阻。現在通過餘熱發電後，煙氣溫度已經降低到不能夠再進（jìn）行噴水調質的地步。因為再噴水會進一步降（jiàng）低煙氣的溫度（dù），當溫度降低到煙氣露點附近時容易造（zào）成除塵器殼體的結露腐蝕。這時，采用從餘熱鍋爐中（zhōng）引出一小股蒸（zhēng）汽對煙氣（qì）粉塵進行調質的方法（fǎ）可以有效地降低粉塵的比電阻，並且噴蒸（zhēng）汽不會降低煙氣的溫度。引自（zì）餘熱鍋爐的蒸汽也不（bú）會增加額外的成本。經過工程驗證，在電除塵器前部的煙道內噴入蒸汽是一個有效提升電除塵器除塵效率的方法（fǎ）[4]。
2.3 增加收塵（chén）麵積（jī）
新標準投運前電除塵器（qì）選型一般采用3個電場的居多，因為受到經濟成本的限製，工（gōng）業應（yīng）用的電除（chú）塵器都是以滿足業主指標為準（zhǔn），不會增加很大的富餘量。而電除塵器（qì）的選型是根據業主提（tí）供的需要處理的煙（yān）氣量以及進出口粉塵濃度通過計算確定除（chú）塵器的好小規格，也就是確（què）定除塵器的總收塵麵積、電場風速、電場長度和電場數（shù）等。通（tōng）過在原電（diàn）除塵（chén）器後部增加1~2個電場是增加收塵麵積好（hǎo）常（cháng）用的辦法。一般除塵器（qì）的後部都會（huì）有加大的空間，改變出氣（qì）口的出氣方向就可以在不改變排（pái）風機位置（zhì）的前提下增（zēng）加電場[5]。
2.4 采用（yòng）先進的（de）高（gāo）壓（yā）電源
近年來電除塵器（qì）在本體結構上的理（lǐ）論研究（jiū）達到一定程度後，一直（zhí）沒有（yǒu）本質性的技術突破。這就使得國內外對電除（chú）塵（chén）器的研發工作改變方向，著重點（diǎn）放到了改（gǎi）進電源上（shàng）來，也確（què）實開發了不少成果。三相電源（yuán）、高頻電源、高頻恒流電源以及脈衝電源等紛紛（fēn）投入使用。在所使用的電源中，GE公司的SQ300i控（kòng）製器具有專家控製軟件，能夠（gòu）自動跟（gēn）蹤煙氣（qì）條件的變化，並且根據變化能自動地調整高（gāo）壓電源的控製參數和控製方（fāng）式（shì），使電除塵器能（néng）夠（gòu）工作在不錯狀態，提高除塵器（qì）的收塵效率[5]。
3 電除塵器（qì）的改造實例
3.1 現場（chǎng）概況
2014年接到安徽某水泥廠提（tí）出的電除塵器提效改造的要求。通過現（xiàn）場勘查，電除塵器是2003年建成（chéng）投（tóu）產的8000 t/d生產線（xiàn），經過十多年的使用，除塵器（qì）性能逐步老化（huà）下降（jiàng），粉塵排放（fàng）指標（biāo）已經遠遠不能滿足國家（jiā）環保要求，改造（zào）前用肉眼能夠清晰看到煙囪口有煙塵排出，說明粉塵排（pái）放至（zhì）少在150 mg/Nm3以上。
3.2 窯頭電除塵器的改造方案
窯頭電（diàn）除塵器具（jù）體規格（gé）型號按照魯奇型除塵（chén）器的規格表示方（fāng）法折算後為：窯（yáo）頭規格：2×31/10.973/3×4.36/0.4 m，改造後規格：2×31/11/3×6+12/0.4 m。
改造內容為原除塵器更換改造為魯奇型（xíng）內部（bù）結構，後部增（zēng）加一個（gè）12條帶的電場，見圖3。
圖3 窯頭電除塵器增（zēng）加電場（chǎng）
具體步驟（zhòu）如下：
1）拆除並更換原進出風口分布（bù）板，原設計分布（bù）板隻是斜向放置的網格板，垮塌（tā）後進行了簡單的支（zhī）撐，所以這次改造時完全拆除更換為（wéi）魯奇（qí）型的百葉窗分布板。
2）原除塵（chén）器（qì）殼體和灰鬥保留，拆除電除塵器頂蓋，頂部增加1 600 mm寬的頂梁。拆除及更（gèng）換電除塵器所（suǒ）有內部件，陰陽極係統改（gǎi）造（zào）為魯奇的頂（dǐng）部吊掛結構。原設計采用電（diàn）磁振打，由於振打器年久（jiǔ）失修，動作不靈活，造成（chéng）振打力嚴重不足，極板極線積灰嚴（yán）重，同時業主反映電磁振打檢修和調整振打力度比較困難，所以內部件的振打機構改造為機（jī）械錘振打。
3）在出風口位置增加一個12條帶的電場，將原雙室三電場電（diàn）除塵器改為雙室四電場電除塵器，使（shǐ）收塵麵積在原來18 164 m2的基礎上增加到20445m2。
4）把原單相工頻可控矽高（gāo）壓電源改造為（wéi）三相電（diàn）源，同時采用GE-SQ300i控製器進（jìn）行除塵器的控製，在（zài）同等電場條件下相比較於普通控製器，SQ300i通常可提高收塵效（xiào）率15%～30%左右[1]。
5）電力室（shì）至控製櫃及設備本體（tǐ）所（suǒ）需（xū）的電纜、橋（qiáo）架全部更新。
6）新增電場采用鋼支架（jià）支撐，延長灰鬥檢修平台並加長拉鏈機。
7）原窯頭風機及電動機、煙囪拆（chāi）除並且後移，修複非標風管（guǎn）。
4 電除塵（chén）器的改（gǎi）造效果
本次（cì）電除塵器改造（zào）充分克（kè）服（fú）了原有電除塵器結構上的（de）不（bú）利因素，在仔細核對圖紙以及現場測繪（huì）本體結構後，好可能地利用了原電除塵器的殼體、灰鬥以及進（jìn）出氣口，在主體結構不改動（dòng）的前提（tí）下，既節省了工期、資金，又保證了運行效果。電除塵器改造（zào）前後的數據（jù）對比見表1。
表（biǎo）1 窯頭電除塵器改造前後參數對比
前麵介紹的多種改（gǎi）造方法中，在本項目上實施了更換先進電源和增加收塵麵積這兩（liǎng）項即達到了電除塵器粉塵濃度達標排放的（de）效果，與（yǔ）業主討論後確定作（zuò）為預備方案的增加餘熱蒸汽調質的方案暫時擱（gē）置，留待後期電除塵（chén）器進一（yī）步改造時（shí）增加。
改造完成投運後，通過2015年12月到2016年8月之間（jiān）的多次檢測。煙囪中粉（fěn）塵排放濃度穩定在20~27 mg/Nm3，達（dá）到了本次改造的目的。
5 結束（shù）語
水泥廠電除塵器在使用過程中，影響其使用效率的因素有很多，並且這些因素都（dōu）是互相作用共同影響的，從選型、設計、製作、安裝、操作、維護等各個環節都（dōu）是環環相扣的（de）。因此每（měi）一家水泥廠在改造電除塵器時都不是一成不變的，要根據現場具體情況具體分析，製定有針對性的方案才能確保改造成功。
作者：趙 剛（gāng），馬文鎖（suǒ）
作者單位：河（hé）南科技大學
文章摘自《水泥》雜誌2017年（nián）第2期
