改造脉冲清灰袋式除尘器设备反吹结构
王雪莉++霍志荣++闫旻昊
[摘 要]矿热炉尾气除尘效果直接影响到人类的居住环境，尾气中粉尘进入大气会使城市空气粉尘污染进一步加剧。煤气反吹清灰系统可以有效延长布袋的使用寿命，但现有设备存在密封不严密，易产生煤气泄漏；设备保养和维修困难等缺陷。本论文针对反吹清灰系统中存在的问题进行优化设计，改造后的设备密封性增强，轴的径向摆动和轴向窜动范围缩小，并增加煤气反吹导向装置，增强了煤气反吹清灰能力。通过这些改造，有效增加了设备的安全性及使用寿命，对环保除尘行业具有一定的推动作用。
[关键词]矿热炉 布袋除尘 煤气反吹 设备密封
中图分类号：X701.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0143-01
引言
袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器，它利用有机纤维或无机纤维编织物制作的袋式过滤元件将含尘气体中固体颗粒物滤出的除尘设备，用于捕集非粘结性、非纤维性的工业粉尘。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。细微的尘粒（粒径为 1um 或更小）则受气体分子冲击（布朗运动）不断改变着运动方向，由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径，尘粒便与纤维碰撞接触而被分离出来。它的优点是除尘效率高且稳定，对于 2um 以上的粉尘，其效率可达 99.9%以上，且造价较低，管理简单、维修方便。因此，它在除尘装置中，是一种除尘性能优异、能满足当前《环境保护法》严格要求的、值得信赖的除尘设备。
1 改造前的情况
作为矿热炉尾气净化除尘设备核心的清灰装置，现用煤气净化设备其布袋清灰分为两种：一种是以压缩氮气为清灰气源，另一种则以净化过滤后的净煤气为清灰气源。压缩氮气清灰需制氮能力较大的空分车间，设备投资大，动力消耗大；煤气反吹清灰与之相比，是用煤气净化系统自身产生的微压缩煤气对布袋进行清灰，可减少设备投资，清灰温和不损伤且延长布袋使用寿命。虽然现用煤气反吹清灰有明显的优点，但其在设计和结构上有不足之处。具体表现为：密封不严密，易产生煤气泄漏；设备保养和维修困难。这些缺陷限制了煤气反吹清灰装置在煤气净化设备上的广泛应用。
矿热炉尾气净化除尘系统是矿热炉冶炼烟气（尾气）的处理系统，其包含尾气冷却系统、旋风除尘系统、煤气反吹清灰系统、过滤系统、排灰系统和在线报警系统等。本研究主要是针对矿热炉尾气净化除尘系统的核心–煤气反吹清灰装置进行升级研究。
2 改造方案
本次技术升级主要创新点在于通过设计结构方面改进（升级改造前后的结构分别见图1和图2），具体方法为：（1）改变传动主轴的密封结构，由盘根（填料式）密封变为骨架油封密封，可加注黄油，增加密封性能。（2）轴支点由柔性盘根支撑变为圆锥滚子轴承支撑，使轴由柔性支撑变为刚性支撑，防止轴的径向摆动和轴向窜动。同时对轴与减速器的连接由对轮连接变为轴套连接，保证轴的同心度，防止径向摆动。（3）改变反吹煤气导向装置，能够有效解决煤气反吹清灰装置清灰压力小、性能差的问题。（4）提高设备的加工精度和安装精度，减少轴的径向摆动和轴向窜动范围。
3 改造后的情况
通过设计结构方面改进，改变传动主轴的密封结构，增强其密封性能；新增反吹煤气导向装置，优化其结构设计，增加该装置的可靠性、安全性和使用寿命，降低設备使用的故障率。改善矿热炉尾气净化系统煤气反吹清灰装置的结构形式和密封条件，使矿热炉煤气生产符合《工业企业煤气安全规程》的要求，降低企业设备投入和运行成本，安全可靠的为煤气安全生产服务。
矿热炉尾气净化除尘煤气反吹清灰装置升级，重点解决煤气反吹清灰装置密封性差，轴向窜动大，轴下部径向摆动大的缺陷，提升清灰装置密封性能和工作持久可靠性。达到其与升级前煤气反吹清灰装置相比较：①密封性能（即气密性）在压缩空气3Kpa试验条件下气体泄漏量减少95%以上，解决煤气反吹清灰装置密封性差的问题；②径向摆动和轴向窜动用百分表测量分别减少70%和90%，减少因摆动和窜动引起的机械故障，延长煤气反吹装置使用寿命。
改造后的优点如下：（1）气流导向筒结构改变，使反吹清灰压力提高，清灰效果好。（2）轴结构改变，增加轴向定位台，与圆锥滚子轴承配用后，轴向定位好、不窜动；径向定位好、不易摆动。（3）密封方式不同，由填料密封变为可润滑骨架油封密封，增加密封性能，减少煤气泄漏量。（4）联轴器不同，由两个半联轴器变为整体套筒联轴器，消除因联轴器的连接、组装误差引起的径向摆动。
4 结束语
对矿热炉尾气净化除尘技术升级研究，是对其核心装置煤气反吹清灰装置进行技术升级研究，通过设计结构方面改进，改变传动主轴的密封结构，新增反吹煤气导向装置，使改进后的矿热炉尾气净化除尘设备能有效提升清灰装置密封性能和工作持久可靠性，减少CO气体泄漏，对人员安全生产和节能减排有着突出贡献。
参考文献
[1] 周振起，张文兵.静电布袋复合式除尘器及其应用[J].环境工程学报，2007，1（10）：83-85。
[2] 陆旭芝。密闭电石炉气净化技术的改进-废热锅炉替代干法净化工艺的实践[J].化工劳动保护，2000，21（11）： 395-397.
[3] 李荣.脉冲清灰袋式除尘器结构改进及流场优化研究[D].青岛：青岛科技大学，2013.
[4] 刘华，茅清希，吴利瑞.滤袋脉冲喷吹清灰力学机理探讨[J].同济大学学报自然科学版，2002，（3）：273-280.
基金项目
宁夏环境保护厅项目，项目名称《矿热炉尾气净化除尘技术升级研究》。
作者简介
王雪莉（1965～），女，高级经济师，从事节能技术研究工作。
