我国《水泥工业大气污染物排放标准》明确规定，“到2010年1月1日起，现有的水泥生产线窑头窑尾粉尘排放浓度低于50mg/Nm3， 其它排放点排放浓度低于30mg/Nm3，生产系统禁止非正常排放，除尘装置对于水泥窑通风机的年同步运转率不得小于99%”。目前水泥窑电收尘器很难满足标准要求。因此，越来越多的水泥生产企业开始了电收尘器改为袋收尘器的实践。
如何针对不同企业的具体情况，因地制宜的制定改造方案，在满足环保要求的前提下，充分利用原电收尘器的结构，缩短施工工期，节省费用，这是电改袋工作的关键问题。
天津水泥工业设计研究院-中天仕名科技集团环保公司多年来对电改袋技术进行了深刻的探讨，已成功改造了各种规模不同工艺的除尘器近十台套，取得了许多有益的经验，同时也总结教训不断进步。
以下是我们改造除尘器的主要案例列表：
表1
图1
不同的应用工艺，不同的原电除尘器规格、结构必须采用不同的改造方案。例如：华新集团苏州金猫水泥有限公司4000t/d窑尾电改袋，是原两条中空窑系统改造为一条4000t/d干法水泥熟料生产线，要求利用其中一台窑尾电除尘器的基础进行袋除尘器改造，那我们的方案重点是基础结构的优化适应；多数改造都要求尽量减少施工停窑周期，那我们的设计方案重点是尽量熟悉原电除尘器结构，巧妙利用原结构，实现气流合理走向，谨慎改造原有力学结构，务必不能出现结构失效事故。多数电改袋方案如此；另外，计算原有袋除尘器内部空间充裕的，方案设计可以适当保留一个电场，即减轻袋过滤负荷也减少了改造工作量。天瑞集团汝洲水泥有限公司5000t/d高浓度窑尾电改袋就是成功的案例。……
但无论如何改造为袋除尘器以后，过滤机理变化很大，决不能影响其生产系统的稳定性，而应该在达到环保排放要求的同时，具备提高产量和提高生产系统稳定性的潜力。中天仕名科技集团有限公司进行的电改袋实践就是逐渐实现了这一理念，其共同特点是：
（1）采用第二代行喷脉冲袋收尘器技术—室内换袋（Walk in）结构，更低的漏风率低阻节能。
（2）关键结构-清灰以及控制采用的自助冷却清灰装置和矩阵编程方法都获得了国家发明专利。程控器内设置定时、定阻、在线及离线清灰程序。触摸屏人机界面，可方便实现清灰程序、间隔、强度可调。确保连续清灰效率。
（3）采用低CAN风速结构设计，保证设备高效运行。
（4）挂袋多孔板全部采用数控激光切割成型，确保尺寸定位及形状公差小于0.2mm，孔板平面度公差小于3mm。
（5）关键件采用国际名牌产品，确保设备性能优越。例如脉冲阀采用澳大利亚GOYEN产品、气缸采用台湾AIRTAC产品，西门子PLC、触摸屏。
（6）采用智能运行监测系统，全面监视系统运行中的气体温度压力及分室压差监控、分风状况和破袋检测，保证运行中破袋检测快速准确。
（7）标准板块结构设计，方便现场安装，并利于结构密封施焊。
（8）设备进气口斜隔板及各室进口导流板，确保分风均匀。
下面我重点介绍，在河南天瑞集团汝洲水泥公司进行的5000t/d水泥生产线窑尾电收尘器改为袋收尘器的案例。
该项目于2007年2月8日签订合同，工程采取总包方式，合同工期为18天（含原电收尘器拆除和安装以及保温工程），该项目于4月22日停窑改造，5月6日大窑点火，整个停窑时间仅仅13.5天。改造后设备运行至今效果良好。
河南天瑞集团汝州水泥有限公司5000t/d生产线窑尾电收尘器改造为袋收尘器采用了中天仕名科技集团有限公司的第二代行喷脉冲袋收尘器技术，改造方案如下：
一、工艺流程:
图2
该系统原收尘器为一台LURGI型2×31/12.5/4×9/0.4上进气电收尘器，用来收集从立磨过来的成品生料，由于生料磨采用单风机系统（即没有循环风机），因此，该收尘器相对于常规双风机系统的窑尾收尘器来说具有负压高（11000Pa）、粉尘浓度大(1000g/Nm3)的特点。高浓度需要更加频繁的清灰，还要充分考虑滤袋抗磨损问题。高负压则对于系统漏风防腐都提出了更严格的要求。目前国内外还没有这种工艺系统电收尘器改为袋收尘器的成功案例，因而该项目对于改造为袋收尘器来说具有很大的挑战性。
二、改造方案
1、工艺系统：
在现场标定系统风量和风机风压的基础上，确定原有的风机基本满足改造后的系统要求，因此在系统上风机不予更换。
在原收尘器入口管路上加了冷风阀，保证在收尘器入口温度高于240oC时自动开启，低于180oC时关闭。确保滤袋的安全。
在收尘器出口烟筒加装浊度仪，实时检测袋收尘的排放，并配合控制系统完成破袋检测。
2、对于收尘器本体的改造方案为：
A.经过计算，原电收尘器容积宽裕，保留原电收尘器入口均风装置以及第一电场；保留原收尘器的外部壳体、灰斗以及其下部的排灰装置。对原电收尘器保留部分进行加强和漏风处理。由于气流在进入袋收尘器之前必须经过带有惯性收尘器的进气口和第一电场，使得部分粉尘被收集，从而减轻了后面滤袋的负荷，即可以延长收尘器的清灰周期，同时延长了滤袋的使用寿命.
B.撤除原电收尘器的第二，三，四电场的全部内部构件；在其内部靠上安装喷吹单元，将整个空间分为上下两部分。上部分分为12个净气箱，每个净气箱通过一个提升阀与排风管连接。12个净气箱由两根排风管汇集后进入EP风机。
C.在各个袋室之间布置不同的均风装置，确保各个袋室风速均匀以及各个袋室之间分风合理，防止局部风速过大，造成滤袋过早磨损，并大大降低结构阻力。
D.采用先进的监控设备：在收尘器进出之间和各个袋室孔板上下加装压差监控装置，实时监测袋收尘器各室的工作状态。
三、施工组织
为确保施工在合同规定的18天内完成，公司组织精干的设计团队反复优化设计图纸，将施工不利因素在设计环节充分考虑。同时派出有经验的人员到制造和施工现场指
导制作和安装。在停窑之前将所有的外购和制作件一一清点并与图纸对照，确保设备供货环节不出任何意外。在施工作业之前，天瑞集团汝州水泥有限公司积极配合，双方共同详细勘察施工现场，落实拆除件的堆放地点、吊车占位、车辆运输路线以及大件倒运方式。反复修订施工方案，将撤除、倒运和安装等工作划分为一个个单一的子项，制定了详细的施工进度表，将每个子项的负责人、各工种人数、机具、吊车、作业时间、质量检查等等一一落实。做到工序交叉而有序， 在确保安全和施工质量的前提下，缩短了施工周期，比计划工期提前4.5天。
四、效果分析
该项目改造投产以来，用户一直比较满意，采用定时清灰（清灰周期35分钟）时，收尘器孔板上下压差仅仅为700pa，收尘器排放指标大大优于国家环保要求，由于收尘器改造后阻力较低，因此满足了烧成系统的提产需要。我们注意到，改造后收尘系统的能耗有所下降，综合经济指标更加合理。
下面，我们将改造前后收尘器的能量消耗比较如下表
单位 Kw
表2
废气风机的有用功率：Wf=Q*ΔP
电收尘器：WfEP=900000*1500/(3600*1000)=375 (Kw)
袋收尘器：WfBF=900000*2200/(3600*1000)=550 (Kw)
压缩空气功率按照6.5Kw/m3/min，实际耗量：5.9m3/min，Wy =6.5*6.9=44.85 (KW)
每年的运转率按照330天。
以上计算偏于保守，计算基础不同可能有偏差，但肯定的说，袋收尘器的综合电耗比电收尘器低。该线改造完毕后，每年可节约电耗171.8万Kw.h，可节约电费103万元（工业用电按照市价0.6元/Kw.h）。
设备维护费：
若电收尘器的维护费用可以忽略，袋收尘器定期更换袋笼和滤袋的费用是必须考虑的。
我们按照目前普遍应用的玻纤覆膜滤料，其更换周期为4年。滤袋袋笼价格按照200元/m2计算，折合费用=15750m2x200/4=78.75万元/年。
作粗略的运行经济指标比较，袋收尘器的运行费用还要加上维护费用。按照上表计算改造后的袋收尘器比改造前的电收尘器的运行费用低23%左右。
综上计算比较可见，脉冲袋收尘器与电收尘器比较，按目前排放标准，设备一次投资费用偏高，而运行费用、除尘效果方面都有相当大的优势，当作为水泥窑尾收尘的最佳选择。
五、问题探讨
在金隅集团赞皇水泥有限公司2500t/d窑尾电改袋的实践中，我们遇到了问题，那就是滤袋过早破损，经过一年的研究探讨，我们比较所有改造的案例结构和工作环境，包括对气体分布状况的数字模拟研究，认为，系统设计不合理造成高进气风速（超过30m/s）以及下灰斗经常不定时不对称的积灰对袋室中工作滤袋的扰动作用相当大，造成滤袋和袋笼的不规则摩擦，这是滤袋早期破损失效的主要原因。我们必须进一步解决系统问题。
结束语
减排节能已成为我国发展的国策。因而，企业对电改袋的需求将逐渐扩大，而大多数水泥企业都希望在电改袋工程中缩短停窑时间，从而减少因停窑给企业带来的损失。目前，水泥生产企业大修时间基本是10-15天，因此，在保证安全和施工质量的前提下实施低阻高效的电改袋，工期限定在大修时间段内，对企业的生产不会造成任何影响，还会降低系统运行电耗和运行费用，甚至可提高系统产量，必将成为企业的最佳选择。
图3
作者：王作杰、李贵超、李志军
来源：天津水泥工业设计研究院有限公司
