水泥立窑湿式除尘高温轴流通风机的开发与应用.pdf

水泥立窑湿式除尘高温轴流通风机的开发与应用 ＊ 刘建寿 常家东 孙启鹏 洛阳工业高等专科学校机械工程系, 洛阳 471003 摘要 介绍一种用于高温、高湿、高粉尘气体的高温轴流通风机, 该风机采用水冷却、润滑、皮带保护、清灰门等结构, 具有直径大、大风量、低压的特点。 关键词 高温轴流通风机 水泥立窑 湿式除尘 水冷却 润滑 ＊河南省重点技术创新项目 1 前言 目前全国水泥 78为立窑生产, 立窑烟气具有 排放量大 、 粉尘含量高、 温度高 、 湿含量高以及气体状 况波 动 大的 特 点 [ 1～ 3] 。 立 窑烟 气 量 为 30 000 ～ 60 000 m 3 h; 烟气粉尘含量为 1 ～ 10 g m3 通常为 5 g m 3 ; 烟气温度为 50～ 200 ℃,窑况不正常时更高; 烟气湿含量为 5～ 10, 底火拉深时高达 20; 由 于烟气含湿量高 ,立窑烟气的露点达到 40～ 55 ℃,甚 至高达77 ℃; 烟气粉尘较粗 , 浅暗火操作时 40 μ m 占50,暗火操作时 40 μ m 占 45; 烟气状况随立 窑的操作和原料频繁变化 ,速度快 ,幅度大。 立窑除尘器应用较多的为湿式除尘器,它具有工 艺简单、 投资小 、 运行费用低的特点 ,但湿式收尘器都 存在烟气倒烟问题 。湿式除尘器的喷淋水增加了烟 气排放阻力,使立窑烟气产生倒烟 ,喷水量越多,倒烟 越严重,一方面限制了喷水量 ,使烟气排放难以达标; 另一方面造成立窑窑面工作台操作环境恶劣 , 工人 CO 中毒事故经常发生 。 为解决倒烟问题 ,人们做过多种探索和试验。在 高温气流烟囱内安装轴流通风机, 引起电机和轴承烧 毁,轴流通风机在立窑烟囱内不能应用 。采用鼓风机 向烟囱内鼓风提高烟囱中部风速的方式也不能解决 烟囱倒烟问题。针对上述问题 ,研制了适合立窑湿式 除尘使用的专用大风量、耐高温、大规格的高温轴流 通风机。 2 性能参数的确定 如图 1所示为立窑湿式除尘安装高温轴流通风 机示意图, 每台立窑有 2 个烟囱, 由于湿式除尘器直 径较大,烟气中含水量大 ,顶部位置高, 高温轴流通风 机安装在湿式除尘前面, 每个烟囱安装 1 台高温轴流 通风机。机立窑在生产过程中, 烟气排放量30 000～ 60 000 m 3 h, 设计用 2 台轴流通风机 , 每台设计风量 为30 000 m 3 h 。根据现场实测, 气流经过喷淋塔后, 压力 下降 220 Pa 左右, 把轴流风机的风 压定在 250 Pa。 由于多数机立窑烟囱直径在 1. 5 m 左右 ,考 虑到管道的阻力和便于管道联接,要求机壳直径等于 或接近于烟囱直径 ,所以在设计风机叶轮时 ,尽可能 使叶轮直径增大 。由于风机的叶轮直径较大 ,在一定 的风量风压下, 风机的转速就相应降低 ,选用 6 极电 机,转速 960 r min 。 图 1 立窑湿式除尘高温轴流通风机安装图 由上可知, 确定设计的高温轴流通风机性能参数 应为全压 P 250 Pa ,流量 Q 30 000 m 3 h,转速 n 960 r min。 3 结构设计 高温轴流风机的设计应考虑使用条件、 风机运转 可靠、安装维修方便等方面 ,高温轴流风机串联在管 道中 ,机壳两端法兰与管道联接。设计的高温轴流风 机结构简图如图 2 所示 ,结构设计中主要解决温度对 轴流风机的影响 、 轴承的冷却和润滑、叶片积尘的清 理等 。风机是在高温 100 ～ 200 ℃ 和有腐蚀性的气 体中工作, 为了保护电机 ,不采用电机与风机的直接 联接 ,而采用皮带传动,将电机置于机壳之外 ,三角带 和风机皮带轮用钢板包围起来 ,避免与高温气流的直 51 环 境 工 程 2005年 10 月第 23卷第 5 期 接接触。风机在含尘浓度较高 、 湿度较大的气体介质 中运转 ,所以风机叶片上极易粘结粉尘 , 给风机运转 带来不利, 为了清除叶片结尘, 在机壳上对应风机叶 片处 ,开设清理门,小门与筒壁要密封。 图 2 高温轴流通风机结构简图 风机轴承是在高温下连续运行 ,所以轴承的润滑 和冷却就显得非常重要 。在结构上要保证轴承的可 靠润滑并设置水冷却装置 。如图 3 所示为高温轴流 通风机冷却润滑结构图, 在轴承周围设置冷却水套, 通冷却水进行冷却降温, 由于风机立式安装 ,冷却水 由风机下部进入 ,上部排水。润滑油采用稀油循环润 滑,润滑油也要进行冷却。为了保证轴承的润滑, 在 每个轴承的下方, 设置 1 个骨架油封 ,以减少润滑油 的流失。 图 3 高温轴流通风机冷却润滑结构图 4 风机性能试验 高温轴流风机的加工制造在鼓风机厂完成,制造 完成后进行了风机性能试验, 经过对风机叶片几何参 数的多次改进 , 使之符合设计要求。轴流风机的风 量、 风压等主要参数都达到设计指标 。经质量检验, 样机加 工质量符合技术要求。 该风机电机型号 Y132M2-6,功率为 5. 5 kW, 额定转速为 960 r min, 风 机的叶轮直径为1 280 mm, 附表为风机性能试验值。 附表 高温轴流风机性能参数 静压 Pa 动压 Pa 全压 Pa 流量 m3h- 1 噪音 dB A 66. 863. 3130. 149 528. 898. 5 36. 9196. 2233. 136 852. 697 28. 6226254. 132 445. 097 27227. 8254. 831 575. 097 25. 1230. 3255. 430 407. 496. 5 5 风机的运行 为了解决机立窑生产中烟尘排放对大气造成的 严重污染, 遂平水泥厂立窑采用了湿式除尘技术, 但 湿式除尘器的喷淋水增加了烟道阻力 ,喷水量少, 使 除尘器产生倒烟和不能达标排放。研制的机立窑湿 式除尘轴流通风机安装到该厂湿式除尘设备上后 ,提 高了烟囱排烟能力 , 立窑操作面环境清洁 , 更无 CO 中毒现象,大大改善了工人劳动环境 。喷水量增加, 能够达标排放。该风机能在高温下稳定运行。风机 叶片上的积尘在立窑停产检修时进行清理,不影响立 窑的工作。该风机经受了高温 、 高湿度和高粉尘浓度 烟气的考验 。实践表明该风机可应用于立窑烟气排 烟,填补了轴流通风机在这一领域应用的空白 。 6 结论 1 研制的高温轴流通风机解决了水泥立窑湿式 除尘烟气的倒烟问题 ,为立窑湿式除尘的排烟提供了 良好的解决办法 。 2 该风机的冷却 、 润滑 、 皮带保护结构使风机轴 承、 皮带在高温下安全运转,电机外置使电机免烧 ,清 理门结构使风机能在高粉尘烟气中运转, 风机在高 温、 高湿、 高粉尘情况下运转平稳。 3 风机流量大,压力低 ,满足除尘工艺要求。 参考文献 1 周浩远, 李柏芬. 机立窑烟尘有害成分浅析. 中国建材, 1997. 12 9 45～ 55. 2 朱教群. 中国水泥工业的可持续性发展. 山东建材, 2001. 22 6 34～ 37. 3 李兆臣. 水泥立窑的烟气特性及防治. 水泥技术, 2000. 17 4 42～ 43. 作者通讯处 刘建寿 471003 洛阳工业高等专科学校机械工程系 电话 0379 64884903 64882265 E -mail jianshouliutom. com 2005- 03-28 收稿 52 环 境 工 程 2005年 10 月第 23卷第 5 期 THE COOPERATIVE EFFECT OF Fe3CATALYSIS AND MICROOGANNISM METABOLISM ON FLUE GAS DESULFURIZATIONLiu Qiwang et al 42 Abstract Under the acid condition pH 2. 0～ 2. 8, Fe3has a good catalysis oxidation to SO2; whereas Fe2 has inhibition to this reaction. DYB1 Dian Yuan Bacteria 1 in the course of breeding it with Fe2as the energy can turn Fe2 into Fe3 effectively. Combining this functionwith the above -mentioned reaction can keep on the constant concentration of Fe3and maintain circulation of desulfuration. Keywords flue gas desulfurization, Fe3catalysis, microoganism and coordinate effect STUDY ON SKEW GAS FLOW DISTRIBUTION OF ELECTROSTATIC PRECIPITATOR WITH CFD Dang Xiaoqing et al 45 Abstract On the basis of discussing effect of electrostatic precipitation gas flow distribution on dedusting efficiency, it is introduced skew gasflow technology which can reduce reentrainment and improve the efficiency effectively;and the gas flow distribution in electric field is simulated numerically using CFD, which provides a adjusting and parameters of distribution devices that realizing skew gas distribution in electric field. Keywords electrostatic precipitator, gas flow distribution, skew gas flow technology and CFD EXPERIMENTAL STUDY ON CIRCULATING FLUIDIZED BED BOILER DESULFURATION Ma Linzhuan et al 47 Abstract It was conducted that an industrial test of adding limestone to a circulating fluidized bed CFBboiler 75 t h. The effects of Ca S ratio, bed temperature and suphur content of the coal etc on the desulfuration efficiency were obtained when high -sulphor hard coal was combusted. The optimal Ca S ratio and control parameter of desulphuration under actual operation of CFB boiler were also proposed based on the analysis of the test results. Keywords desulphuration, Ca S ratio, CFB boiler and hard coal DEVELOPMENT AND APPLICATION OF AXIAL FAN AT HIGH TEMPERATURE IN WET ARRESTING DUST OF SHAFT CEMENT KILNLiu Jianshou et al 51 Abstract The article introduces a new axialfan used athigh temperature and high moisture and high dust. Itmakes use of structure ofwater cooling and lubrication and protected belt and clean dust door and so no. It features huge diameter, enormous wind and low pressure. Keywords axial fan used in high temperature, shaft cement kiln, wet arresting dust, water cooling and lubrication ANALYSIS OF CHARACTERISTICS OF VERTICAL WELLS AND HORIZONTAL COLLECTORS USED IN LANDFILLZhu Yan et al 53 Abstract Characteristics of two different suction systems for landfill gas in the largest landfill site of Europe are investigated. Based on field testing and data analyzing, the characteristics such as quality and quantity of the landfillgas, the suction pressure, construction and operation costs are discussed. The advantages and disadvantage of the two systems and their applicability are also summarized. The results are helpful to researchers and engineers in developing countries for their new landfill design and construction. Keywords landfill gas LFG, suction system, verticalwell and horizontal collector EXPERIMENTAL STUDY ON SOLIDIFYING FLY ASH FROM REFUSE INCINERATION BY FUEL MELTINGZhao Guangjie et al 56 Abstract Fly ash from refuse incineration is solidified in a melting furnace that takes diesel fuel as its fuel, the solidifying effect is examined. The influence of different environments on the solidifying effect is also explored. The results show that the fly ash has no toxicity after its melt solidification; acidic pH≤4. 5and alkaline pH≥11. 5environments have a greater effect on the solidification, whereas a wet one hasno obvious effect on the solidification. Keywords fly ash from refuse incineration, melt, solidification and leach toxicity RESEARCH ON THE EFFECT OF LEACHATE RECIRCULATION TECHNOLOGY ON GAS PRODUCTIONBY SEMI-AEROBIC LANDFILLHuang Qifei et al 59 Abstract A simulated large scale landfill was established according to the semi -aerobic landfilling theory. A tracer monitoring for the landfill gas concentration variation on the condition of leachate recycling as compared with that of the un-recycling in semi -aerobic landfill. The results shows that leachate recycling in semi-aerobic landfill reduces the amount of leachate, and does not cause the accumulation of NH 4-N concentration. On the other hand, leachate recycling in semi -aerobic landfill can cause the velocity of methane production faster. The methane concentration in leachate recycling system doubled than the un -recycling one. So it does good to accelerate the stabilization of landfill. Keywords semi -aerobic landfill, leachate recycling, municipalwaste solid and methane THE DESIGN AND APPLICATION OF FLY ASH -SLAG PAVEMENT CONCRETE WITHOUT 4 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 5,Oct. , 2005