孫欣林 高 進(jìn) 周萬畝

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院，安徽合肥230051）

0 前言

近年來，隨著水泥行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及節(jié)能降耗的需要，很多先進(jìn)的大型水泥企業(yè)，使用窯、磨聯(lián)合操作工藝新方法，對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，將電除塵器在生產(chǎn)工藝中變成了直接處理高濃度煙塵的生料收集器，從而導(dǎo)致電除塵器入口的煙塵濃度達(dá)到600～1000g/Nm3；電力行業(yè)采用干法、半干法煙氣脫硫裝置，運(yùn)行后的煙氣濃度也高達(dá)800g/Nm3以上，常規(guī)電除塵器根本無法滿足工藝要求，因而必須使用高濃度電除塵器。

國內(nèi)、外水泥行業(yè)中，常規(guī)電除塵器在使用時(shí)，其入口煙塵濃度通常不高于100g/Nm3，內(nèi)部工作壓力常在2000Pa以內(nèi)。而在窯、磨聯(lián)合操作新工藝線上，電除塵器入口濃度甚至高達(dá)1000g/Nm3左右，且工作負(fù)壓可高達(dá)±12000Pa，是常規(guī)的6倍。顯然常規(guī)電除塵器結(jié)構(gòu)是無法承受如此高的負(fù)壓的，必須通過增加材料或改進(jìn)材質(zhì)的方式來滿足本體的強(qiáng)度和剛度要求，因而如此高濃度電除塵器比常規(guī)電除塵器的投資成本將要高出許多。

“電除塵器平衡式限壓限載裝置”正是基于上述問題而研制的，本裝置所要達(dá)到的目的是控制電除塵器頂板所承受的載荷在常規(guī)的壓力范圍之內(nèi)，使得高濃度高負(fù)壓電除塵器頂板結(jié)構(gòu)可按常規(guī)電除塵器頂板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

本文就該裝置的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及實(shí)現(xiàn)過程作一介紹。

1 裝置的結(jié)構(gòu)組成

電除塵器平衡式限壓限載裝置的剖面結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 電除塵器平衡式限壓限載裝置示意圖

在電除塵器頂板（9）上，其檢修孔上端面連接固定著一個(gè)法蘭體（2）；法蘭體的頂部，通過螺栓與密封體（1）連接固定；密封體的中間部分開設(shè)有氣流通道；在位于氣流通道下方、法蘭體內(nèi)的上端，設(shè)置有主芯門（3）；主芯門的外形呈蘑菇狀，其上端的球面與氣流通道配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣流通道的開啟或封閉（稱之為開度）；在主芯門四周，開設(shè)供導(dǎo)向桿（5）通過的孔；導(dǎo)向桿（5）的下端與底盤（7）連接固定，其上端分別依次穿過組合彈簧（6）和主芯門孔，與設(shè)置在密封體氣流通道上方的鎖緊架（4）和螺紋連接。

2 裝置的工作原理

當(dāng)電除塵器出口處的主風(fēng)機(jī)開啟時(shí)，電除塵器內(nèi)部開始產(chǎn)生負(fù)壓。隨著風(fēng)機(jī)風(fēng)門加大，作用在頂板內(nèi)側(cè)上的負(fù)壓力也將逐漸增大。壓力增大到限定值（如-2000Pa）時(shí)，安裝在頂板檢修孔端面上的主芯門被打開（負(fù)壓產(chǎn)生的拉力使主芯門向下運(yùn)動(dòng)），即密封體內(nèi)、外兩側(cè)的氣流通道被打開，頂板內(nèi)、外氣流通道將處于連通狀態(tài)，根據(jù)氣體力學(xué)原理，其壓差將會(huì)迅速減少，并達(dá)到壓差為零后停止變化。因此隨著主風(fēng)機(jī)風(fēng)門進(jìn)一步加大，主芯門的開度也愈來愈大，以保持或減小密封體內(nèi)、外兩側(cè)的壓差，直到主風(fēng)機(jī)運(yùn)行達(dá)到齒定值為止。然后隨著主風(fēng)機(jī)風(fēng)門縮小，密封體內(nèi)側(cè)壓力保持不變，外側(cè)壓力還在迅速增加，使得兩側(cè)的壓差迅速減小。當(dāng)兩側(cè)的壓差開始減小時(shí)，主芯門在組合彈簧的反彈力作用下被慢慢推回，其開度不斷減小，直至壓差為零，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，主芯門被推回原來位置，氣流通道被再次封閉。

3 具體的實(shí)現(xiàn)過程

當(dāng)電除塵器的主風(fēng)機(jī)開啟時(shí)，其內(nèi)部開始產(chǎn)生負(fù)壓。頂板內(nèi)側(cè)產(chǎn)生的負(fù)壓對(duì)裝置上的主芯門產(chǎn)生向下的拉力，當(dāng)此負(fù)壓產(chǎn)生的拉力大于組合彈簧對(duì)主芯門的反彈力時(shí)，主芯門被拉下，密封體中間部分開設(shè)的氣流通道被打開，密封體內(nèi)、外兩側(cè)壓差隨氣體流動(dòng)而減??；隨著壓差氣流的減小，在組合彈簧反彈力作用下，主芯門被慢慢推回，直至壓差為零，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，主芯門被推回至原位，限壓限載過程結(jié)束。零壓差狀態(tài)的保持，由電除塵器頂板上各絕緣支撐瓷瓶頂面上的若干反吹風(fēng)小孔所形成的氣流通道實(shí)現(xiàn)。

在上述結(jié)構(gòu)中，通過調(diào)整組合彈簧的彈性反力，能夠控制主芯門的開度，進(jìn)而控制限載壓力。彈性反力由組合彈簧按壓力等參數(shù)設(shè)計(jì)，該反力的大小，直接影響電除塵器及其頂板的正常使用。與此同時(shí)，本裝置中的法蘭體，既可作為平衡式限壓限載裝置的防塵罩，也可作為檢修門的門框，擰開頂部與密封體之間的螺栓連接，即可作為檢修人員進(jìn)出的檢修通道，這是本裝置的另一個(gè)用途。

4 結(jié)論

綜上所述，本裝置即使按2000Pa的內(nèi)部負(fù)壓設(shè)計(jì)，對(duì)于內(nèi)部負(fù)壓高達(dá)12000Pa的高濃度電除塵器來說，也能達(dá)到頂板內(nèi)外零壓力的動(dòng)態(tài)平衡，使頂板所承受的壓力載荷變化在常規(guī)壓力范圍之內(nèi)，這意味著高濃度電除塵器頂板結(jié)構(gòu)，仍可按常規(guī)條件下設(shè)計(jì)，原來設(shè)計(jì)的鋼板厚度和加強(qiáng)筋規(guī)格和數(shù)量可以不變，當(dāng)然頂板重量也就不會(huì)增加。因此本裝置，不僅為高濃度電除塵器降低了設(shè)備的投資成本，也為常規(guī)電除塵器的升級(jí)改造提供了一種切實(shí)可行的裝置。

本裝置因設(shè)計(jì)創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、無傳動(dòng)部件、使用壽命長而成功申請(qǐng)國家發(fā)明專利。

[1]唐國山.工業(yè)電除塵器應(yīng)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.9.

[2]胡志光.電除塵器運(yùn)行及維修.北京：中國電力出版社，2004.10.

[3]中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)電除塵器委員會(huì).第十二屆中國電除塵器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.2007.10.