声波清灰在氧化铝生产收尘设施上的开发应用
内容提供：郑州华电电站装备工程公司
关键词：声波收尘
氧化铝生产过程是一个复杂、多工序的物理化学过程，在整个生产过程中，有很多诸如含尘烟气净化、破碎过程微细飞扬粉料回收及固体物料转运站、点的空气净化等收尘设施，它们主要起着净化空气、确保工作环境卫生、回收有价物料和降低生产成本的重要作用。特别是熟料窑电收尘系统在烧结法生产氧化铝过程中起着举足轻重的作用，解决好熟料窑的电收尘问题，不仅对环境保护有重大的影响，而且对熟料窑热工制度的稳定以及节碱降耗还具有重要的意义。本文通过分析影响熟料窑电收尘效率的主要因素，着重从技改的角度探讨开发应用声波清灰这项技术的价值。
一、影响熟料窑电收尘效率的主要因素
1.电收尘工作原理
电收尘的除尘过程大致可分为四个阶段：
(1) 气体电离；
(2) 粉尘获得离子而荷电；
(3) 荷电粉尘向电极移动；
(4) 将电极上的粉尘清除到灰斗中去。
2.影响熟料窑电收尘效率的主要因素
影响熟料窑电收尘效率的主要因素有烟气性质、粉尘特性、结构因素和运行因素。
(1)烟气性质主要指烟气温度、压力、湿度和烟尘荷电离子向收尘极板运动的驱进速度。
(2)粉尘特性主要指粉尘的比电阻、粒径分布、真密度、堆积密度、粘附性等物理化学性质。
(3)结构因素指电收尘本体电晕线的几何形状、直径、数量、线间距、收尘极的型式、极板断面形状、极板间距、极板面积、电场数、电场强度、供电方式、振打方式（方向、强度、周期）、气流分布装置、灰斗型式、出灰口锁气器装置和电收尘器的安装质量等。
(4)运行因素主要指烟气流量、进口含尘浓度、漏风率、气流短路和粉尘二次飞扬等。
当烟尘化学成分及烟气流量稳定，电场供电质量可靠的情况下，电收尘各部位振打效果好坏是直接影响电收尘效率的一个最重要因素，电收尘的振打装置主要分布在进口烟气分流板、电场内阴、阳极和仓壁等部位。若烟气分流板振打运行不正常，个别分流板孔堵塞，容易造成发配到各电场的烟气量有很大差异，而使个别电场负荷加重；若仓壁振打运行不正常，容易造成仓底棚灰，影响正常排灰，严重时堵塞排灰口，造成仓内积灰短路，使电场不能正常运行；若阴、阳极板振打不能正常运行，在电极上形成的粉尘层逐渐增加会改变电气参数，降低电场强度，影响收尘效率。
二、目前电收尘振打方式存在的缺陷
电收尘的振打装置应具有适当的振打力，过小将使沉积的粉尘脱落；过大会引起电极系统变形和疲劳破坏，还会造成粉尘的二次飞扬，甚至改变电极间距，破坏正常的收尘过程。
振打力大小的确定，取决于粉尘的特性及电收尘本体的结构因素，目前国内氧化铝厂熟料窑电收尘通常采用DBP45-4型棒帏式和DCP65-3型板框式电除尘器这两种型式，振打方式主要有机械传动振打和电磁振打.这两种振打方式在生产实际中存在以下问题：
机械振打是以一台小电机为动力，通过减速机带动振打轴，振打轴上按同性极距的间隔装上挠臂锤，一个锤子对准一排电极的振打砧，振打轴旋转一周，每个电场的电极都轮流被锤子振打一次。该振打装置结构虽然简单，但缺点是振打力和振打周期不能随意调整，振打力衰减快，传递到电极末端的振打力很有限，致使除尘效果不理想，其次由于长时间运行许多部位极易损坏，出现如链条断、振打锤脱落、振打砧头掉及电极框架变形影响极间距等故障，维修费用较高。再次，由于熟料窑烟尘中含碱量高，吸湿性强，腐蚀性强，对机械振打结构破坏力大。
电磁振打装置的主要元件是线圈和铁锤，线圈通电时产生吸引力使铁锤上升，断电时借助弹簧力和振打锤自重铁锤下落，通过振打杆将振打力向电极传递。振打力和振打周期可以调整，但同机械振打一样，有固定的安装位置，振打力衰减快，传递到电极末端的振打力也很有限；间歇供电容易造成线圈发热，烧毁线圈，使振打装置不能正常工作。
三、开发应用声波清灰装置
声波清灰技术是指利用声场能量的作用，清除电除尘器极板、极线上的积灰和结垢，提高其除尘效率的一种实用技术，该技术上世纪80年代引入我国，经消化吸收，在水泥熟料窑收尘系统上应用取得成功，目前在山西铝厂氧化铝熟料窑上开发应用尚属首次。
1.声波清灰工作原理
由气声转换装置将压缩空气或高压蒸汽所携带的能量转换为高强度声能，通过声波导管的放大，输送到清灰表面，声波清灰与气（汽）力、水力、振打等清灰方法同属于物理机制，但是声波清灰作用的能量来自于声波。声波是一种以能量形式存在的机械波，它表现为振动，扰动和波动。处于声场中的一个物质点，在声波的激励下将产生受迫振动，使灰垢超过疲劳极限从而发生断裂和破碎，尤其在声波极高的加速度的外力策动下使其从附着面上剥离。
2.技术特点
（1） 设备投资小，安装方便，操作和维护简单；
（2） 作业温度范围宽，在200～1200℃均可使用；
（3） 声波作用可以达到整个电场空间，使声场内任何部位的积灰都得以有效清除；
（4） 声波对声场内设备不会产生腐蚀和磨损；
（5） 清灰系统全自动化运行。
3.声波清灰系统组成
声波清灰系统主要由声波发生器、声波导管、电气控制系统组成。
4.效果检验
从2001年11月18日在3＃熟料窑电收尘上开发应用，一直稳定运行至今，运行状况良好。主要表现在：二次电流较高，一般都在0.5A以上；目测烟囱冒烟相对其它窑小，技术中心跟踪测定结果均符合国家排放标准，开发前后效果对比收尘效率由平均99.3％提高到99.7％。
5.日常管理注意事项及常见故障排除方法
日常管理注意事项
（1） 注意定期排放空气冷凝水，每周排一次；
（2） 确保气源压力稳定，满足发生器技术参数要求，每班定期检查；
（3） 加强熟料窑操作，杜绝电收尘跑煤爆炸，防止造成声波发生器的损坏；
（4） 岗位操作人员要按时巡检，发现问题及时处理。
四、结论
该技术运行稳定，维护量小，维护费用低，属于非接触式振打，不受传递过程影响，在氧化铝生产收尘设施上具有很重要的推广价值。
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