CC BY
7УДК 614.71:669.504.3.054 (03)
Ю.В. КРАСОВИЦКИЙ, д-р техн. наук, Воронежская государственная технологическая академия; Н.В. ПИГЛОВСКИЙ, ведущий инженер (piglovsky@vagon.vrn.ru), Воронежский вагоноремонтный завод; Р.Ф. ГАЛИАХМЕТОВ, директор по развитию (grf@rosizvest.ru), ООО «Росизвесть» (Воронеж)
Специфика эксплуатации фильтров-пылеуловителей в производстве строительных материалов
Нормальная работа фильтров по эффективности и надежности зависит от соблюдения проектных эксплуатационных параметров (температуры, влажности, расхода пылегазового потока, массовой концентрации, дисперсного и химического состава пыли, механической прочности, термо- и коррозионно-стойкости материала фильтрующих элементов и т. д.)[1—3].
Превышение допустимой температуры пылегазового потока ведет к уменьшению срока службы ткани. При снижении температуры газов до точки росы пары воды конденсируются, в результате чего пыль, осевшая на ткани, увлажняется, слипается, замазывает поры ткани. При этом резко повышается гидравлическое сопротивление аппарата. Для предотвращения конденсации водяных паров температура газов на выходе из аппаратов должна быть на 20—30 оС выше точки росы. При обратной продувке ткани воздух часто приходится подогревать.
При очистке высокотемпературных газов в фильтрах необходима тонкая регулировка их температуры. Наиболее приемлемый метод охлаждения газа — смешивание его с атмосферным воздухом.
При пуске фильтра сначала включают в работу шнек, шлюзовые затворы, механизмы регенерации, вентилятор обдувки, а затем подают запыленный газ на фильтрацию. Остановку фильтра производят в обратном порядке.
Основной показатель, характеризующий работу фильтра, — его гидравлическое сопротивление. При нормальной работе фильтра, хорошей регенерации и оптимальной расчетной нагрузке гидравлическое сопротивление аппарата составляет примерно 800—900 Н/м2. В случае применения стеклоткани сопротивление аппарата обычно находится в пределах 1500—1800 Н/м2. Сопротивление фильтра меньше приведенных значений свидетельствует о недогрузке аппарата по газу и пыли, изношенности рукавов или неплотности в местах их крепления. Большие сопротивления указывают на более высокую начальную запыленность очищаемого газа, на плохую регенерацию или на то и другое вместе.
В зависимости от степени запыленности газа и скорости фильтрации регулируют продолжительность регенерации. Оптимальный интервал между регенерациями фильтрующих элементов определяют опытным путем.
Часто причиной плохой работы фильтров является наличие щелей в местах стыковки распределительной трубной решетки с корпусом аппарата, местах крепления фильтрующих элементов к патрубкам решетки и т. д. Устранение этих неплотностей и проверку аппарата на герметичность проводят при монтаже фильтра, планово-предупредительных ремонтах. Крепление фильтрующих элементов целесообразнее всего проводить комплектно для каждой секции одновременно. Комплект может состоять как из новых, так и из бывших в употреблении элементов. Однако подобный комплект должен состоять из элементов, проработавших одинаковое количество времени, т. е. обладающих одинаковой степенью износа.
Следует иметь в виду, что и до настоящего времени в производстве достаточно широко применяются тканевые (рукавные) фильтры. Поэтому в дальнейшем при обсуждении условий эксплуатации фильтров мы будем учитывать это обстоятельство.
Как известно, наибольшему износу тканевые рукава подвергаются в нижней своей части, примерно на длине 300—400 мм от нижней газораспределительной решетки. Причина этого — повышенная скорость газа в нижней части рукава, особенно при его провисании и уменьшении входного сечения, а также временное повышение температуры поступающих на очистку газов. При повышенных скоростях газов ткань изнашивается вследствие истирания ее пылью. Поэтому рукав целесообразно выполнять составным из двух частей. Нижняя часть рукава сменная.
Во время обратной продувки ткани рукава сжимаются. Во избежание их чрезмерного сплющивания, которое затрудняет стекание уловленной пыли в бункер, рукава, выполненные из хлопчатобумажных, шерстяных или синтетических тканей, снабжают кольцами жесткости.
Накопленный опыт фильтрации газов подтверждает целесообразность более широкого использования стеклоткани, особенно при обслуживании высокотемпературных технологических процессов. Рукав любой конструкции, изготовленный из обычной ткани, обычно очищают от пыли встряхиванием и обратной обдувкой. Использование же стеклоткани позволяет очищать рукава только обратной обдувкой.
При очистке сухих газов от пылей с высоким электрическим сопротивлением фильтровальные ткани из синтетических и стеклянных волокон заряжаются, например, до 60 кВ. Это создает опасность возникновения пожара в фильтре в результате электрического пробоя воздушного промежутка между рукавом и корпусом аппарата. Для защиты от электризации в ткани вплетают тонкие металлические проволочки или пропитывают их антистатическими электропроводящими составами.
Уместно отметить, что использование в этих условиях фильтрующих материалов из пористых металлов полностью устраняет эту опасность, делает практически неограниченным срок службы фильтрующих элементов, резко упрощает их регенерацию и повышает эффективность пылеулавливания[4—5].
Существенно влияет на эксплуатацию рукавных фильтров и фильтров с насыпным слоем герметичность переключающих клапанов и пылевыгрузных устройств. Подсосы из атмосферы и коллектора продувочного воздуха значительно увеличивают гидравлическое сопротивление, а следовательно, и энергетические затраты. Срок службы фильтровальных элементов для каждого материала устанавливают применительно к условиям эксплуатации. Рукава из лавсана в нормальных условиях работают от 8 до 20 тыс. ч. При улавливании высокоабразивных пылей с повышением температуры срок службы значительно снижается.
72
научно-технический и производственный журнал
июнь 2011
Мероприятия по уходу за фильтрами предусматриваются специальной инструкцией. В инструкции излагают порядок обслуживания, осмотра и ремонта установки. В процессе эксплуатации фильтра контролируют эффективность улавливания и при ее снижении принимают необходимые меры, устраняющие причины ухудшения работы фильтра. Для этого периодически отбирают пробы, а иногда устанавливают оптические или другие приборы, регистрирующие повышение выходной концентрации. Места утечек газа из чистой зоны обычно обнаруживают при визуальном осмотре.
При надлежащем уходе срок службы тканых рукавов нередко достигает трех лет, на отдельных установках — четырех-пяти лет. При импульсной продувке рукавов из стекловолокна максимальный срок службы равен двум годам. При высокой выходной концентрации пыли он уменьшается, так как для поддержания достаточно низкого перепада давления нередко требуется практически непрерывная регенерация.
Преждевременный разрыв рукава может быть вызван слабым или сильным натяжением. При слабом натяжении разрушение от изгиба происходит вследствие перегиба в нижней части рукава. Недостаточное натяжение может также привести к касанию рукавов друг с другом, что мешает сбрасыванию пыли в бункер во время обратной продувки. Повторный унос уловленной пыли приводит к увеличению перепада давления и, как следствие, к продавливанию пыли через ткань, что увеличивает унос. Абразивное трение соседних провисших рукавов друг о друга может вызвать их разрушение. Этот недостаток исправляют путем правильного размещения распорных колец вдоль рукава.
Рекомендуемое натяжение рукава в среднем составляет около 4 кг на 100 мм окружности, т. е. 15 кг для рукава диаметром 130 мм. При этом следует учитывать длину и массу рукава, а также массу слоя при его максимальной толщине. Хорошо спроектированная система обратной продувки обеспечивает медленную подачу давления в секцию после регенерации, что защищает рукава от резкого раздувания или толчка. Постепенная подача давления достигается благодаря использованию тарельчатых клапанов либо ограничивающих расход приспособлений в одном из выпускных клапанов.
При эксплуатации фильтра корпус аппарата рекомендуется открывать для осмотра через определенные промежутки времени (не реже одного раза в неделю). При осмотре проверяют наличие на рукавах слоя пыли, который не удаляется при регенерации; степень замазывания фильтровального материала влажной пылью; образование на поверхности материала твердых отложений, свидетельствующих о конденсации влаги; равномерность толщины пылевого слоя вдоль длины рукава; состояние фильтровального материала (наличие мелких отверстий, разрывов, износа на отдельных участках ткани вследствие трения или изгиба и т. д.).
Внутренность фильтра осматривают для выявления пылевых отложений на стенках корпуса и бункера, особенно в углах и по краям, на направляющих пластинах напротив входа газа. Метод очистки рукавов подбирают опытным путем с учетом свойств материала и пыли. Очищенный рукав проверяют на воздухопроницаемость тем же способом, что и загрязненный.
При фильтрации взрывоопасных пылей используют фильтры и вентиляторы во взрывобезопасном исполнении и работают только под разрежением. В газоходах, бункерах, в чистой зоне корпуса фильтра и других местах не допускают накопления пыли, а в местах вероятного скопления пыли предусматривают люки для прочистки. Возможные источники образования искр и скопления электростатических зарядов устраняют.
При возникновении пожара на установке выключают вентиляторы и принимают меры по ликвидации по-
жара; вызывают пожарную команду, закрывают клапаны и огнетушителями гасят горящие рукава или горящую пыль, удаленные из фильтра (тушение пожара внутри фильтра запрещается).
При удалении из вентиляционного воздуха взрывоопасной пыли уловленную пыль непрерывно отводят за пределы фильтра. Газоходы заземляют, а для периодической очистки и промывки их в местах поворотов устанавливают люки.
При эксплуатации фильтров особое внимание уделяют теплоизоляции газоходов и аппаратов.
Ключевые слова: регулировка температуры, гидравлическое сопротивление, герметичность, натяжение ткани, пожарная безопасность.
Список литературы
1. Ужов В.Н., Вальдберг А. Ю., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов от пыли./ М.: Химия, 1981. 390 с.
2. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами./М.: Химия, 1970. 319 с.
3. Вальдберг А.Ю., Александров В.П. Применение рукавных фильтров для очистки дымовых газов установок термического обезвреживания отходов / // Гражданская инженерия. 1998. Т. 6. № 2. С. 53—58.
4. Красовицкий Ю.В., Анжеуров И.М., Архангельская Е.В. Высокотемпературное обеспыливание дымовых газов зернистыми фильтрами в огнеупорном производстве // Процессы и оборудование экологических производств: Тез. докл. III межреспубл. науч.-техн. конф., Волгоград, 5—6 дек.
1995 г. С. 72.
5. Анжеуров Н.М., Красовицкий Ю.В., Архангельская Е.В., Панов С.Ю. Перспективы применения зернистых фильтров для тонкого обеспыливания газов в производстве стройматериалов // Тез. докл. XVII конф. стран СНГ «Дисперсные системы», 23—27 сент.
1996 г. Одесса, С. 7.
В издательстве «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ»
ВЫШЕЛ ДАЙДЖЕСТ «Сухие строительные смеси»
Часть 2
В дайджест вошли статьи, опубликованные в журнале «Строительные материалы»® за 2004-2008 гг. - всего более 60 статей по тематическим разделам:
- компоненты для производства ССС;
- технология и оборудование;
- результаты научных исследований;
- применение ССС;
- рынок ССС.
Для приобретения дайджеста следует направлять заявку произвольной формы в издательство по факсу или электронной почте.
Не забудьте указать наименование организации, почтовый адрес доставки, ФИО получателя.
Телефон/факс: (499) 976-20-36, 976-22-08 E-mail: mail@rifsm.ru www.rifsm.ru
Шг^шМ
^.....^ ДАЙДЖЕСТ^____
«Сухие строительные смеси »
Ы ®
научно-технический и производственный журнал
июнь 2011
73
