天瑞集团水泥有限公司2 500 t/d生产线于2006年7月投产，该生产线窑头收尘设备配置的是电收尘器，由于运行时间已长达十多年，存在问题较多，排放浓度高达30 mg/Nm3左右，已无法适应国家环保要求，因此，公司决定于2017年6月对窑头电收尘器进行升级改造。
1 查找原因
（1）一电场中间部分极板、极丝框架磨损严重。电压和电流低，并且经常出现接地现象，电场开不起来，造成收尘效率下降。
熟料输送机收尘风管安装在一电场进风口下部，高速的熟料颗粒很快就将气流分布板磨穿，然后加快对电收尘器一电场极板、极丝和框架的磨损（见图1），虽然停窑必修，但效果一直不好。
（2）一电场极板高温变形严重，造成电压低且波动大。运行初期，由于温度掌控不到位导致部分极板变形，尤其是出现跑生料等原因造成电收尘器入口温度过高，一电场极板变形相当严重。
（3）阴极极线芒刺包球严重。由于电收尘器拉链机锁风阀和链斗机收尘管道磨损严重造成漏风，有时AQC锅炉换热管道漏水，造成熟料粉和水蒸气凝结在芒刺上，十分坚硬，致使电压仅在40 kV左右。
（4）阴极振打装置不灵活，销子容易断裂脱落，造成振打效果下降。
（5）比电阻升高，收尘效率下降。尤其是系统增加了余热发电后，因进入电收尘器的烟气温度在100~200 ℃（余热发电运行时电收尘器入口温度仅100 ℃左右）之间，正处于窑头粉尘比电阻相对较高的范围，使得各电场电压、电流均达不到理想状态，收尘效率更加不理想，实际运行出口浓度难以稳定。
2 改造方案
第一套为电改袋方案：包括电收尘器改为纯袋收尘器、降温系统及窑头排风机和电动机的更换，造价360万元左右。其中电动机需要从280 kW改为560 kW，吨熟料电耗将直接增加2 kWh/t左右。
第二套为电收尘器升级改造方案：包括电收尘器大修、高频电源和振打控制的改造和电收尘器出风口部位的改造，造价140万左右。
综合以上两种方案，经公司研究决定按第二种方案进行实施。具体改造内容如下。
3 改造措施
3.1 电收尘器本体大修
（1）一电场阳极极板全部更换，二、三电场阳极极板检修，损坏的部分更换；一、二、三电场阴极线全部进行更换。值得注意的是阴极线必须在外部组装合格后再进行安装，因为阴极线数量太多，安装要求高，在里面安装焊接难度大且质量也难以保证。2017年2月在一电场更换了250根极丝后出现多次极丝断而接地的现象，到2017年6月大修时检查，发现脱焊了28根，脱焊率高达10%以上。
（2）对阴阳极振打系统进行检修，主要包括阳极振打机构和阴阳极振打锤、振打承击砧等设备进行检查调整或更换，保证达到正常运行的要求。而对于经常折断或脱落的阳极振打销子，将其更换为高强螺栓并将螺母焊死，减少其损坏几率。
（3）对进出口、壳体及拉链机的密封状况进行检查处理，并对窑头电收尘器拉链机锁风阀进行更换，确保漏风率满足要求。对于熟料输送机的收尘风管进行改造，将收尘风管下部（即刚出链斗机部位）加一沉降室（积灰进入链斗机）后连接至电收尘器入口的管道上，使其和出AQC锅炉的废气一起通过导风板进入电收尘器，将原来损坏的气流分布板进行更换；另外，出沉降室的风管上加一阀门以便调整风量，尽可能减少冷风量。
3.2 高频电源和振打控制的改造
（1）将一、二、三电场的可控硅高压工频电源更换为HFR-III高频电源，将原高压控制柜改造为电源配电柜，为高频电源供电。HFR-Ⅲ高频电源采用直升式工作原理，工频交流—直流—逆变交流—升压整流—高频直流的能量转变形式，供给电场一系列高频率的脉冲。高频电源在纯直流供电方式时，电压波动小，电晕电压高，电晕电流大，从而增加了电晕功率，从根本上解决了烟尘荷电效率低的难题（尤其是比电阻较低烟尘），可显著提高除尘效率。
（2）振打控制柜改造，阴阳极振打控制由原控制器改为对应电场的高频电源进行控制，实现振打控制的协调控制和断电振打。
3.3 电收尘器出风口部位的改造
（1）在三电场末端加装径流式收尘装置（见图2）。径流式多孔收尘板设置有电磁振打装置，能有效降低风速和捕集粉尘，减少了粉尘含量。
（2）在径流多孔板的后面又加装迷宫式槽形板，进一步降低风速和收集粉尘，增加了收尘效率。
4 改造效果
2017年7月1日开窑至2018年2月，运行效果良好，电压和电流分别上升至45 kV和400 mA以上，窑头电收尘器改造前粉尘排放浓度在25~33 mg/Nm3之间波动，改造后粉尘排放浓度在8~19 mg/Nm3之间波动，平均烟尘排放浓度稳定在15 mg/Nm3左右，达到了设计要求。只是由于径流式收尘装置和迷宫式槽形板的安装，使电收尘器压差由原来的300 Pa上升到700 Pa，排风机变频器由原来的42 Hz上升为46 Hz，窑头排风机所造成的吨熟料电耗仅上升了0.13 kWh/t。电收尘器改造前后的数据对比见表1。
电收尘器的改造路径有很多，我们应该根据实际情况制定合理的改造方案。此次，天瑞集团水泥有限公司通过电收尘器的升级改造达到了预期效果，也为水泥行业电收尘器改造提供了一定的经验。
原标题：窑头电收尘器的升级改造
