浅议自动卸灰阀的作用
发布时间：2010-12-06 点击数：2320
目前，党中央国务院对我国节能减排、环境保护的重视提高到前所未有的高度，明确地号召全国各族人民想尽办法节约一切可以节约的能源和资源，用最小的代价、最快的速度获取最大的社会、经济和环保效益，更好的发展我国四个现代化建设。为了贯彻落实国家科学发展观和节能减排的工作进程，在这里我们提出对除尘器收装置进行全面的技术改造，以实现更好更快的节约能源、保护环境、合理的利用清洁能源，为改善我国大气环境质量作出贡献。
一、当前我国该类收尘装里的现状
卸灰阀又称锁气具或锁气阀，是各类除尘器进行干式排尘的装置，它还可用于某些粉状产品的锁气卸料，它的完好与否，直接关系到整个除尘器的效率与否，因此它是该类设备中最关键的装置。我国这类装置的研究比较广泛，大约有几十种之多，用在大型锅炉或设备上的该类装置一般来讲都比较靠的住，当然也不是全部都靠得住，我们发现也有个别现象是不好的，而这会给社会带来更大的危害。然而用于小型锅炉和其他类似设备上的就不尽如人意。例如，有的阀板太单薄，极易磨损而失效。有的阀板为单级因回流大而造成烟尘二次泄漏，直接导致烟尘超标排放。有的阀板工作不灵活须人工定期排灰，否则就不工作，有的造成工作环境恶劣，排灰时放出“灰弹”让人躲避不及。因而严重影响我国大气环境质量，影响工人们的身体健康。
二、举例说明不良收尘装里对大气和室内环境质造成的危害
现在举一个目前用户使用最多的“单级阀提桶式”卸灰装置。这是许多除尘器厂为用户提供的装置，也得到各地环保部门的认可，就是这个装置，上面所列举的缺陷，它几乎占全了，2002年1月笔者看到有个锅炉房烟囱冒黑烟，于是进行调研工作，走进偌大的除尘间，只觉得室内烟尘弥漫，一排四台除尘器由于部分烟道和引风机壳被磨穿，突突地冒着尘烟，在地面平均足足有厚的烟尘上连一个脚印都没有，除尘器下挂着个提筒，里面实瞪瞪的，说明已有很长时间没有进行清理了，就这样几十万元的除尘设施成了聋子的耳朵—摆设。为什么会出现上述情况，下面笔者从该提桶的设计结构和使用等各方面进行分析。首先锅炉的排尘量，并不是一成不变的定数，它是随着运行负荷的大小、使用煤种的好坏、煤的粗细程度、干湿程度及除尘器的效率而有较大的变化，其差值可达几倍。而提桶的容积却是一个定数，也不可能做的很大，否则提不动或更费力。环境监测时，由于关系到被检测单位的经济利益，用户一般可事先将提桶内的灰倒掉，以保证有一段较长时间内的正常排灰，以期获得较好的检测结果。然而事情一过又恢复过去习惯性的操作，由于提桶的定数加上不良的操作习惯，限定了除尘器的排灰总量，使多除下来的烟尘重又被气流带走。多数时间里实际运行结果就使这个监测结果大打折扣，进而形成假象。因为这些现象发生在除尘器内，从外面根本看不出来，久而久之形成自然，大家都习以为常、麻木了。我们如果不是对自动卸灰阀进行研制，一次又一次的在现场进行分析比较，同样也不能清楚认识到这些。从世纪年代初期开始到年代末，乌鲁木齐市开始进行多管除尘器的改装，所配备的绝大多数都是该类提桶式的装置，随着改装的越来越多，大气污染却越来越重，作者认为这也是其中主要原因之一。到1998年市政府无奈提出在5年内将全市所有3000余台小型燃煤锅炉全部拆并的举措，到如今10年过去了，依然还有上千台该类锅炉在使用，因此这也是我们今天提出加强对这类装置进行改造的理由。
该装置在运行时要让提桶存灰就要让阀板处于开启状态，灰一满了这阀板就关不上或关不严，而取提桶时需将阀板关闭，如关不严取开提桶灰就窜出来污染工作环境。由于灰是在积尘斗内和桶里，谁都无法看到斗内积尘量的多少，所以取桶时常被“灰弹”击中，每次清灰时必须停炉，否则剩余的尘全都会因此被引力排向大气，我们发现有的司炉工就是采取这种方法偷獭，尤其以夜间为甚，其结果可想而知。取下提桶既不好往地下倒，更不能往小车上倒，否则更脏。向外提时，一个人不行，得两人一边一个向外提，由于提桶的把手一般较细，为10-12mm钢筋所焊，一个提桶几十米提下来，手指就勒得生疼，何况该单位出一次灰就要送十一个，再加上室内空气恶劣，因有害气体和烟尘太浓使人感觉呼吸都困难，在数九寒天，不能长时间停炉的情况下，工人们实际已无法在这样的环境下工作。在工作中弄脏了还得扫地、洗衣、洗澡，一个班下来是非常辛苦的。身外弄脏了还能洗掉，吸进肺里的尘则不易清除，因而提桶送到堆灰点就势一脚将桶踢翻赶紧闪开，过一会等扬尘降下来了才将提桶拾回安上，这是我们在许多锅炉运行点所看到的现象。
由于这粗暴的工作方法也使提桶受损，在室外这干燥的灰尘随时会因风的作用而污染大气环境。提桶的上盖为总厚度达十几cm。，直径达50左右的封头状元盘，下部边缘有一凹槽，内镶橡胶条，因直径较大，新的或许能密封，如加上桶的损坏，其实难以保证密封，如不密封则除尘器的效率又将大打折扣。上盖上面焊有一节直径约多120毫米的管子，一头焊有法蓝、一头车平向下伸出约20-30mm阀板倒扣在其上，板厚约3mm，其中部钻一眼，上一块同等面积的橡胶垫，阀板边下面焊有两根棱条，其中一端焊在一根横轴上，轴两端伸出上盖，一头用轴套封死，一头伸出轴套焊有开启把手和卡扣装置，阀板的开启和关闭完全靠手动。在运行中由于提筒内空气是含尘最浓的地方，随着空气无孔不人、无缝不钻的作用，时间久了，这轴与轴套间的间隙就被灰尘塞满了，这也是这样的结构用于这类产品有些阀板动作不灵的原因。上面说过灰若满了，强行关闭阀板，就极易使阀板变形而破坏内密封性能。还有阀板上的橡胶垫、阀板本身和那节管子，我们在改造收尘装置时，时常见到因漏风产生磨损失效的例子。因此该装置从设计、使用都是不科学的，安装的量也非常大。上述事情的发生虽然是一个最典型个例，有管理上的责任，但设备的缺陷，给工作带来的不便和工作环境恶劣也是不可否认的事实。据作者对提桶这个装置的了解，即使管理的较好，它的效率也是很低的，大多数一个班只出一次，责任心强的出两次，两桶大约七八十千克。就这样还时常会被“灰弹”击中，一大股灰从积尘斗里窜出来，弄个满头满脸满身。如不动它，就向上面所说，很快就会成为一个实瞪瞪的“灰弹”，它就一点也不除灰了，全都顺着烟囱排向大气，就连是谁的责任都不好分。其实，在现场我们看到的还不止是上述不良情况，因上述还都是正规厂家提供的产品，还有一些五花八门用户自己制作的产品，有的甚至用钢板和锣丝直接将排尘口封死的也有，限于篇幅就不一一叙说了。因此不破不立，对这样的装置就应及早予以淘汰，用新的技术来替代它们，给工人们一个较好的工作环境，还市民一片蓝天。
三、推荐一种高效收尘装及进行推广的意义
在这里向大家推荐一种高效收尘装置，该装置2001年经我国最高级别能源、环境专家组的审核，入选“国家清洁能源行动示范工程”的项目，应邀参加了中美清洁能源技术论坛大会设备展览，2004年入编中国政府采购主要供应商目录，多年来得到国家各职能部门的认可和支持，在全国范围内进行了大量的宣传推广工作。虽然这个装置的运行也是由人工进行铲灰，用小车运走，看着不那么先进，但它的优点是运行的高效以及对大气环境和室内环境的迅速改善。因为，它比上述“提桶”式的装置，一台4T/h炉每个班可多除30-80kg的烟尘。如果以最低值30kg计算，改造1000台，一个采暖期就可多减少烟尘排放总量达一万多吨，其计算结果如下:30kg x 3班 x 150天 x 1000台/1000kg/吨=13500吨。尤其是通过这样多收集的烟尘，几乎是一步到位被收集起来，而通过烟囱排出的烟尘，有很大一部分则需经过一个漫长的，并且是反复污染环境。因为细小颗粒的烟尘滞留在空中，除了大部分被强劲的风力扩散和稀释后，才能减轻城市环境污染的压力，即使这样还会有一部分烟尘，当风向转变时可重新被风刮回来。这些烟尘一般靠雨或雪的净化作用带到地表，其中大部分又降落在城市房屋顶上、树上、草坪、空地上，落在这些地方的烟尘时间一长，被晒干了，又变回粉尘，随时会因风的作用污染城市大气环境。由于这些地方环卫工人一般不去扫，只有落在马路上的才会去扫，所以需经过一个漫长的，并且是反复污染环境，最后被环卫工人扫进垃圾箱才能被收集的过程。
本自动卸灰阀由于它不仅仅是可以用在锅炉的除尘上，还可以用在工厂企业等各种类似除尘器及物料收积器上，如将积尘箱按需要进行改进就可进行一些物料的回收，以节省资源，变废为宝，同时也实现治理其他工业粉尘污染的作用。且改造费用低廉，可与锅炉改造时一同进行，也可发动用户单独进行，就是由国家和各地政府提出政策意向，强令淘汰该类不合格的装置，由执行部门进行清查、统计并提出政府采购定单，这样即使来不及进行锅炉技术改造的用户，也能使其事先购买到自动卸灰阀产品，根据安装使用说明书的要求自行安装，因而易实现全面的环境污染治理，减轻环境污染的压力，在这方面落实国家提倡的全民节能减排的号召。因此这是一项将好钢用在刀刃上的项目，是一个需要大干快上的项目。对这类设备用最科学、合理，经济适用性最好，效率最高的新设备来替换已证明是有较大缺陷，且又不易修复的旧设备，这应是大气环境治理工作中的重中之重。
四、介绍该装里的结构原理和性能特点
高效收尘装置是由喷淋式密封积尘箱与自动卸灰阀组合而成，自动卸灰阀是我公司的一项实用新型专利产品，其专利号为ZL 00266521.2。现执行标准为Q/WXG 001-2009。也是该装置中的核心技术。
(1)喷淋式密封积尘箱，顾名思义就是一个用钢根据现场焊制的箱子，钢板厚3-4mm，里头上面布置一个环形的喷淋管，侧面按一个密封门，体积随着除尘量的多少，一般为0.3-0.4m3，高度在700-1100mm左右。
(2)自动卸灰阀，是用钢管焊制的内、外阀壳上，分别焊有带型槽的支座，将置于V型槽内的刀口铁与贴附于阀面的阀板相连，而形成内、外结构的双级阀，利用刀口铁配合V型槽所具有的超低阻力形成的高灵敏度及快速密封性能，降低了引风机的引力与烟尘重力的平衡点。配合喷淋式密封集尘箱的使用，可获得高效清洁、方便耐用等效果，产品经多年来的运行，完全符合设计要求，深受用户的欢迎。该卸灰阀安装在积尘箱里上面的中部，与除尘器的排尘口相连。
五、运行原理
由于卸灰阀为两级且又装在密封箱里，故在除尘器内与密封箱内形成三个压力不同的负压空间，且又是在不断的被打破，又不断的在建立过程中，其之间的压差就较单级阀并直接与大气压相通的卸灰装置小得多了，作用于内阀板克服引力所需的重力也就小许多，也就意味着除尘器积灰斗里的灰可以少许多，积灰面低许多，因而除下的灰也就不易重新被气流带走。由于两阀板是靠引风力的控制倒换着工作，加上积尘箱的密封门，使它始终处于两道门封闭状态，还有卸灰阀里两阀之间的空间较小，再加上运行开启幅度在2-4mm就可以达到排灰量的较大值，因此它的运行动作非常小，关闭的时间非常短，回流也就非常少，仅能起到松动已被摩擦静电凝结灰尘的作用，而这一点对排尘其实是有利的，回风量还未形成泄露就随着内阀板的关闭而截止了，灰是在不受干扰的状态下从容排出，从而杜绝了二次泄漏，实现多排烟尘的作用。因二次泄漏决大部分成分是极细的粉尘，这正是那些漂浮在空中影响空气质量最严重的粉尘。因此对该类再用设备大量进行改造，能使城市大气环境质量和生态环境快速得到实质性改善。另外加上它所特有的结构，型槽配合使用刀口铁，使它的运行阻力也非常小，灵敏度很高，这一切使它具有了较高的运行效率。由于本阀为双级自动随时排灰，回流甚少又不用电，因此在短时间不怕水淋，可将喷淋管安放在积尘箱内，实现干法排尘，湿法除灰。
灰排在密封的积尘箱里，因是一个负压空间，一般不会产生外泄，因而也改善了室内空气质量及环境卫生。卸灰阀安装在积尘箱内自动排尘，实际上也杜绝了偷排偷放。
六、观测结果
根据在一台DZL2.8MW锅炉配套多管除尘器，观测本卸灰阀的运行状况有三种。
(1)停炉时：当引风机断电后，随着风机转速的减慢，排尘量逐步增大，直至最大，呈连续状态，几分钟内可将除尘器内的灰全部排尽。因此安装小型本阀须配合密封积尘箱，方可保证室内环境卫生。
(2)正常运行运行一段时间后，除尘器内积有一定量的灰，当灰的重量作用于阀板的力大于引力时则会断续排出。使除尘器内的尘量在一定量的小范围内波动。此时除尘器的效率也最高，捕捉到的烟尘的粒径也最小、最全。
(3)刚开炉因本阀为重力式卸灰，当引风机开启后，除尘器内无灰，引力大于重力，双阀板均被吸合，因而在一定时间内将不排尘，实现自动锁气的功能。
(4)根据这台炉改前改后的比较，原先每班最多除两桶，每桶约40kg左右，改后可达三桶半，约140kg左右，烟气也明显清爽了许多。与积尘箱配合使用，亦使劳动强度和工作环境都有很大的改善。这里用的是一台DN150型卸灰阀，在其他地点与这台同型号的卸灰阀用于6T/h炉，已观测到每班可达到260kg左右的，同时感觉仍有潜力。
七、应用范围
我公司现已试制了4个基准型号的该产品，最近我公司根据该产品接口形式不同的需要，又设计了8个型号，加上基准型，形成12种型号规格的系列产品，以此促进该类装置的标准或规范化等。其详情可上网查阅慧聪网买卖通搜索自动卸灰阀即可得知。该产品单只可广泛用于1-20t/h锅炉及类似除尘器的排尘。另外，我们发现有些除尘器积尘斗的钢板制作斜度不够，于排尘不利，在积尘斗内形成较多的积存，当中间的灰排到一定时，旁边的灰产生垮塌现象，或是对钢板进行撞击产生垮塌现象，因作用于阀板骤然间灰的重力大大高于引力，这时灰的排出情况也会较上述正常值高出许多倍。鉴于这个特性，我认为最大实际排尘量也应大于我公司已公布的设计值。本产品也可以用于某些大型锅炉，例如我公司新设计的DN200B型的每只就可承担20T/H以上的锅炉排尘，这样一台40T/H的锅炉用两只就够了，排尘量每只每小时可达500Kg左右，如采用的是布袋、静电除尘器或其他多排尘口除尘器，就可用于更大型锅炉。有关这一点我公司只进行了初步的尝试，还有待进一步实验论证。
八、使用方法及能获得的有益之处
(1)对于有积尘箱的收尘装置，当每次将箱内的灰清除干净后，应立即打开水阀，事先放120-220mm深的水，在运行过程中让灰直接落人水中，通过灰的重力和水的运力，让灰布满整个箱底，既让灰吸干了水，又让水润湿了灰，最后上面的一些干灰，再开水淋一会，既刻就好，铲出来用小车运走很方便，也较干净，最后将地一扫，而实现清洁生产，同时对责任的区分也很清晰。
(2)对于大型锅炉使用本阀，应按吨位分配并留有余量选择安装，如有水冲式排尘沟，则不需积尘箱，可将卸灰阀排尘口离开水面30cm左右排尘。将灰直接排在沟里，上面加一个简易的，可分开方便维修清理的防尘罩，这样不用停炉即可满足清理和环境卫生的需要。
在进行这些工作时，并不需要停炉，随时都可进行，可杜绝为此不必要停炉而产生的锅炉启动时高含尘现象。正常运行时，由于灰是在时刻不停的在排，这就使积尘斗内的灰不停的蠕动，加上上面所说的灰量较少，压力就小，也就不易产生压力凝结，使排灰更利。由于灰是蠕动下降，又极少回流，不易产生飞灰磨损，因而也使产品经久耐用，同时也保障了其他相关设备经久耐用。灰被清到室外，由于被水侵过，已形成团状，再也不易被风吹起，装车方便，也不扬灰，使劳动强度和工作环境都有很大改善，因此深受用户欢迎。
九、结论
本自动卸灰阀结构合理，新颖，适用面广，以及方便耐用、自身不用电并可提高引风量的利用或与其他同类用电设备相比而节能，短时间不怕水淋、可提高除尘器的效率，改善工人操作强度和改善室内环境卫生，因而有利于快速推广，改善大气环境质量和生态环境。
