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      脈沖布袋除塵器清灰系統的基本原理及優化設計

      文章作者:宇成環保   發布時間:2019-04-27
      脈沖噴吹袋式除塵器是一種高效除塵凈化設備,具有清灰效果好、凈化效率高、處理氣量大、濾袋使用壽命長等優點。但是,脈沖噴吹清灰時,由于誘導氣流產生負壓使濾袋上部形成清灰死區,不能得到有效利用,從而減少了濾袋的有效過濾面積。
      1概述
      脈沖噴吹袋式除塵器是一種高效除塵凈化設備,具有清灰效果好、凈化效率高、處理氣量大、濾袋使用壽命長等優點。但是,脈沖噴吹清灰時,由于誘導氣流產生負壓使濾袋上部形成清灰死區,不能得到有效利用,從而減少了濾袋的有效過濾面積。影響脈沖噴吹清灰效果的主要因素有噴吹壓力、噴吹時間、噴嘴直徑、濾袋頂部與噴嘴之間的距離等,這些因素也影響了壓縮空氣的用量。另外,在實際工程中經常出現由于噴嘴的安裝誤差導致清灰不良的現象。因此,優化脈沖袋式除塵器清灰過程有著非常重要的意義。
      2脈沖清灰系統簡介
      21脈沖清灰系統的基本原理
      采用一般濾料的袋式除塵器,其過濾過程實際分成兩個階段:①首先是含塵氣體通過清潔濾料,此時起過濾作用的主要是濾料(纖維);②當濾料上捕集的粉塵不斷增加時,一部分粉塵嵌入濾料內部,一部分附著在濾料表面形成粉塵層,此時含塵氣體的過濾主要是依靠粉塵層進行的。粉塵層起著比濾料更為重要的作用,并使捕集效率顯著提高。因此,袋式除塵器捕集效率高的主要原因是靠濾料上形成的粉塵層的過濾作用,濾料則主要起著形成及支撐粉塵層的作用,而且清灰時應保留粉塵初層,過度清灰會引起捕集效率顯著下降,加快濾袋損傷。
      脈沖噴吹清灰的基本原理是:當濾袋內外的壓力達到設定的上限,或者時間間隔達到設定值時,脈沖閥開啟,將壓縮空氣在極短暫的時間內(不超過0.2s)高速噴向濾袋,同時誘導5~7倍的二次氣流形成空氣波,在濾袋口至底部產生急劇的膨脹和沖擊震動,使濾袋在短促的時間內進行“鼓一癟一鼓”地往復變形,其粉塵層也隨之發生變形、斷裂,以塊團狀脫離濾布并受重力作用下落。清灰時,清灰氣流在使濾袋膨脹變形的同時也穿過袋壁和粉塵層。
      幾種脈沖袋式除塵器的清灰機理,如加速度、剪切、屈曲拉伸、扭曲和逆向氣流等。目前絕大多數研究者認為濾袋膨脹到極限位置時的較大反向加速度起主要作用。也有一些認為噴吹時逆向穿過濾袋的氣流對清灰起作用。脈沖噴吹清灰同爆破過程有相似之處,清灰三要素是:反向加速度、濾袋內的壓力峰值、內壓力上升速度。以這三項指標衡量清灰效果不僅適用于脈沖袋式除塵器,也適用于反吹清灰的袋式除塵器。
      22脈沖清灰系統的組成
      所謂脈沖清灰,就是利用開通電磁脈沖閥,使一股壓縮空氣脈沖式地進入濾袋內部,引起短期膨脹和抖動,使附著在外壁上的粉塵和料餅從濾料上剝離,并借助重力掉入料斗后外排。至少有氣包、脈沖閥、噴射管、控制儀四部分組成。
      23脈沖清灰系統的理論分析
      231清灰需氣量計算
      脈沖清灰系統清灰的目的是借助爆發式的氣流動能將濾袋外側積聚的粉塵剝離下來,因此需要有足夠的清灰氣量才能保證足夠大的噴吹壓力,噴吹壓力直接影響布袋內各部位的壓力,噴吹壓力越大,清灰效果越好。清灰強度就是脈沖噴吹氣流達到或超過各個基本條件的綜合系數。
      232脈沖閥打開時能通過的壓縮空氣量
      脈沖閥有直角式和淹沒式兩種不同規格,淹沒式比直角式的通氣能力大、結構簡單,價格也相對便宜,應優先選用。
      3脈沖清灰系統的優化設計
      高效脈沖是現代高新技術的發展趨勢,在進行脈沖噴吹袋式除塵器設計時應注意以下組成部件的參數優化。
      3.1壓縮氣過濾系統
      氣包的進氣口必須安裝標準油污過濾三聯件,二級過濾網孔徑要小于5μm。三聯件較好裝有壓力表,或直接在氣包上安裝。
      3.2氣包
      氣包的容量必須足夠,一般要滿足一次脈沖噴吹后氣包內的壓力降要小于初始壓力,氣包的進氣口直徑要盡量大;為了滿足補氣速度,大容量氣包可設置多個進氣輸入管路。閥門安裝在氣包的上面或側面,以避免氣包內的油污、水分經過脈沖閥噴嘴進入濾袋。如果氣包按壓力容器的標準設計并有足夠大的容積,其本體就是一個壓縮氣穩壓氣罐,不需另外安裝。當氣包前另設穩壓罐時,穩壓罐應盡量靠近氣包安裝,以防止壓縮氣經過細長管道而損耗壓力。
      3.3噴射管
      噴射管的長度根據過濾袋的數量確定,壁厚則由其長度和材質硬度確定,以確保不會因噴射管自重而彎曲變形。在噴吹管上安裝超音速引流噴嘴可防止噴吹氣流偏離中心,從而提高噴吹效率。
      噴嘴的孔徑是確定脈沖噴吹系統的清灰壓力和氣流量的較主要參數。為了保證進入一個濾袋和然后一個濾袋的脈沖氣流量的差值在10%以內,同一條噴射管上的噴嘴孔徑可能會不同,遠離氣包噴嘴的孔徑比靠近的小0.5~1.0mm。
      3.4文丘里
      文丘里的主要功能是保證噴吹壓力,把自然擴散的氣流集中起來,在文丘里底部的圓周圍形成較大壓力氣流,有效地把清灰壓力傳送到濾袋底部。對風塵鉆性強、濾料壓力降比較高或濾袋比較長的除塵器,安裝文丘里將提高清灰效率30%以上。由于文丘里管的出口直徑縮小,經過濾料的氣流將在文丘里的縮頸口局部加速穿過花板,這樣會增加除塵系統的總體壓力降。
       
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