脈沖除塵器的清灰工藝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、清灰壓力
脈沖噴吹除塵器的清灰系統(tǒng)中清灰壓力是設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。區(qū)分成高壓，中壓和低壓清灰系統(tǒng)并把脈沖閥根據(jù)氣包內(nèi)壓力區(qū)分成高壓閥(直角閥)和低壓閥(淹沒(méi)閥)。在事實(shí)上，這種區(qū)別方法沒(méi)有根據(jù)。因?yàn)槭澜缟厦}沖閥制造商從來(lái)沒(méi)有把他們的閥門(mén)作出壓力范圍區(qū)分，主要品牌的脈沖閥壓力各有自己的適用范圍。
脈沖袋式除塵器主要是以壓力氣包內(nèi)壓縮氣作為清灰能源，使脈沖閥啟動(dòng)時(shí)形成一般脈沖氣流逆向從濾袋頂部到袋底進(jìn)行脈沖抖動(dòng)。通過(guò)脈沖噴吹抖動(dòng)，把濾袋外側(cè)結(jié)合的塵層抖進(jìn)除塵器灰斗。如果壓力或流量不足，這個(gè)氣流太弱，那么清灰力度不能在到濾袋底部，則塵層不能及時(shí)剝落，造成局部積灰，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備阻力增高、濾袋負(fù)荷不均勻等現(xiàn)象，縮短濾袋壽命。
反之，如果清灰力度太強(qiáng)，已經(jīng)滲透進(jìn)濾料表層的微細(xì)顆粒將被吹出表面，產(chǎn)生“二次揚(yáng)塵”現(xiàn)象。由此濾袋也可能因振蕩力太強(qiáng)導(dǎo)致與籠骨的摩擦過(guò)高而裂袋。所以，無(wú)論采用高壓、中壓或低壓的壓縮氣源，設(shè)備的清灰力度和流量都必須根據(jù)工藝、煙塵和濾料的性質(zhì)而合理配置。不能用單一清灰壓力解決所有除塵問(wèn)題。
設(shè)計(jì)清灰系統(tǒng)時(shí)，綜合考慮生產(chǎn)工藝(溫度范圍、溫度變化、露點(diǎn)，濕度、煙塵粒度、煙氣成分等)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境(壓縮氣供應(yīng)、安裝場(chǎng)地大小等)以及濾料性能(材質(zhì)、是否覆膜、表面處理、耐磨性、抗折性、張力范圍等)來(lái)判斷是否采用清灰壓力(比如安裝文丘里管)或清灰流量(比如選用淹沒(méi)閥)來(lái)進(jìn)行清灰。例如，對(duì)于玻纖濾料的清灰，一般選用力度比較溫和的清灰方法。
圖1是一個(gè)脈沖噴吹除塵器所產(chǎn)生的阻力線和清灰范圍。除塵器的過(guò)濾速度(氣布比)越高，其阻力也會(huì)相對(duì)提高，所以必須根據(jù)濾料的阻力性能確定用多大壓力和多大氣量進(jìn)行清灰比較理想。這清灰范圍圖在國(guó)外的除塵行業(yè)內(nèi)稱為“JETPUMPCURVE”。
圖1中當(dāng)設(shè)備的設(shè)計(jì)阻力是1500Pa時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，離線清灰的袋底壓力應(yīng)定在1500～2500Pa。而在線清灰的袋底壓力可按克服阻力的需要設(shè)計(jì)在2500～3500Pa之間。但這些并不是**的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員可在清灰范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出合理的壓力清灰系統(tǒng)而不受清灰氣源壓力高低的限制。
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由此可見(jiàn)，清灰系統(tǒng)到達(dá)袋底的壓力范圍不完全取決于除塵器上壓力氣包的供給壓力。在國(guó)外，0.6～0.7MPa的壓縮氣供應(yīng)壓力就相當(dāng)于供電系統(tǒng)中的交流220V電壓。如果管網(wǎng)內(nèi)氣量不足以供與除塵器，可在每一臺(tái)除塵器上獨(dú)立配置空壓機(jī)。
如果部分現(xiàn)場(chǎng)的供氣壓力偏低(如0.3MPa以下)，用合理的清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)也能達(dá)到袋底具有2000～3000Pa的清灰壓力。例如，如果現(xiàn)場(chǎng)壓力具有0.6MPa，用性能良好的φ76mm淹沒(méi)式脈沖閥可以提供足夠清灰力度，清潔20條160mm直徑、6m長(zhǎng)濾袋，其噴管上噴吹孔的口徑大概是12～13mm。
但如果氣包壓力只有0.2MPa，在同等的工況條件下，同樣的脈沖閥只能清灰12～14條同尺寸濾袋，每個(gè)噴吹孔口徑大概需要17～18mm。以上兩種配置，同樣提供到達(dá)袋底的清灰壓力在2000～2500Pa之間，達(dá)到高效清灰的預(yù)期效果。比較理想的設(shè)計(jì)是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的0.6MPa壓縮氣時(shí)，除塵器清灰系統(tǒng)只是按0.5MPa設(shè)計(jì)。
在除塵器投入生產(chǎn)9～12個(gè)月后，非覆膜濾料的阻力逐漸增高。這時(shí)可把氣包壓力逐漸提高，保持設(shè)備阻力在設(shè)計(jì)數(shù)值之下。這種可調(diào)節(jié)壓力范圍，既保持清灰系統(tǒng)中所有原來(lái)的配置，又對(duì)除塵設(shè)備的運(yùn)作起了一個(gè)安全保險(xiǎn)作用。
壓縮空氣的質(zhì)量要求不十分嚴(yán)格，空氣壓縮站進(jìn)人管網(wǎng)的壓縮空氣質(zhì)量能達(dá)到如下指標(biāo)。
?、俸瑝m量 三級(jí)，5um，濃度<5mg/m3。
②含水量 三級(jí)，露點(diǎn)—20℃(相當(dāng)于0.8MPa時(shí)—20℃下的飽和水量)。
③含油量 五級(jí)，25mg/m3。
但是除塵器自備小型空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣質(zhì)量一般達(dá)不到這些指標(biāo)。在壓縮空氣質(zhì)量不好的情況采用低壓脈沖氣流需應(yīng)用更多的壓縮空氣，會(huì)使進(jìn)入濾袋的氣流中含油、含水相對(duì)增加，一旦油、水進(jìn)入除塵濾袋，將貼附堵塞部分過(guò)濾面積，導(dǎo)致除塵器阻力加速上升。
2、清灰方法
脈沖噴吹除塵器可采用在線清灰或離線清灰兩種方法。在線清灰是指在進(jìn)行脈沖噴吹時(shí)，濾袋仍然進(jìn)行煙氣過(guò)濾。噴吹系統(tǒng)需要用采用比較高的噴吹氣流阻擋過(guò)濾煙氣，同時(shí)用瞬間的脈沖振蕩使塵層剝落進(jìn)入灰斗。在線清灰除塵器內(nèi)部是一個(gè)大空間靜態(tài)氣室，氣流分布比較均勻，使濾料所承受的過(guò)濾負(fù)荷變化不太大，這樣可延長(zhǎng)濾袋使用壽命。
離線清灰系統(tǒng)需要把除塵器內(nèi)部區(qū)分成若干個(gè)密封袋室，每個(gè)袋室的花板上出氣口獨(dú)立安裝關(guān)斷閥、氣缸和電磁閥等壓縮氣控制系統(tǒng)。在對(duì)每個(gè)袋室進(jìn)行脈沖清灰噴吹前，需要首先控制擋板使這個(gè)袋室不再進(jìn)行煙氣過(guò)濾。因此，離線清灰機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，而且?guī)в嘘P(guān)斷閥門(mén)，所以離線清灰除塵器的造價(jià)與維護(hù)量相對(duì)來(lái)說(shuō)比在線精灰除塵器稍高。
事實(shí)上，應(yīng)該根據(jù)煙氣性質(zhì)和工藝要求，靈活選用在線或離線的清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在一些特殊工藝比如垃圾焚燒等，其煙塵性質(zhì)松散，不容易結(jié)成餅塊，有效清灰也比較困難。采用離線清灰方法可減低“二次揚(yáng)塵”，使清灰階段更加徹底，達(dá)到降低設(shè)備阻力的效果。
但另一方面，離線清灰除塵器完成一個(gè)袋室的清灰后，此襲式的濾袋阻力將比其他正在過(guò)濾的氣室濾袋阻力低。這時(shí)候打開(kāi)關(guān)斷閥門(mén)，袋室內(nèi)濾袋將承受很高的過(guò)濾負(fù)荷，導(dǎo)致濾料的負(fù)荷變化循環(huán)太高，這樣也會(huì)縮短濾料使用壽命。
而在線清灰每次只是降低一行濾袋的阻力，除塵器內(nèi)部的其他眾多數(shù)量的濾袋仍然會(huì)連續(xù)進(jìn)行過(guò)濾工作，這樣對(duì)剛噴吹后的濾袋所承受的過(guò)濾負(fù)荷變化相對(duì)來(lái)說(shuō)比較溫和。因此，如果除塵器的處理風(fēng)量較小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能區(qū)分為4～10個(gè)或更多的袋室數(shù)量，則不宜采用離線清灰。
對(duì)于大型除塵器內(nèi)部的煙氣移動(dòng)速度即過(guò)濾風(fēng)速一般都在1.5m/min以下，相對(duì)比較除塵器的入口濃度而言，“二次揚(yáng)塵”并不是一種非常嚴(yán)重的現(xiàn)象。宜采用離線精灰。兩種清灰方法中，對(duì)中小型除塵器(10萬(wàn)m3/h處理風(fēng)量以下)機(jī)組采用在線清灰和定時(shí)或壓差脈沖挖制來(lái)保證除塵器阻力更為可行。
3、濾袋長(zhǎng)度
脈沖袋式除塵器濾袋長(zhǎng)度決定工藝需要，清灰能力及設(shè)計(jì)參數(shù)等因素。中小型袋式除塵器袋長(zhǎng)2～3m，后來(lái)有人把袋長(zhǎng)4～6m稱為長(zhǎng)布袋除塵器。發(fā)展至今7～9m長(zhǎng)濾袋巳不罕見(jiàn)。與濾袋長(zhǎng)度相適應(yīng)，除塵骨架由1節(jié)改為2節(jié)甚至3節(jié)，以便于濾袋的安裝和檢修。
不管多長(zhǎng)的濾袋，安裝要求都十分嚴(yán)格，否則會(huì)造成清灰無(wú)效、濾袋之間粉塵積聚架橋、過(guò)濾面積減少和運(yùn)行阻力偏高等弊端。解決濾袋排列不整的方法首先是花板要平整，在1m2面積內(nèi)花板不平度小于土1mm。同時(shí)袋籠口要平整；其次，濾袋下部可適當(dāng)采取保護(hù)措施，保證濾袋的垂直度。
4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)一臺(tái)非定型的除塵器，首先要按照以下幾個(gè)主要方面進(jìn)行綜臺(tái)考慮。
①按場(chǎng)地大小決定除塵器長(zhǎng)寬高。除塵器的寬度決定于噴吹管長(zhǎng)度和濾袋布置。
②系統(tǒng)的實(shí)際處理風(fēng)量。
③結(jié)合煙氣的各種性質(zhì)，選擇濾料、過(guò)濾風(fēng)速、計(jì)算濾料的總過(guò)濾面積。
④設(shè)計(jì)濾袋的直徑和長(zhǎng)度，考慮除塵器的整體高度和外形尺寸，盡可能保持除塵器接近方形結(jié)構(gòu)
⑤計(jì)算濾袋數(shù)量，選擇骨架結(jié)構(gòu)，選用在線或離線清灰方法。<, /P>
⑥設(shè)計(jì)花板的濾袋分布和檢修門(mén)的大小和數(shù)量。
⑦設(shè)計(jì)脈沖清灰系統(tǒng)及清灰裝置的確定。
⑧設(shè)計(jì)外先結(jié)構(gòu)、氣包、噴吹管進(jìn)出風(fēng)口位置、管道布局、進(jìn)風(fēng)口擋板閥，臺(tái)階和樓梯、安全保護(hù)等，并綜臺(tái)考慮力學(xué)結(jié)構(gòu)。
⑨卸灰閥、卸灰裝置和輸灰裝置。
⑩選擇控制系統(tǒng)，壓差和排放濃度報(bào)警系統(tǒng)等。
在除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，影響最大的因素即是設(shè)計(jì)者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，加上工程也應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和圖紙，以及設(shè)備制造廠的加工能力和以往的安裝經(jīng)驗(yàn)等。所以說(shuō)除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一種藝術(shù)。
(1)花扳設(shè)計(jì) 在花板設(shè)計(jì)中主要是布置濾袋的距離，該間距與袋徑、袋長(zhǎng)、粉塵性質(zhì)、過(guò)濾速度等因素有關(guān)。例如，一臺(tái)除塵器，其袋中心距離是250mm，噴吹管上噴吹孔距離是200mm，袋直徑160mm，長(zhǎng)度6m。由于袋與袋之間距離只有40mm，濾袋底部相互
碰撞磨損，在運(yùn)行3個(gè)月內(nèi)部分濾袋底部破裂。
如果袋與袋之間的距離太靠近，不但會(huì)產(chǎn)生以上問(wèn)題，還會(huì)令箱體內(nèi)氣流上升速度太快，導(dǎo)致煙塵排放量增加，濾料的局部過(guò)濾負(fù)荷太高和清灰力度不足。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，袋與袋之間的邊緣距離應(yīng)該至少是濾袋本身的半徑。上例中應(yīng)把噴吹管上的濾袋數(shù)量從16條減少到14條，每個(gè)袋長(zhǎng)度增加到6.9m，噴吹孔距離增大到280mm，除塵器的過(guò)濾面積和殼體尺寸不變。這樣設(shè)計(jì)更合理可靠。
(2)進(jìn)氣位置 脈沖袋式除塵器的進(jìn)氣位置有多種，大中型脈沖除塵器多采用下進(jìn)氣，進(jìn)氣其原因是關(guān)斷進(jìn)氣口閥比較方便。中小型除塵器有的采用中部進(jìn)氣，有的采用上部氣，如順噴脈沖袋式除塵器；有的采用下部進(jìn)氣，如MC型脈沖袋式除塵器。
在大中型脈沖袋式除塵器常按袋室雙排布置并把進(jìn)排氣管設(shè)置在除塵器的中間，這種布置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，受力合理，便于除塵系統(tǒng)與除塵器的連接。
