脉冲清灰袋式除尘器的实用设计方案

脉冲清灰袋式除尘器的实用设计方案A1.安装除尘设备的目的在国内的工业除尘设备制造行业、以及广大的除尘设备用户中，普遍存在一种误解，即除尘设备并非主要的生产设备。安装除尘设备的主要目的，仅仅是为了达到环保执法单位的要求，从而减少企业的排污费用负担、保证企业的正常生产。但事实上，在更多的行业中，除尘设备的确是主要的产品生产加工设备。在这些生产工序中，除尘设备的效率将直接影响到企业的生产产量。这些除尘设备的主要功能是在各道工序中对粉末产品进行回收，回收后的粉末经过进一步的加工处理将作为成品推出市场。这些工业包括水泥、碳黑、石棉、塑料、石灰、陶瓷、制药、粮食、奶粉、烟草、有色金属冶炼、稀有土矿加工等等。除尘设备在以上各行业的应用中，普遍称为收尘器。在另一种需要高效率除尘设备的工业领域中，除尘设备的主要用途是保障产品质量、保护下一道工序生产设备的正常运作，以及保护厂区内生活环境和员工的身体健康。例如：电子制造业的真空房、医院、科学实验室等无尘环境的进气通风口除尘；燃气轮机（GTS）的入口气体过滤；空分净化；回收高炉煤气进入发电机（TRT）系统前的气体净化，以及车间内烧焊、喷沙、喷涂气体和焚化炉有毒气体的净化除尘等等。以上各种除尘和净化设备的应用，远远跨越一个企业对国家的环保责任，同时也涉及到企业对其职工应承担的劳保责任，对其生产设备的应用维护以及建立保证产品质量的现代化管理制度。如果除尘设备在以上工序中失效，将导致企业蒙受巨大的时间，金钱和名誉损失。在中国进入WTO以后，国内对大气排放要求将会逐渐与欧美各国的排放水平接轨。目前，欧共体的平均排放要求是低于20mg/M3。如果需要达到此水平，应用目前的科技也只有采用高效的滤袋除尘器。因此，国内各有关环保组织正在大力呼吁和推广滤袋除尘器代替静电除尘器，应用在电厂燃煤锅炉的除尘系统上。最后，根据2000年9月1日实施的《中华人民共和国大气污染防治法》中第十四、十五条规定，国家将按照各企业的大气污染物排放总量征收排污费。只有使用高效率、高质量的除尘设备才能够长期为企业节省排污费用。由上可见，除尘设备并不仅仅是一种辅助设备。它在各种工业环境中，将对企业产品的质量和产量，生产运作费用，厂房内外环境，以及职员的安全和设备的维护保养起到关键性作用。面对中国进入WTO，以及北京成功申办奥运的历史机遇，国内越来越多除尘设备制造企业已经开始必须面对国际商业化的挑战。他们纷纷申请ISO9001以及ISO14000的质量和环境体系认证。因此，只有设计和生产高科技、高效率除尘设备的企业才能把握住无穷商机，并且能够进一步向国际市场发展。A2.袋式除尘设备的“选型”由于国内大部分的袋式/滤筒式除尘设备只被认为是辅助设备，有些企业用户甚至包括除尘设备制造厂家和生产工艺设计院，均认为除尘器的设计可以简单“选型”。即按照废气的处理风量，企业单位可直接选购某些厂家的对应处理风量的XYZ型号，或者以除尘器的重量吨位为单位进行招标竞价。一个袋式除尘系统必须由以下多个高技术的独立系统配置而成，包括：烟气输送管道系统；化学中和系统（比如：干式脱硫）；烟气预除尘/降温系统；滤料的选择与滤袋加工；笼架/花板的设计、加工和质量；除尘清灰系统；离线清灰系统（气室闸板）；电子控制系统；卸灰系统；风机系统；分流挡板和钢结构制造（包括采取露点保温、加热和密封措施）；除尘器失效（破袋）报警系统等等。所以，如果把除尘器作为家电用品般简单“选型”，必然在除尘设备的应用过程中经常产生各种“失败”事故。袋式除尘设备的失效，是指滤料的工作寿命远远低于供货商的质量保证期（一般是12个月以下）；或除尘器的阻力大大超过原来的设计值；或清灰脉冲阀的膜片工作寿命太短（一般是24个月以下）；或者压缩气耗气量过多（系统漏气、含油、水、杂质太多），甚至燃烧滤袋等等现象。本文章将针对除尘系统中的各种主要系统配置进行讨论，以克服袋式除尘设备当前存在的缺点。A3.初步设计方案A3.1无论是设备改造项目或者全新的除尘器项目，首先必须确认场地的限制，包括设备的安装位置（室内/室外），进出风口位置，风机位置（正/负压除尘器），以及压缩气源管道位置等因素。A3.2根据污染源排气量，计算设备实况处理风量。注意：必须考虑除尘设备进风口的浓度、温度和压力，综合计算除尘系统的过滤负荷，并结合工艺要求确定是否需要增加预除尘、降温或化学中和系统。A3.3结合工艺要求，确定采用除尘设备形式。比如：在室内安装并有场地限制时，如果用于空分系统或常温的粉末回收，可考虑设计滤筒或者扁袋除尘器。由于滤筒是一种折叠式滤料，在一个Φ325x长660mm的体积内可含有高达22平方米的过滤面积，大大节省设备空间。但滤筒除尘器需要特殊清灰方法，在以下内容中将作独立介绍。扁形滤袋一般采用旁插安装，利用高压脉冲清灰。A3.4如果处理风量大（每小时50万以上），可设计长袋除尘器（5至8米袋长）。当大型除尘器（可区分10个或更多的过滤室）所处理的粉尘颗粒比较微细，入口浓度高，排放气体温度变化大，或烟气湿度比较高时，清灰系统的要求也相对比较高，这时可以考虑采用离线脉冲清灰方法。总之，必须综合考虑现场工况，结合设计师的经验，来确定项目的初步设计方案。A4.选择清灰系统A4.1滤袋除尘设备主要是以其清灰方法区分种类。在国内常见的有：机械振动；大气反吹；负压反吹；气箱喷吹；环隙喷吹；长袋低压脉冲和高效脉冲等等。A4.2机械振动是属于最原始的清灰方法，利用机械动力把悬挂在除尘器滤袋上的粘结尘块抖落进灰斗。但是，对于黏性较强、颗粒较细的粉尘便达不到应有的清灰效果。优点：●不需连接压缩气。●可作为小型机械安装在生产流程中的中、低负荷过滤设备。缺点：●只能离线清灰，清灰时必须关闭进气口，暂停过滤系统。●设备带有很多机械动力结构件，需要经常维护和替换。●对于粘性比较强的粉尘，不能有效清灰。●除尘器阻力高，滤袋使用寿命短。A4.3大气、回转和负压反吹均采用分室离线反吹风原理。需要把除尘器分成若干个独立气室，在清灰时把单个气室隔离（离线），然后用高压风机鼓入过滤后的气流，进入气室内进行清灰。优点：●能够清大口径长袋（长达12米）。●由于过滤风速低（一般在0.8M/min以下），滤袋寿命相对较长。缺点：●只能离线清灰，由于清灰气室的关闭，入口烟气需要导向其他过滤气室，因此增加除尘过滤面积和设备体积。●除尘器内需要区分成多个密封气室，安装闸板和提升阀，增加设备造价。●需要另外独立安装高压风机。●过滤风速相对比脉冲清灰除尘器低。A4.4旋转脉冲除尘器，每台除尘器只应用一个大尺寸低压脉冲阀（6～12英寸），连接一对旋转臂作为喷吹管，对花板下滤袋进行逐行喷吹清灰。优点：●模块式结构，可设计在线或离线清灰。●有应用于电厂锅炉的除尘实例。缺点：●圆筒型结构制造复杂，单个模块处理风量小。●需要独立配置高压风机供应压缩气进入脉冲阀。●由于脉冲阀安装在除尘器内部，需要采用耐高温隔膜材料（例如：Viton），或者需要防爆安装，造价昂贵。●机械旋转臂会产生磨损现象，必须定时维护。●在国内是属于比较陌生的技术。A4.5气箱脉冲清灰是中国在八十年代引进的美国技术，在国内主要应用于水泥行业。其特色是每一个气室只用一或二个脉冲阀对气室内的滤袋进行清灰。在清灰时需要把气室隔离（离线），然后经过脉冲阀把高压压缩气喷进花板上部气箱，在箱体内膨胀后对安装在花板下的滤袋进行清灰。优点：●每气室只需要1～2个脉冲阀。●不需安装喷吹管和文丘里管，结构简单。缺点：●只能离线清灰，由于清灰气室的关闭，入口烟气需要导向其他过滤气室，因此增加除尘过滤面积和设备体积●除尘器内需要区分成多个密封气室，另外安装闸板和提升阀，增加设备造价。●不能利用喷吹管开孔调节每行滤袋的喷吹气力和气量，因此可能造成气室内清灰不均匀现象而导致局部滤袋破损。●大部分的压缩气清灰能源都直接喷吹在上气箱内壁而浪费掉。●国内的气箱脉冲除尘器一般都只有固定的每室滤袋数量、滤袋口径和长度。长度一般是固定的2.45米否则清灰效果不佳，因此气箱脉冲除尘器将受到现场场地局限而不能灵活设计。A4.6脉冲清灰除尘器（又称行喷吹脉冲）是目前国际上最普遍、最高效的滤袋除尘器。其特式是在每一个脉冲阀的出口安装喷吹管，负责对准安装在喷吹孔底下的滤袋进行高效脉冲清灰。优点：●可根据现场工艺的实际情况，灵活设计在线或离线的高效率均匀清灰系统，克服以上各种清灰方法的不足。●可以根据工艺需要和系统压力，选择高压或低压；在线或离线脉冲清灰。●结构简单，选择不同尺寸的滤袋和脉冲阀，可灵活设计滤袋的分布，制造各种处理风量的机组。●脉冲阀工作寿命一般为5年以上，滤袋是2年以上。●运作费用低，采用压缩气能源喷射引流，保证滤袋底部清灰压力。●在国内具有大量的成功应用实例。A5.清灰系统设计由于高效脉冲是现代化高新技术的发展趋势，本文将着重介绍其清灰系统原理，包括部分滤筒，扁袋和气箱清灰的设计建议。一个高效脉冲清灰系统的主要组成部分包括：A5.1压缩气过滤系统：在气包的进气口必须安装标准油污过滤三联件，二级过滤网孔径是5微米以下。三联件上最好带有压力表，否则必须在气包上独立安装压力表。A5.2气包：1.设计圆形或方形截面积气包时必须考虑安全和质量要求，用户可参照JB/T10191《袋式除尘器安全要求脉冲喷吹类袋式除尘器分气箱》。2.气包必须有足够容量，满足喷吹气量。要求：建议在脉冲喷吹后气包内压降不超过原来储存压力的30％。直角阀安装方法如图5。3.气包的进气管口径尽量选大，满足补气速度。对大容量气包可设计多个进气输入管路。4.对于大容量气包，可用3”管道把多个气包连接成为一个贮气回路。4.气包之间连接方法举例5.阀门安装在气包的上部或侧面，避免气包内的油污、水分经过脉冲阀喷吹进滤袋。漆敌唱6档.爽每个气包底部各必须带有自动设（即两位两通妹电磁阀）或手治动油水排污阀但，周期性地把挺容器内的渣滓贿杂质向外排出竟（窗见叨A7.般1宽图片）。救数悄7中.蹦如果气包按压冠力容器标准设椅计，并有足够怕大容积，其本哥体就是一个压签缩气稳压气罐小，不需另外安糟装。当气包前夕另外带有稳压冒罐时，需要尽户量把稳压罐位裳置靠近气包安蝴装，防止压缩笛气在输送过程冷中经过细长管畏道而损耗压力吹。田般秃取8糟.去气包在加工生复产后，必须用林压缩气连续喷迁吹清洗内部焊恐渣，然后才安互装阀门。在车挽间测试脉冲阀零，特别蝶是拍3旨”伶淹没阀时，必捧须保证气包压邀缩气的压力和较补气流量。否幕则脉冲阀将不依能打开，或者勾漏气。圆停捏声9母.删如果在现场安览装后，发现阀救门的上出气口辩漏气。那就是潜因为气包内含国有杂质，导致浴小攻膜片上堆积铁曾锈不能闭阀。初需要拆卸小膜展片清洁（见图姿）。的狂德撤A5.狗3钩喷吹管：伟1徒.慢根据滤袋数量环确定喷吹管长寺度。渴奔炕2邀.销喷吹管的壁厚作应根据其长度蛮和材质（硬度窜）确定，保证恭不会由于自重劈而弯曲变形。劳毒桐标3见.想高效率清灰系摸统必须在喷吹膜管上安装超音遭速引流喷嘴，篮防止喷吹气流均的偏中心现象责发生。谦利喜迈4劲.险如果不安装引稀流喷嘴，只在更喷吹孔下焊接污一节短管，不摸能克服喷吹气扇流的偏中心现垦象，而且会由摔于超音速喷吹歼气流与管道之青间的摩擦而产召生阻力。亲咐渔递5邮.构为了保证脉冲芳气流量进入第乎一个滤袋和最忧后一个滤袋的裂差别秩在即±10修%仁以内，同一条纯喷吹管上的孔隐径可能会同。政一般是远离气淡包的喷吹孔比档靠近气包的喷偿吹孔径代小拌0.候5捎～拜1.0m馋m劲。喷吹孔直径柏将是确定脉冲洪喷吹系统的清暖灰压力和气流呆量的最主要参涛数。任到懂却6康.宵根据气包压力予、脉冲阀阻力降、喷吹管尺寸蹄、喷吹孔数量蓬等因素，超音残速脉冲气流的僚膨胀角度一般执是尾2以0种度左右。必须纲结合滤袋口径尽，根据设计师肃的经验和实验传数值，确定喷愈吹管离花板的畏最佳距离，保厘证喷吹气流可缸以覆盖整条滤格袋长度。蚁纲驱斑A5.羽4震文丘里：比较逮常见的文丘里笛管有安装于花竟板下笼架内的眠埋入式文丘里柔和安装于花洗板上的锥形文倾丘里。瞒想慎尝1访.院埋入式文丘里筋的安装将导致级接近滤袋口的氏滤料蛙在百20本0宽～咳400m脆m稻的高度内无法肢清灰。绩嫁泉谢2据.闻一般的误解是德安装文丘里管煌可以增加引流全量进入滤袋，泼但事实上洽洽冷相反：协杂冬访●耗没有安装文丘额里时的引流气继量与喷吹压缩勿气量比对值迎=6:1更刮臂姐●向安装文丘里后港的引流气量与免喷吹压缩气量宴比刮值凯=2:1冈隔缠戚3惨.句文丘里的主要根功能是保住喷狸吹压力，把自截然扩散气流集飞中起来，在文淡丘里底部圆周始形成最大压力嗽气流，有效地铺把清灰压力传逢送到滤袋底部址。脑浅凑区4絮.请对粉尘粘性强销、滤料阻力比证较高或滤袋比查较长的除尘器悟，安装文丘里紧将提高清灰效驾率拣达驻3懒0旅％以上。因此毙，安装文丘里直可以增加清灰只过滤面积（滤绸袋长度或数量肢），或者缩小猫脉冲阀口径，晒以节省设备造评价。躁叛铲颗5捕.菊由于文丘里管五的出口直径缩速小，经过滤料摊的气流将在文咬丘里的缩颈口佛局部加速穿过帐花板，这会使陈除尘系统的总艘体阻力增加。救刑铅证A5.姐5到详细清灰系统忽技术分析如下档图：侄翅龙A5.咸6锯“招低压清响灰俘”填与掌“枝高压清分灰脚”薄涨国内的除赤尘设备制造行躬业中习惯性的芬把脉冲行喷吹摩除尘器区分成查高、中、和低羽压清灰系统。荣同时也把脉冲低阀根据气包内烈压力区分成高挡压阀（直角阀揭）和低压阀（练淹没阀）。事遮实上，这种区重分方法毫无科嘴学根据。世界垃上各个著名的岁脉冲阀制造商咱从来没有把他予们的阀门产品卸作出压力范围住区分。各个主携要品牌的脉冲相阀压力适用范乎围由各制造厂痰家公布如下永脉冲喷吹肢除尘器主要是堆以压力气包内堡压缩气作为清摔灰能源，使脉收冲阀启动时形涨成一股脉冲气箭流逆向从滤袋宗顶部到袋底进纽行脉冲抖动。泪其目的是通过糟脉冲敌造抖动，把抱滤袋外侧结合阿的尘饼抖进除突尘器灰斗。如阴果压力或流量钳不足，这股气虚流太弱，那么西清灰力度不能导到达滤袋底部江，则尘饼不能视剥落，形成局近部积灰，筑众导致设备袭阻力增高、滤棍料负荷不均匀症等现象，缩短歼滤袋寿命。反抓之，如果清灰响力度太强，