袋式除塵器用過濾單元設計及安裝技術要求

王春蘭，蔣孟杰，瞿曉燕

（1.機械工業環保產業發展中心，北京 100823；2.上海袋式除塵配件有限公司，上海 200241）

1 袋式除塵器過濾單元的作用和重要性

在日趨嚴格的大氣污染排放標準下，袋式除塵器以穩定的運行性能（特別是對PM2.5微細粉塵）、具有除塵效率高的特點，在各類工業煙氣除塵中得到廣泛的使用，其技術也在適應市場需求飛速發展。

過濾單元是袋式除塵器中配套箱體、管道和風機后能實現過濾與清灰功能的獨立除塵組件，在袋式除塵器中起獨立運行、模塊化除塵清灰的作用。

過濾單元因設計或安裝不當造成除塵器運行效率低、壽命短的案例層出不窮，如因脈沖閥選型不當造成過度清灰；因分氣箱與脈沖閥匹配不當導致清灰不力；因噴吹管設計不當造成清灰氣流不均及近袋口位置被吹破；因框架與濾袋配合不當造成濾袋磨損等。

過濾單元各配件本身的設計、安裝及配件的匹配設計及安裝都會直接影響整個除塵器的除塵效率和壽命。因此，過濾單元應有嚴格的技術要求，使其設計及安裝規范化、高效率。

2 過濾單元定義

袋式除塵器過濾單元包括濾袋（或含濾袋框架）、花板和清灰裝置構成，并在配套箱體、管道和風機后能實現過濾與清灰功能的獨立除塵組件。

濾袋是在袋式除塵器中起氣固分離作用的袋狀過濾元件，其內部或含起支撐作用的濾袋框架。其濾料的選材、過濾面積的計算、尺寸及數量設計、內部框架的配合等都直接影響整個除塵器的過濾效率和壽命。

花板是用于固定濾袋并分隔塵氣室與凈氣室的多孔板。其強度、平面度和花板孔的設計是關鍵。

清灰裝置包括脈沖閥、分氣箱和噴吹管，其中脈沖閥是執行脈沖清灰的關鍵部件。各清灰部件的性能及相互配合決定著除塵器清灰、過濾能力再生的效率和壽命。

3 過濾單元設計要求

過濾單元設計應符合袋式除塵系統及生產工藝的要求，應充分了解生產工藝、排放限值，以及含塵氣體的理化特性，確定清灰方式、濾料材質及結構、過濾風速、過濾面積、濾袋規格、數量和布置。過濾單元的設計技術重點和難點集中在濾袋、框架、花板、脈沖閥、分氣箱及噴吹管等關鍵部件。

3.1 濾料選擇

過濾材料應根據煙氣溫度、濕度、粉塵粒徑及性質、酸堿腐蝕性等工況進行針對性地選擇。應充分掌握濾料技術性能，包括單位面積質量、厚度、透氣率、強度和斷裂伸長率、收縮率、阻力特性、除塵效率、耐溫特性、耐腐蝕性、耐水解性、耐氧化性等參數，作為濾料選擇的依據。

3.2 濾袋設計

濾袋是袋式除塵器用過濾單元內實際起過濾作用的關鍵部件，其設計的合理性及品質直接影響過濾單元的過濾能力及效率。濾袋設計關鍵在于過濾面積的計算。

3.2.1 總過濾面積的計算

式 ①中：

S — 袋式除塵器總過濾面積，m2。

Q — 處理風量，進入袋式除塵器所有過濾單元的含塵氣體工況流量，m3/h。

v — 過濾風速，m/min。

3.2.2 單條濾袋過濾面積

式②中：

Sd— 單條濾袋過濾面積，m2。

C — 濾袋迎塵面周長，m。

L— 濾袋長度，m。

3.2.3 濾袋條數

式③中：

n— 過濾單元濾袋總條數，計算后取整。

3.3 框架設計

框架是支撐外濾式濾袋，保持濾袋形狀并正常過濾清灰的部件，其品質直接影響濾袋的壽命，從而影響整個過濾單元的壽命。

框架設計必須根據濾袋材質、尺寸及煙塵工況進行個案獨立設計。框架可做成1節，也可分成2節或多節拼接。多節拼接框架的拼接部位應牢固、表面光滑，不會對濾袋造成磨損和劃傷，結構形式應便于拆裝，保持上下節框架的同心度和垂直度。框架橫截面形狀應與濾袋橫截面形狀相匹配。

框架與濾袋的間隙配合應根據濾袋與框架的結構、濾料特性、清灰方式、處理煙氣的性質等因素確定，尤其是玻纖濾袋，其濾袋內徑與框架外徑的配合甚至需要達到1mm的精確度。

3.4 花板設計

花板表面應平整、光潔，花板孔應光滑無毛刺，平面度公差小于花板長邊長度的2‰，其強度也應滿足結構件自重、濾袋組件及掛塵重量、非正常積灰重量、檢修荷載、運行壓力荷載等組合的最大值。其中非正常積灰重量按全部濾袋內部積灰達濾袋長度的20%計算。

花板設計的關鍵技術在于花板孔徑及其間距的確定。脈沖行噴吹袋式除塵器花板孔直徑應與濾袋外徑緊密配合，相鄰兩孔中心間距宜比花板孔直徑大50mm或以上。

3.5 脈沖閥設計選型

脈沖閥是袋式除塵器用過濾單元實現清灰的關鍵執行部件，其設計選型直接影響過濾單元的清灰效率，從而影響整個過濾單元的運行效率。

3.5.1 脈沖閥單閥噴吹面積計算

式④中：

Ad— 脈沖閥單閥噴吹面積，m2。

np— 脈沖閥單閥所帶濾袋條數。

3.5.2 脈沖閥個數計算

式⑤中：

nf— 脈沖閥個數，計算后取整。

3.5.3 脈沖閥選型

脈沖閥選型應綜合考慮濾袋尺寸和布置的方陣位置，根據供應商提供的脈沖閥噴吹面積數據選擇脈沖閥的尺寸。

行噴式脈沖袋式除塵器單個脈沖閥所承擔的噴吹面積受濾料、濾袋尺寸及分布、煙塵粒徑及黏性、噴吹管開孔、在線/離線清灰方式、過濾風速、分氣箱容積、噴吹壓力、脈沖閥型式及公稱通徑等參數影響，可參照表1選擇脈沖閥尺寸。

表1 行噴式脈沖袋式除塵器用脈沖閥推薦表

3.6 分氣箱設計

分氣箱設計的關鍵在于容積設計，應滿足每個脈沖閥噴吹時對氣源壓力和氣量的要求。

回轉式脈沖袋式除塵器用脈沖閥配套分氣箱容積可參照表2。

表2 回轉式脈沖袋式除塵器用脈沖閥配套分氣箱容積推薦表

3.7 噴吹管設計

噴吹管是袋式除塵器用過濾單元清灰氣流的關鍵輸送裝置，其品質直接影響清灰氣流組織和清灰效率。

噴吹管設計關鍵在于噴孔孔徑設計，行噴吹脈沖袋式除塵器用噴吹管開孔總面積宜不小于噴吹管橫截面積。噴吹管單孔直徑可在上述計算值基礎上適當調整，保證各噴吹孔氣量均勻。

4 過濾單元安裝技術要求

過濾單元各部件經合理設計、高品質加工出廠后，在安裝現場遭遇錯誤安裝、野蠻安裝導致除塵器試運行故障、運行效率降低、壽命縮短等狀況屢見不鮮。因此，過濾單元的安裝也至關重要。

4.1 濾袋安裝

濾袋安裝前應將凈氣室內部清掃干凈，逐個檢查濾袋外觀質量，完好無損方可安裝。濾袋安裝時應采用濾袋保護套，避免刮擦濾袋和踩踏袋口，防止濾袋損傷和袋口變形、松脫。安裝完畢后應逐個檢查濾袋的安裝質量，確認袋口與花板連接牢固、嚴密、無縫隙，濾袋與短管和袋帽的連接應牢固、嚴密。對濾袋安裝質量的檢查率和合格率應達到100%。

4.2 框架安裝

框架安裝不能損壞濾袋，當框架結構為多節時，應先將拼接部位對接牢固并檢查表面光滑后裝入濾袋，避免接口部位損壞濾袋。濾袋及框架安裝完畢后，應檢查并確認濾袋內部沒有異物，濾袋袋底應間距均勻、無碰撞或接觸，袋身沒有扭曲或皺折。

4.3 花板安裝

花板的安裝質量直接影響其平面度和牢固度，因此，花板安裝應嚴格定位，花板件的拼接及花板與周邊部件的焊接必須連續滿焊，不得有漏焊、虛焊、氣孔等缺陷。花板安裝完成后應100%做焊縫滲漏檢驗。

4.4 脈沖閥與分氣箱安裝

脈沖閥與分氣箱在工廠組裝成組件，調試合格后整體發運。脈沖閥與分氣箱安裝前，應清除內部焊渣、鐵銹等雜物，并確認安裝接觸部位整潔后方可進行安裝。安裝過程應嚴格按照產品說明書進行，應避免雨水或異物掉入排氣孔。安裝完成后應對各閥逐個進行噴吹測試。

4.5 噴吹管安裝

噴吹管安裝前應認真檢查并清理噴吹管內部的雜物和污垢。安裝時應嚴格保證噴吹管與花板平行，全長平行度不超過2mm，并使噴孔中心線與花板孔中心線重合，其中心位置偏差應小于2mm。噴吹管安裝應確認端頭牢固，防止噴吹時噴吹管移位或脫落。

5 結語

袋式除塵作為工業企業大氣污染治理的主導技術，同樣面臨巨大的壓力和挑戰。過濾單元是袋式除塵器的過濾模塊，需嚴格設計和規范安裝，從技術上保證大氣污染治理的能力和效率。 ■