袋式除塵器噴吹系統對清灰性能的影響

張炳忠

（福建龍凈環保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

1 前言

目前袋式除塵器、電-袋式除塵器等已廣泛應用于除塵行業。除塵效率、濾袋壽命、運行阻力等都是袋類除塵器很重要的性能指標，而清灰性能的優劣對除塵器的濾袋壽命、運行阻力等有直接的影響，甚至會引起除塵效率的降低[1、2]。

目前袋類除塵器的清灰方式主要有行噴吹清灰、回轉噴吹清灰和機械清灰三種。行噴吹清灰是在矩陣布置的濾袋上方橫置一根噴吹管，噴吹管與氣包相連，利用氣包上的脈沖閥開關動作，形成脈沖噴吹壓縮空氣，對噴吹管噴吹孔對應的濾袋進行噴吹清灰；回轉噴吹是在同心圓布置的濾袋上方設置回轉噴氣轉臂，利用脈沖閥開關噴出氣體，達到旋轉噴吹清灰；機械清灰是利用機械振打濾袋進行清灰。三種清灰方式中，行噴吹清灰應用最廣泛，相對于回轉噴吹清灰、機械清灰等方式，行噴吹清灰具有無運動部件、維護簡便、清灰效果好等優點。特別是大型機組，行噴吹清灰應用成熟，福建某公司目前投運的16臺百萬機組電袋除塵器均使用行噴吹清灰，運行穩定，噴吹效果良好，維護工作量少。本文實驗所指的清灰方式均為行噴吹。

影響行噴吹清灰性能的因素很多，如清灰系統設計、脈沖閥的選型、噴吹管數量是否與脈沖閥規格匹配、壓縮空氣質量等。目前對清灰性能的實驗研究主要是在不同噴吹壓力、不同噴吹管直徑、噴孔大小、個數、不同噴吹參數等條件下通過測取濾袋壓力峰值或反向加速度等來進行噴吹性能的研究[1～5]。本文僅對影響清灰效果的兩個主要因素（噴吹量、噴吹管的噴吹壓力）進行探討。本實驗通過對噴吹實驗臺的噴吹系統管道氣路進行改造優化，運用數據采集系統獲得噴吹量及噴吹壓力數據，對比改造前后的噴吹量及噴吹管壓力等數據進行實驗研究。

2 實驗裝置及方法

實驗依托福建某公司搭建的脈沖實驗臺（如圖1），該實驗臺是按照行噴吹清灰系統實際尺寸1:1設計，采用可調式噴吹管，噴吹孔數量可在18～35個范圍內選擇，且實驗濾袋長度最長可達10m，氣包、儲氣罐、噴吹管、濾袋等部件均安裝有傳感器，通過計算機采集數據、控制噴吹，獲得清灰系統各部件數據。實驗中對噴吹系統管道氣路進行了改造優化，主要是對儲氣罐與氣包之間的氣路管道進行了減阻優化，去掉了多余彎管，去掉截止閥等（如圖2、圖3）。通過對比改造前后的噴吹量及噴吹壓力等數據，分析改造對系統噴吹性能的影響，為工程設計提供實驗依據。

圖1 實驗平臺實圖及簡圖

圖2 實驗平臺改造前簡圖

圖3 實驗平臺改造后簡圖

實驗采用某廠商3”、3.5”、4.5”脈沖閥分別進行了對比實驗，分別配置工程應用中較常規的噴吹管、氣包等部件，三種脈沖閥對應的配置參數如表1，噴吹壓力分別取3MPa、3.5MPa，脈沖寬度為150ms。

表1 脈沖閥對應配置參數表

3 實驗數據

運用數據采集系統獲得噴吹量及噴吹壓力數據，對改造前后的噴吹量及噴吹管壓力峰值進行對比（見表2）。從表2中的數據可看出，當氣包壓力由0.3MPa增加至0.35MPa時，改造前后的脈沖閥噴吹量和噴吹管各點壓力峰值均有所增加，氣包壓力的改變不影響改造后噴吹量和壓力峰值的變化。改造后，脈沖閥噴吹量均有提升，且大規格脈沖閥提升效果更明顯，4.5”脈沖閥噴吹量提升達到33%，3.5”脈沖閥的噴吹量提升23%左右，3”脈沖閥的噴吹量提升也達到了13%左右；噴吹管壓力峰值不如噴吹量增加明顯，但改造后的噴吹管壓力波形變得飽滿，各點噴吹管壓力均布性更好，有效噴吹壓力增加明顯（如圖4～圖9），且改造后的氣包壓力變化較平穩（如圖10～圖15）。

表2 改造前后各閥噴吹量及噴吹管壓力峰值情況

圖4 3”閥改造前噴吹管壓力波形

圖5 3”閥改造后噴吹管壓力波形

圖6 3.5”閥改造前噴吹管壓力波形

圖7 3.5”閥改造后噴吹管壓力波形

圖8 4.5”閥改造前噴吹管壓力波形

圖9 3.5”閥改造后噴吹管壓力波形

圖10 3”閥改造前氣包壓力波形

圖11 3”閥改造后氣包壓力波形

圖12 3.5”閥改造前氣包壓力波形

圖13 3.5”閥改造后氣包壓力波形

圖14 4.5”閥改造前氣包壓力波形

圖15 4.5”閥改造后氣包壓力波形

4 實驗結論分析

對比分析上述數據：噴吹系統氣路改造后，氣路阻力減少，補氣速度加快，氣包內壓力較為平穩，脈沖閥噴吹量增大明顯，從而提升了噴吹效果。主要原因是改造前脈沖閥膜片內側即氣包內壓力在噴吹過程中的損失情況造成，改造后氣包內的壓力保持較持久，可以有效提高噴吹效果，增大氣包容積，加快補氣速度（減少補氣氣路阻力），達到提升噴吹的效果。

5 工程應用

本次實驗得出結論，對實際工程應用或設計有較大意義，主要體現在：1）可以通過改造或優化噴吹系統設計提升噴吹系統性能，如減少氣路中截止閥等高阻部件，部分截止閥替換為閘閥，增大氣包容積，氣包附近管路加設儲氣罐等（如圖16、圖17）；2）噴吹波形可作為脈沖閥利用情況的表征，飽滿的噴吹波形表征了脈沖閥噴吹性能的有效利用。根據波形情況合理選型，從而避免脈沖閥不必要的大材小用。

圖16 常用的噴吹系統氣路

圖17 優化后的噴吹氣路系統

[1] 張彥婷，盧錦奎，鐘永生.濾袋脈沖噴吹清灰過程研究[C].2009全國燃煤電廠除塵技術論壇論文集.

[2] 周奇杰，陳海焱，張明星，等.脈沖閥噴吹量對濾筒除塵器清灰性能的影響[J].暖通空調，2011，41（6）：100-105.

[3] 楊復沫.脈沖袋式除塵器清灰能力的評價方法和手段的試驗研究[C].全國袋式除塵論文選編（1992-1999）.

[4] 蔣存剛，李紀錦，等.影響脈沖袋式除塵器清灰效果的因素探討[J].橡膠工業，2007，54（1）：49.

[5] 孫曉茗，等.長袋低壓脈沖袋式除塵器清灰性能研究[C].全國袋式過濾技術研討會，2007.