脈沖袋式除塵器優化設計

劉濱

一、概述

在工業應用中，普遍采用脈沖清灰袋收塵器作為生產過程產生的粉塵狀污染物收集和工業產成品收集的設備。雖然這種清灰袋收塵器的種類繁多，但都是采用壓縮氣體作為清灰動力。因此如何優化產品結構，科學選取運行參數，正確的運行操作，從而達到節約壓縮空氣的用量，提高壓縮空氣的利用率，提高濾袋的使用壽命，降低設備造價和運行費用，是脈沖清灰袋收塵器設計與操作中重點關注的問題。

二、根據粉塵的物理化學特性估算壓縮空氣消耗量及清灰時間參數

過濾元件清灰所需空氣消耗量主要取決于下列因素：

1）污染物（粉塵）的種類：粉塵的比重，顆粒分布，濕度，粘度，磨蝕性等特性，尤其是比重，顆粒分布，濕度這三個主要特性直接影響袋收塵器阻力的形成和粉塵層剝離的難易程度。顆粒越細，濕度越大，比重越輕，所需壓縮氣體量越大。

2）過濾元件的型式：過濾面積越大，過濾表面越復雜，所需壓縮氣體量越大。

3）過濾元件的材質：編織類濾料，需要低壓力、大氣量壓縮氣體較長時間清灰;針刺氈類濾料，需要中等壓力、中等時間噴吹清灰;燒結類濾材需要高壓、短促的噴吹清灰。

三、提高清灰效果及節能措施

1、合理選擇過濾風速

過濾風速對過濾系統具有負面的影響。在預涂層期間，高過濾風速將導致過濾袋的快速磨損。粉塵容易進入織物纖維內部，造成基本過濾阻力偏高。在正常過濾期間，過濾風速高粉塵層形成得就快，清灰必須頻繁進行，濾料的壽命必將縮短，耗氣量增大。

2、保證穩定的預涂層形成

新袋收塵器投運初期以及袋收塵更換新的過濾元件之后的投運初期，袋收塵器應在低過濾風速的狀態下運行一段時間（30分鐘～60分鐘），在此期間不進行清灰操作，確保濾袋表面形成一個穩定的粉塵過濾層。該過濾層保證了高的過濾效率，阻止粉塵進入織物纖維內部形成堵塞，造成過濾阻力上升。

3、合理選擇噴吹壓力及噴吹順序

不是所有場合都需要強度高的高壓噴吹清灰。對于粉塵濃度低，顆粒較粗，水份低的粉塵，采用〈0.3Mpa壓力的壓縮氣體噴吹清灰就可以滿足要求。噴吹壓力低，管道泄漏損失小，標準耗氣量就小，功耗低。避免了過清灰現象，提高了濾袋的使用壽命。高壓噴吹與低壓噴吹相比，粉塵從濾袋滲漏現象嚴重，收集的粉塵更容易滲進濾袋纖維內部，收塵器的阻力上升曲線變得更陡。

應用交錯的清灰順序比順序清灰順序能夠移出較多的粉塵。脈沖清灰順序對于保持較低壓差很重要。因為上一次清灰的那排（或室）濾袋的過濾風速較高，正在清灰的一排（或一室）濾袋的微細粉塵很容易遷移到剛剛清灰的那排（或室）的濾袋上。這些微細粉塵能夠產生較高的壓差，導致清灰頻繁。如果是按照如圖3所示的交錯清灰循環，確保沒有哪一排（室）濾袋清灰之后，緊接著相鄰排（室）濾袋清灰，保證剛清灰的濾袋上的粉塵層有足夠的時間重新建立。通過這種交錯清灰順序，在清灰期間能比較多地移出粉塵，可以減少清灰次數，延長了濾袋的壽命，也減少了壓縮氣體的用量。

4、合理選擇每次脈沖噴吹時間（脈沖寬度）及脈沖間隔時間

脈沖寬度的選擇可根據粉塵類別，濾袋的型式，清灰壓縮氣體的壓力進行選擇。判斷脈沖噴吹時間是否充分的標準是脈沖噴吹作用是否使濾袋內部形成了一定的清灰壓力和提供了足夠的氣量使濾袋由縮癟狀態，變形成相反的膨脹狀態。當整個濾袋膨脹之后，仍然脈沖噴吹，則是浪費的。脈沖寬度通常指的是脈沖閥的電作用時間，它與實際閥門的機械打開動作時間是不同的。

排與排（或室與室）之間脈沖間隔時間的最小值由兩個時間參數決定。一個是由前一個脈沖之后，儲氣包的壓力恢復到設計的噴吹壓力所需要的時間確定，這個時間可能是瞬時的或長達幾秒鐘，這取決于壓縮氣體的供應系統能力。另一個是根據粉塵類別和粉塵落入灰斗的最長路徑而估算出的自由沉降時間。脈沖間隔時間最小值必須大于這兩個時間中的最大值。脈沖間隔太短，壓縮氣體補充不足，清灰壓力達不到設計要求，清灰效果差。最經濟的脈沖間隔時間是保證設備維持在1000～1300 Pa的壓差狀態下工作。這需要根據袋收塵器實際運行狀態進行調整。

5、選擇反應快捷低阻脈沖閥

傳統的脈沖閥結構為T型，進氣口與出氣口成90度夾角。氣流在脈沖閥內部的路徑長且彎曲，動力消耗大，降低了清灰壓力能。大口徑低阻脈沖閥它直接安裝在儲氣包上，而無管件聯接。進氣口完全淹沒在儲氣包內，所以有人稱它為淹沒式脈沖閥。它進口面積大，流程短，阻力小，動力消耗小，采用雙膜片結構，動作迅速，能產生脈沖清灰所需的爆炸性清灰氣流。

6、正確選擇袋收塵器的進風方式

袋收塵器的進風方式主要有三種：頂部進風，底部進風，旋風式進風。

對于工業高濃度粗顆粒氣流，底部進風優于頂部進風。因為一部分粗顆粒粉塵自然沉降落入灰斗。對于非常細，難聚結的或低密度的粉塵，由于再吸附問題突出，宜采用頂部進風，氣流方向與粉塵沉降方向一致。減輕粉塵再吸附對收塵器性能的影響。旋風式進風性能最差。它移出了大顆粒粉塵，而留下的微細粉塵過濾介質難以處理。只有當處理氣流中含有磨蝕性較大粉塵顆粒或高溫熾熱的火星顆粒時，采用旋風式進風，將這些對濾袋材料壽命構成威脅的粉塵進行預收集。

四、結論

通過對含塵氣流及粉塵的物理化學特性的分析，科學地設計脈沖袋收塵器的噴吹方式，合理地選擇設備的運行參數，即能夠達到最佳的節能效果和較長的濾袋使用壽命。

參考文獻

[1]姚宇平;羅詩凱;壽家豐;脈沖噴吹袋式除塵器工藝參數的試驗研究[J];電力建設;2006年03期