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脈沖噴吹袋式除塵器清灰失效分析

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脈沖噴吹袋式除塵器清灰失效分析
發(fā)布時(shí)間:2019/10/21 8:54:07 來源:河北昊鑫環(huán)保設(shè)備科技有限公司
脈沖噴吹袋式除塵器清灰失效分析


隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求越來越高,我國對(duì)于粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,降低粉塵排放濃度成為亟待解決的難題。袋式除塵器結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、簡(jiǎn)單的工藝流程、低排放、無廢水污染等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于各種煙氣凈化工藝中。袋式除塵器對(duì)煙氣粉塵的捕集,是通過“過濾—清灰—過濾”的模式進(jìn)行的,當(dāng)含塵煙氣進(jìn)入除塵器后,濾袋表面沉積粉塵,隨粉層厚度的增加阻力逐漸加大,透氣性逐漸減小。只有通過周期性清灰使濾袋表面粉層剝落沉降,才能_設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。因此清灰性能好壞決定了清灰效率、濾袋使用壽命、系統(tǒng)的運(yùn)行阻力等。良好的清灰效果是基于對(duì)清灰系統(tǒng)進(jìn)行合理和科學(xué)的設(shè)計(jì)和安裝,當(dāng)清灰系統(tǒng)失效除塵器則無法正常穩(wěn)定運(yùn)行,因此分析清灰系統(tǒng)失效的具體原因具有重要意義。

一、脈沖噴吹清灰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及清灰原理

1.1 脈沖噴吹清灰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
清灰系統(tǒng)是袋式除塵器的核心部件之一,也是其技術(shù)的核心所在。噴吹清灰系統(tǒng)主要由氣箱、脈沖閥、噴吹管和脈沖控制儀組成。脈沖閥是噴吹氣流壓力波形成的發(fā)生裝置,與脈沖控制儀組成清灰噴吹系統(tǒng),對(duì)濾袋進(jìn)行循序清灰。脈沖閥的性能決定了清灰效果。氣箱是脈沖閥的承載體和氣源箱。隨著脈沖閥逐個(gè)噴吹,不斷釋放壓縮氣體,同時(shí)不斷補(bǔ)充壓縮氣體。氣箱需承受部分壓力和具有足夠的容量。氣箱儲(chǔ)氣量應(yīng)該大于單個(gè)脈沖閥的噴吹量,滿足單個(gè)脈沖閥噴吹后,氣箱內(nèi)剩余氣體壓力仍能_該箱體其余脈沖閥可靠啟閉,確保每次噴吹后箱內(nèi)壓力降不大于噴吹前壓力的 35%,并在下一個(gè)脈沖閥噴吹前迅速補(bǔ)氣恢復(fù)到原壓力。脈沖閥噴出的氣流通過噴吹管上的噴嘴高速射出到達(dá)濾袋,在濾袋內(nèi)形成壓力氣團(tuán)并傳送至濾袋底部。脈沖控制儀是控制脈沖閥的啟閉,使其按編寫的程序進(jìn)行自動(dòng)清灰。

1.2 脈沖噴吹清灰原理
在噴吹時(shí),高速氣流進(jìn)入濾袋內(nèi)后壓力急劇上升,濾袋迅速向外膨脹,當(dāng)膨脹到峰值時(shí),濾袋因張力作用受到強(qiáng)烈沖擊振動(dòng),并獲得峰值反向加速度開始向內(nèi)收縮;而附著在濾袋表面的粉塵層不受張力作用,在慣性力的作用下從濾袋上脫落。其清灰原理可歸結(jié)為 3 點(diǎn)。
(1)反吹氣流的作用。清灰時(shí)噴吹管噴出的壓縮空氣通過結(jié)構(gòu)的引流作用引射大量的空氣進(jìn)入濾袋,造成濾袋內(nèi)外壓差急劇變化,使得原本吸附在濾袋外表面的粉塵層從濾袋表面脫落。這種作用隨著清灰時(shí)粘附粉塵量得增加而增加,對(duì)于薄的粉塵層,粉塵之間存在大量的縫隙,造成反吹氣流穿過縫隙,此時(shí)需要_大的噴吹量才有好的清灰效果;而附著的粉塵層越厚,其表面基本無縫隙,在相同的氣流量,清灰效果越好。
(2)慣性作用。濾袋在噴吹氣流的作用下迅速向外膨脹,當(dāng)膨脹到峰值時(shí),濾袋因張力作用受到強(qiáng)烈沖擊振動(dòng),并獲得峰值反向加速度開始向內(nèi)收縮,而附著在濾袋表面的粉塵層不受張力作用,在慣性力的作用下其運(yùn)動(dòng)軌跡朝反方向,從而從濾袋上脫落。粉塵的慣性力是由粉塵的加速度和粉塵的質(zhì)量決定的,因此由慣性作用而產(chǎn)生的清灰效果也和粘附的粉塵面密度有關(guān)。相對(duì)厚的粉塵層,則較小的加速度_具有較好的清灰效果。
(3)彈性作用。濾料的彈性對(duì)清灰效果也有重要的影響。由于濾料的彈性,當(dāng)膨脹到峰值時(shí)將獲得額外的張力和擠壓力,使粉塵與濾料的界面之間形成裂縫,同時(shí)粉塵層與濾袋的相對(duì)加速度增大,_有助于粉塵層從濾袋上剝離下來。

1.3 脈沖噴吹清灰系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)
清灰效果能否達(dá)到設(shè)計(jì)值與清灰系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置密切相關(guān),_一個(gè)參數(shù)的設(shè)置都會(huì)對(duì)清灰效果產(chǎn)生巨大影響,進(jìn)而影響到除塵器的阻力及除塵效率。清灰系統(tǒng)的主要參數(shù)有 4 個(gè)。
(1) 脈沖壓力是指脈沖閥開啟前與之連通的氣箱所設(shè)定的氣體壓力,其大小直接影響著清灰的效果。壓力越大,噴射到濾袋內(nèi)的氣流量越大,則氣流反吹速度_越大所形成的壓力波越強(qiáng),清灰效果顯著,阻力隨之下降。
(2) 脈沖寬度是導(dǎo)通脈沖閥電磁線圈的脈沖電信號(hào)的持續(xù)時(shí)間。通常脈沖閥導(dǎo)通時(shí)間越大,其噴吹量越大,清灰效果越好,但到定值后,其效果不明顯。
(3)脈沖間隔是指脈沖閥噴吹間隔時(shí)間。噴吹間隔時(shí)間長(zhǎng)短影響運(yùn)行阻力、耗氣量及其相關(guān)部件的壽命。通常粉塵入口濃度和過濾風(fēng)速大小,決定了噴吹間隔時(shí)間的設(shè)定。
(4)壓縮空氣的消耗量主要取決于噴吹壓力、噴吹周期、脈沖寬度以及脈沖閥結(jié)構(gòu)和除塵器的濾袋數(shù)等因素。

二、清灰系統(tǒng)的失效
清灰系統(tǒng)的失效是指由于某些故障或參數(shù)設(shè)置不合理引起的清灰系統(tǒng)失去規(guī)定功能的狀態(tài),失效強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)本身的功能狀態(tài)。清灰系統(tǒng)失效的原因是多方面的,可能是設(shè)計(jì)中引起的也可能是安裝運(yùn)行過程中造成的,可能是結(jié)構(gòu)缺陷也可能是由于參數(shù)設(shè)置不合理引起的。

2.1 結(jié)構(gòu)缺陷引起的失效
結(jié)構(gòu)缺陷引起的失效主要是由于設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成的清灰系統(tǒng)的失效。
(1)設(shè)計(jì)供氣管路直徑過小,造成在脈沖間隔時(shí)間內(nèi)補(bǔ)氣不足,使得后續(xù)噴吹時(shí)未達(dá)到額定噴吹壓力,這樣會(huì)造成清灰效果不佳,設(shè)備阻力過高。
(2)脈沖閥的選擇不合理。脈沖閥根據(jù)結(jié)構(gòu)及口徑的不同有很多種類及規(guī)格,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照實(shí)際需要來正確選擇脈沖閥的結(jié)構(gòu)及口徑大小,避免脈沖閥結(jié)構(gòu)與大小選擇不合理,使得清灰不能達(dá)到預(yù)期效果,影響除塵器的正常穩(wěn)定運(yùn)行。
(3)噴吹管噴嘴直徑設(shè)計(jì)不合理。噴嘴直徑設(shè)置過大,會(huì)造成靠近噴吹管末端的濾袋噴吹氣流大,靠近脈沖閥側(cè)的濾袋所受到的噴吹氣流小,造成噴吹管兩端濾袋清灰效果不均;噴嘴直徑設(shè)置過小則無法達(dá)到正常清灰所需的噴吹氣流,無法達(dá)到預(yù)期噴吹效果。
(4)噴吹管與濾袋口高度的設(shè)置不合理。噴吹高度直接關(guān)系到噴吹時(shí)的清灰力度,如果噴吹高度設(shè)計(jì)不合理,會(huì)影響到噴吹氣流對(duì)濾袋的作用,并且影響到引射氣流的流量,影響清灰效果或造成濾袋破損。

2.2 參數(shù)設(shè)置不合理引起的失效
(1)清灰壓力設(shè)置不合理。清灰壓力低,會(huì)導(dǎo)致粉塵不能有效的從濾袋表面剝離,造成整個(gè)除塵系統(tǒng)阻力過高;清灰壓力高,一方面會(huì)造成濾袋受太大的噴吹壓力而影響使用壽命,另一方面會(huì)造成過度清灰,使濾袋外側(cè)的一次粉塵層從濾袋表面剝離,使得粉塵輕易的穿過濾料,影響除塵效率。
(2)脈沖寬度設(shè)置不合理。通常脈沖閥導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng),其噴吹量越大,清灰效果越好,但到定值后,其效果不明顯。相反的,脈沖導(dǎo)通時(shí)間的增大必然會(huì)導(dǎo)致壓縮空氣的過量消耗,若氣路不能及時(shí)補(bǔ)氣_會(huì)影響到其他脈沖閥的清灰效果。
(3)脈沖間隔。當(dāng)入口粉塵濃度高、過濾風(fēng)速大時(shí),為了_給定的除塵器阻力,可縮短脈沖間隔;脈沖間隔越小,除塵器壓力損失越小,但由于噴吹次數(shù)增加,壓縮空氣消耗量也增大,另外由于噴吹過于頻繁會(huì)導(dǎo)致濾袋的壽命縮短??紤]減少耗氣量和相關(guān)部件磨損而延長(zhǎng)噴吹間隔時(shí)間,但同時(shí)會(huì)引起除塵器壓力損失的增加。

2.3 安裝缺陷引起的失效
(1)氣路安裝氣密性不夠,氣包或脈沖閥漏氣等,會(huì)造成清灰系統(tǒng)氣路噴吹壓力不足,影響清灰效果。
(2)噴吹管安裝時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制,所以其安裝精度很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求,噴嘴無法做到全部對(duì)準(zhǔn)濾袋中心,導(dǎo)致噴吹及引射氣流直接吹到濾袋內(nèi)壁,造成濾袋破損。

清灰系統(tǒng)是脈沖袋式除塵器的核心部件,工程實(shí)踐應(yīng)用中往往因設(shè)計(jì)、安裝的不合理以及運(yùn)行維護(hù)不當(dāng),造成清灰失效使除塵器運(yùn)行無法達(dá)到預(yù)期效果。因此需要通過對(duì)清灰系統(tǒng)失效的原因進(jìn)行探討和分析,_除塵器穩(wěn)定運(yùn)行。
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