超低排放長(cháng)袋脈沖袋式除塵器清灰系統設計探討

長(cháng)袋脈沖袋式除塵器在超低排放技術(shù)改造中發(fā)揮了重要作用,清灰系統的設計對除塵器出口排放濃度影響較大，合理的清灰系統設計是實(shí)現超低排放的重要技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞 ：脈沖袋除塵器 清灰系統 超低排放

長(cháng)袋脈沖袋式除塵器以其高過(guò)濾風(fēng)速、能處理高含塵氣體、且出口排放濃度低的技術(shù)優(yōu)勢受到水泥、鋼鐵等行業(yè)廣泛歡迎和肯定。長(cháng)袋脈沖袋式除塵器首先應用于鋼鐵行業(yè)，替代較早的反吹風(fēng)袋式除塵器。受鋼鐵行業(yè)啟發(fā)，2000年前后合肥院環(huán)保公司將長(cháng)袋脈沖袋式除塵器成功應用于立窯煙塵處理，之后在鋼鐵行業(yè)煤粉制備系統成功推廣應用。近二十多年來(lái)，該技術(shù)得到較快發(fā)展，在水泥行業(yè)窯頭、窯尾廢氣煙塵處理中廣泛推廣應用，近幾年的電改袋、電袋復合除塵器也都采用長(cháng)袋脈沖袋式除塵技術(shù)。

清灰系統是袋除塵器最重要的核心技術(shù)之一，清灰系統的合理設計，是長(cháng)袋脈沖袋式除塵器延長(cháng)濾袋使用壽命、保持高效穩定運行、實(shí)現粉塵超低排放的重要技術(shù)途徑之一。清灰系統包括供氣系統、噴吹系統。
1供氣系統的設計

長(cháng)袋脈沖袋式除塵器供氣系統包括供氣管路、氣包等，供氣系統設計是否合理，直接影響除塵器的清灰效率、運行阻力、濾袋壽命及出口濃度排放。有些除塵器由于供氣系統及其它設計缺陷，運行阻力過(guò)高，濾袋短時(shí)間內即出現破損，直接影響除塵器達標排放和系統的穩定運行。

1.1供氣管路的設計

供氣管路設計主要核心是確定管路直徑，管徑設計不當，將會(huì )影響整個(gè)噴吹系統的供氣量及清灰的可靠性。

管徑大小應根據選定噴吹壓力及脈沖閥在設定壓力下的清灰用氣量計算得出，在以前的文章中已給出過(guò)管徑計算公式、管內氣體流速取值范圍及計算方法，這里不再贅述。

為保證清灰壓力可控，供氣管路至氣包間應配置調壓閥，將供氣壓力調至清灰所需壓力。

1.2氣包設計

氣包的主要作用是儲存一定量的壓縮空氣，保證清灰時(shí)有足夠的清灰氣量及供氣壓力的穩定，同時(shí)還有排污作用。

長(cháng)脈沖除塵器氣包數量與除塵器室數相對應，裝在除塵器頂部或頂側部，淹沒(méi)式脈沖閥直接裝在氣包上；氣包設計有方形和圓形，氣包大小應根據脈沖閥清灰耗氣量計算確定，其計算參考公式為：

V=0.1(q×t)÷(q1-q2)

式中：V 氣包總體積（包括空壓機至除塵器頂部氣包間設置的1 m3左右儲氣罐）m3 ；

q 清灰用氣量 m3/min；

t 備用時(shí)間（氣源停止供氣后氣包內儲存氣量仍能繼續提供清灰的時(shí)間）min；

q1 脈沖閥工作前氣體壓力（設定清灰壓力）MPa；

q2 脈沖閥工作后氣體壓力MPa 。

上述計算結果減去空壓機至除塵器頂部氣包間設置的1 m3左右儲氣罐體積之差，再除以除塵器頂部設置的氣包個(gè)數即為單個(gè)氣包體積。由單個(gè)氣包體積再計算出方氣包的長(cháng)寬或圓氣包直徑。建議方氣包長(cháng)寬不超過(guò)350mm，圓氣包直徑不超過(guò)400mm，若計算結果超過(guò)這個(gè)尺寸，應加大空壓機至除塵器頂部氣包間設置的儲氣罐體積。

2噴吹系統設計

噴吹系統包括噴吹管、脈沖閥、噴吹壓力等。噴吹系統設計是否合理對濾袋壽命、清灰效果、出口排放有直接的影響。

2.1噴吹管規格確定

噴吹管是除塵器清灰系統的重要部件，噴吹管的規格尺寸應根據濾袋清灰所需壓縮空氣量及脈沖閥的規格確定，目前采用較多的是噴吹管尺寸與脈沖閥出口尺寸相匹配，即噴管與脈沖閥出口公稱(chēng)通經(jīng)相同。對于氈類(lèi)濾料，除塵器噴管可與脈沖閥口徑相同，而對于玻纖濾料應有所不同。由于玻纖濾料耐曲撓性能和耐磨性能較差，對于采用玻纖覆膜濾袋的水泥窯尾袋式除塵器，應降低清灰氣流的動(dòng)能，減弱清灰氣流對濾袋的沖擊。筆者建議在設計時(shí)，噴吹管規格尺寸大于脈沖閥出口公稱(chēng)通經(jīng)，這樣可以降低噴管內的氣流壓力，減弱氣流對濾袋的損傷，延長(cháng)濾袋壽命，降低出口濃度排放。

2.2噴吹管與脈沖閥放氣口噴管連接方式的設計

噴吹管與噴管多采用承插式，即噴吹管直接插入噴管所帶的短插管，這種連接方式安裝簡(jiǎn)便，安裝工作量小，換袋時(shí)拆卸方便，更重要的是在安裝噴吹管時(shí)可以調節噴嘴與濾袋的同心度、噴吹管與花板的平行度。噴吹管插入短插管的設計長(cháng)度建議不小于80毫米。

2.3 噴吹管尾端固定方式及中部支撐設計

噴吹管尾端固定方式設計不合理會(huì )使除塵器運行中噴吹管松動(dòng)、噴嘴與袋口偏心，濾袋袋口在較短的時(shí)間內破損。

噴吹管尾端大多采用螺栓固定，為便于噴吹管安裝時(shí)調節，固定角鋼應設計長(cháng)圓孔，且噴吹管尾端角鋼長(cháng)圓孔與支撐架角鋼長(cháng)圓孔方向垂直。

在清灰的瞬間，會(huì )引起噴吹管的振動(dòng)，頻繁的振動(dòng)容易引起噴吹管固定螺栓的螺母松動(dòng)，在設計時(shí)螺栓規格應大于M16，并增配一個(gè)鎖緊螺母。如果每個(gè)噴吹管尾端由兩套螺栓、螺母固定效果更好。

大風(fēng)量袋式除塵器尺寸較大，噴吹管長(cháng)度大多超過(guò)3米，安裝后會(huì )自然向花板方向彎曲，清灰噴吹的瞬間噴吹管又會(huì )向上彎曲，使噴吹孔軸心與濾袋孔軸心偏離，或形成夾角，噴向濾袋的清灰氣流與濾袋中心線(xiàn)偏離，從而引起濾袋袋口或上部破損，對于長(cháng)度超過(guò)兩米的噴吹管應設計中部支撐。

2.4噴吹管高度的設計

噴吹管的高度是清灰系統非常重要的一個(gè)參數，其高度設計是否合理、直接影響濾袋過(guò)濾阻力及濾袋使用壽命；設計過(guò)高，清灰壓縮空氣不能全部進(jìn)入濾袋，影響清灰效果，濾袋運行阻力高；設計過(guò)低，袋口至距袋口300mm范圍內的濾袋上部破損較快，大大降低濾袋壽命。

合理的噴吹管高度既可以滿(mǎn)足清灰需求，又可以使濾袋壽命延長(cháng)，其合理高度由公式計算后確定。
清灰氣體壓力高時(shí)，氣體噴射角取150，清灰氣體壓力低時(shí)，取200，對于水泥窯尾采用玻纖覆膜濾袋及3”脈沖閥清灰的長(cháng)袋脈沖袋除塵器，建議清灰壓力小于0.25Mpa，氣體噴射角取200。

2.5 噴吹管?chē)娮炜趶酱_定

噴吹管中壓力峰值與氣源壓力密切相關(guān)，噴吹管中壓力峰值=氣包氣源壓力-脈沖閥阻力。峰值壓力與清灰所提供的氣源壓力（分氣包壓力）有關(guān)，一般情況下，噴吹管峰值壓力約為氣源壓力的0.8-0.9。而噴嘴出口壓力約為氣源壓力的0.3-0.55，靠近脈沖閥的壓力低，尾部的壓力最高，通過(guò)調整噴吹直徑均衡清灰壓力。

氣源壓力及噴吹管峰值壓力應根據濾料材質(zhì)及粉塵濃度確定，當然與清灰頻率也相關(guān)。

關(guān)于噴嘴截面積之和與噴管截面積比值：在實(shí)際應用中，噴嘴直徑太小，即比值太小，會(huì )產(chǎn)生憋氣現象，噴吹氣體無(wú)法順利從噴嘴噴出，會(huì )引起噴管的劇烈震動(dòng)，且濾袋內的清灰氣量不足；如果噴嘴直徑太大，比值太大，到達濾袋內側的壓力反而會(huì )減小，影響清灰效果。建議比值選取0.7-1.0，氣源壓力高時(shí)取高值，氣源壓力低時(shí)取低值。

2.6脈沖閥噴吹寬度及清灰壓力的確定

長(cháng)袋脈沖袋除塵器多采用淹沒(méi)式脈沖閥，脈沖閥規格依據清灰所需氣量選取，噴吹寬度一般應根據袋除塵器濾袋材質(zhì)而定；玻纖具有耐曲撓性能和耐磨性能較差的特點(diǎn)，對于采用玻纖覆膜濾袋的窯尾袋除塵器，應降低清灰氣流的動(dòng)能，減弱清灰氣流對濾袋的沖擊，提高濾袋壽命，清灰參數選取為低的氣體壓力和寬的噴吹寬度，即通常說(shuō)的“低壓力、大氣量”的清灰參數，作者建議清灰壓力＜0.25Mpa，脈沖寬度0.15?0.20秒。對于采用氈類(lèi)濾料的袋除塵器，建議清灰壓力0.30?0.35Mpa，脈沖寬度0.10?0.15秒。

3結語(yǔ)

提高清灰系統設計水平，優(yōu)化清灰技術(shù)參數，做到精細化清灰是實(shí)現長(cháng)袋脈沖袋除塵器穩定運行、超低排放的重要技術(shù)途徑。

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