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运维服 务之布袋除尘器十一个要点

来源: 作者: 发布日期:2018-07-19 访问次数:558

袋除尘 器设计优劣涉及到诸多因素,本文从处理风量、使用温度、气体成 分等方面简要介绍了布袋除尘器的设计要点。布袋除 尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料(布袋),尘粒被过滤下来,过滤材料(布袋)捕集粗 粒粉尘主要靠惯性碰撞作用,捕集细 粒粉尘主要靠扩散和筛分作用,滤料的 粉尘层也有一定的过滤作用。布袋除尘 器设计优劣涉及到诸多因素,从以下 因素介绍了布袋除尘器的设计要点。

一、处理风量

处理风 量决定着布袋除尘器的规格大小,一般处 理风量都用工况风量。设计时 一定要注意除尘器使用场所及烟气温度,若布袋 除尘器的烟气处理温度已经确定,而气体 又采取稀释法冷却时,处理风 量还要考虑增加稀释的空气量;考虑今后工艺变化,风量设 计指值在正常风量基础上要增加5%~10%的保险系数,否则今 后一旦工艺调整增加风量,布袋除 尘器的过滤速度会提高,从而使设备阻力增大,甚至缩 短滤袋使用寿命,也将成 为其他故障频率急剧上升的原因,但若保险系数过大,将会增 加除尘器的投资和运转费用;过滤风 速因布袋除尘器的形式、滤料的 种类及特性的不同而有很大差异,处理风量一经确定,即可根 据确定的过滤风速来决定所必须的过滤面积。

二、使用温度

布袋除 尘器的使用温度是设计的重要依据,使用温 度与设计温度出现偏差,会酿成严重后果,因为温 度受下述两个条件所制约: 一是不 同滤料材质所允许的最高承受温度(瞬间允 许温度和长期运行温度)有严格限制;二是为防止结露,气体温 度必须保持在露点20℃以上。对高温气体,必须将 其冷却至滤料能承受的温度以下,冷却方式有多种,较为典 型的有自然风管冷却、强制风冷、水冷等,具体可 按不同的工艺及冷却温度、布置尺 寸要求等进行设计选型。

三、气体成分

除特殊情况外,布袋除 尘器所处理的气体,多半是 环境空气或炉窑烟气。通常情 况下布袋除尘器的设计按处理空气来计算。只有在密度、黏度、质量热 容等参数关系到风机动力性能和管道阻力的计算及冷却装置的设计时,才考虑气体的成分。在许多 工况的烟气中多含有水分,随着烟 气中水分的增加,布袋除 尘器的设备阻力和风机能耗也随之变化。含尘气体中的含水量,可以通过实测来确定,也可以根据燃烧、冷却的 物质平衡进行计算。烟气中 有无腐蚀性气体是决定滤料、除尘器 壳体材质及防腐等选择所必须考虑的因素。另外,若烟气中有有毒气体,一般都是微量的,对装置 的性能没有多大影响,但在处 理此类含尘烟气时,布袋除 尘器必须采用不漏气的结构,而且要经常维护,定期检修,避免有 毒气体泄露造成安全事故。

四、粉尘性质

粉尘的 性质对布袋除尘器的设计有很大影响,对粉尘一些特殊性质,要根据 设计经验采取有效的措施。

(1) 附着性和凝聚性。附着性 和凝聚性粉尘进入布袋除尘器,粉尘稍 经凝聚就会颗粒变大,堆积于 滤袋表面的粉尘在被抖落的过程中,也能继续进行凝聚,清灰效 能和通过滤料的粉尘量也与粉尘的附着性和凝聚性有关。 因此,设计时 对附着性和凝聚性非常显著的粉尘,或者几 乎没有附着性和凝聚性粉尘,必须按粉尘种类、用途的不同,根据设 计经验采取不同的处理措施。

(2) 粒径。粒径分 布对布袋除尘器的主要影响是阻力损失和磨损。微细粉 尘对压力损失影响比较大,粗粒粉 尘对磨损起决定性作用,但只有 入口含尘浓度高和硬度大的颗粒,其影响才比较大。

(3) 粒子形状。一般认为,针状结 晶粒子和薄片状粒子容易堵塞滤料的孔隙,降低除尘效率。能够凝 聚成絮状物的纤维状粒子,若采取 很高的过滤速度,就很难 从滤料表面脱落,设计时 按粒子状及特性选择不同的过滤风速。

(4) 粒子的密度。粉尘的 堆积密度与粒径、凝聚性、附着性有关,也与布 袋除尘器的阻力损失、过滤面积有关。堆积密度越小,清灰越困难,设计时 要选择较低过滤风速。此外,粉尘的 堆积密度对选定除尘器灰斗及排灰装置能力至关重要。

(5) 吸湿性和潮解性。吸湿性 和潮解性强的粉尘,在布袋 除尘器运转过程中,极易在 滤料表面上吸湿而固化,或遇水 潮解而成为稠状物,造成清灰困难、设备阻力增大,以至影 响除尘器正常运转。例如对含有KCl、MgCl2、NaCl、CaO等强潮 解性物质的粉尘, 要采取 必要的技术措施。

(6) 静电性。容易带 电的粉尘在滤料上一旦产生静电,就不易脱落,对非常 容易带电的粉尘,必须采 用防静电滤料等技术措施,以避免 因静电产生火花而引起爆炸。

(7) 可燃性。对于可燃性粉尘,虽然不 一定都引起爆炸,但如除 尘器前的工艺流程中出现火花,且能进入除尘器内时,就应采用防爆措施,如增设火花捕集器、设防爆门等。

五、入口含尘浓度

入口含 尘浓度常以标态体积含尘质量表示,就入口含尘浓度,布袋除 尘器设计时要作如下考虑:

(1) 设备阻力和清灰周期。入口含尘浓度增大,相同过滤面积情况下,设备阻力也增加,为维持 一定的设备阻力,清灰周期也相应缩短;

(2) 滤料和箱体的磨损。在粉尘 具有强磨损的高浓度状况下,磨损量 与含尘浓度成正比,在除尘 器入口处应有导流耐磨等处理技术,如烧结粉尘、氧化铝粉、硅砂粉等;

(3) 预除尘器及过滤风速。在入口 含尘浓度很高的情况下,应设计 较低的过滤风速及设计预除尘器,但如果 设计具有初级沉降功能的结构形式,也可取消预除尘器;

(4) 排灰装置。排灰能 力是以能排出全部收集的粉尘为标准,排出的粉尘量,等于入口、出口含 尘浓度差值与处理风量之积,多级排 灰装置能力设计应以下一级大于上一级排灰能力为准。

六、出口含尘浓度

出口含 尘浓度必须低于环境保护法规及国家卫生标准的指定值。布袋除 尘器的出口含尘浓度,依除尘器的结构形式、滤料种类、粉尘性质而有所不同,一般介于1~50mg/m3之间。对于含有铅、镉等有 害物质的情况下,要求出口浓度特别低,设计时 按不同的用途及工艺特性,选用不 同的布袋除尘器结构及滤料材质。

七、设备阻力

所谓设 备阻力是指除尘器入口至出口在运行状态下的全压差。布袋除 尘器的压力损失通常在1000~2000Pa之间,脉冲布 袋除尘器压力损失通常小于1500Pa。设备阻 力是风机选型的主要依据,设备运 行过程中允许压力损失有某种变动范围,设计时 应考虑设备阻力变动余量来确定风机的选型。

八、设备耐压

布袋除 尘器的耐压是根据工艺要求及风机的静压等确定的,必须按 照布袋除尘器正常使用的压力来确定设备的设计耐压。作为一 般用途的布袋除尘器,设备耐压为4000~5000Pa,对于长 袋脉冲除尘器一般为6000~8000Pa,对于采 用以罗茨鼓风机为动力的负压型空气输送装置,除尘器的设计耐压为15~50kPa。另外,某些特 殊如高炉煤气干法脉冲布袋除尘器,其设计耐压要求达到0.3MPa或更高,设备一 般均设计为圆形,以满足耐压要求。

九、清灰压力

清灰压 力是布袋除尘器设计的重要参数,根据所 用压缩空气压力不同,分成高压(0.5-0.7MPa)、中压(0.35~0.5MPa)、低压(0.2~0.35MPa)及超低压(0.2MPa以下), 并把脉 冲阀根据气包内压力区分为高压阀(直角阀)和低压阀(淹没阀)。

设计选 型高压或低压脉冲阀是按压缩气体供气条件及除尘工艺工况决定,目前小 型除尘器使用较多的为高压清灰压力,而长袋 脉冲采用较多的为低压清灰压力。

不同清 灰压力设计选用不同的喷吹管清灰结构,喷吹管开孔尺寸、结构型式、喷吹管 与花板的高度尺寸等,将直接 影响设备清灰性能。

脉冲清 灰对压缩空气要求不十分严格,含尘、含水、含油等指标分别达到ISO8573-1表中三级、五级即可,当压缩 空气质量不达标,喷吹时 进入除尘滤袋的气流含油、含水量相对增加,一旦油、水进入滤袋,将贴附 堵塞部分过滤面积,导致除 尘器阻力加剧上升。

十、清灰方法

(1) 在线清灰和离线清灰。脉冲布 袋除尘器可采用在线清灰和离线清灰两种方法。在线清 灰是指在进行脉冲喷吹时,滤袋仍 然进行含尘气体过滤,在线清 灰过滤及清灰时对系统波动影响小,但清灰不彻底,不能在线检修。

离线清 灰是指把除尘器内部分成若干个过滤室,每个袋 室的净气室上独立安装离线阀、气缸和 电磁脉冲阀等压缩气控制系统,在对每 个过滤室进行脉冲清灰喷吹前,通过离 线阀首先关闭这个袋室,使该滤 室在没有烟气过滤情况下进行清灰,因此离 线清灰效果更彻底,且能在线检修,缺点是增加离线机构、造价高、清灰时 对系统烟气波动有影响等。

如何选 择在线或离线清灰,应视除 尘工艺及用户条件等诸多方面进行综合考虑,对于小 型且入口粉尘浓度低的除尘器,一般采用在线清灰,反之采用离线;对于大 型除尘器一般设计为离线结构并具有离线、在线两 种可以切换的清灰功能,当工况 条件允许不离线清灰时,可切换为在线清灰,但无论 在线或离线清灰,均应具 有通过离线阀实现不停机的在线检修功能。

(2) 管式喷吹和箱式喷吹。管式喷 吹是在每排滤袋上方设喷吹管,属有序喷吹,即通过 管上的喷嘴向每条滤袋内喷吹清灰气流,喷吹孔径各不相同,保证各 条滤袋清灰强度均匀,对于大 型长袋脉冲除尘器管式喷吹结构大大优于箱式喷吹。箱式喷吹不设喷吹管,属无序喷吹,清灰气 流靠脉冲阀直接喷入上箱体并使之增压,进而将 能量传递至该室每条滤袋以实现清灰;箱式脉 冲喷吹除尘器中,处于不 同部位的各条滤袋,清灰强 度存在较大差异,且一般气耗量较大,滤袋长度受到限制,清灰效 果对离线阀的气密性依赖较大,所以箱 式喷吹多用于中小型除尘器。

十一、气流上升速度

在除尘器内部,滤袋低 端含尘气体能够上升的实际速度,就是气流上升速度。气流上 升速度的大小对滤袋被过滤的含尘气体磨损及因脉冲清灰而脱离滤袋的粉尘随气流重新返回除尘布袋表面有重要影响。气流上 升速度是除尘器内烟气不应超过的最大速度,达到和超过这个速度,烟气中 的颗粒物就会磨坏滤袋或带走粉尘,甚至导 致设备运行阻力偏大。布袋除 尘器进行过滤时分为内滤和外滤两种,前者含 尘气流由滤袋内部流向外部,后者含 尘气流由滤袋外部流向滤袋内部。

内滤式 布袋除尘器气流上升速度按下式计算:

Vk = Sa