旋風(fēng)除塵器.doc

旋風(fēng)除塵器是利用氣流旋轉(zhuǎn)過程中作用在粉塵上的離心力，使粉塵從含塵氣流中分離出來的設(shè)備。旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)原理及優(yōu)缺點(diǎn)普通旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是由進(jìn)口、筒體、錐體、排出管(內(nèi)筒)4部分組成的。含塵氣流由除塵器進(jìn)口沿切線方向進(jìn)入除塵器后，沿外壁由上向下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這股從上向下旋轉(zhuǎn)的氣流稱為外旋渦。外旋渦到達(dá)錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上，沿軸心向上旋轉(zhuǎn)，最后從排出管排出。這股從下向上的氣流稱為內(nèi)旋渦。向下的外旋渦和向上的內(nèi)旋渦旋轉(zhuǎn)方向是相同的。氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，粉塵在離心力的作用下甩向外壁，到達(dá)外壁的粉塵在下旋氣流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。圖1旋風(fēng)除塵器1進(jìn)口2筒體3錐體4排出管旋風(fēng)除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)旋風(fēng)除塵器的優(yōu)點(diǎn)有：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；(2)除塵器中沒有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)保養(yǎng)方便；(3)可耐400高溫，如采用特殊的耐高溫材料，還可以耐受更高的溫度；(4)除塵器內(nèi)敷設(shè)耐磨內(nèi)襯后，可用以凈化含高磨蝕性粉塵的煙氣。其缺點(diǎn)是：(1)對(duì)捕集微細(xì)粉塵(小于5m)和塵粒密度小的粉塵(如纖維性粉塵)除塵效率不高；(2)由于除塵效率隨筒體直徑的增加而降低，因而單個(gè)除塵器的處理風(fēng)量受到一定限制。影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素1進(jìn)口速度。旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)速度，是由進(jìn)口速度造成的。增加進(jìn)口速度，能提高除塵器內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)速度vt，使塵粒所受到的離心力(塵粒所受離心力，式中：m為塵粒質(zhì)量，kg；vt為塵粒的旋轉(zhuǎn)速度，可近似認(rèn)為等于該點(diǎn)氣流的旋轉(zhuǎn)速度，ms；r為旋轉(zhuǎn)半徑，m)增大，從而提高除塵效率，同時(shí)也增大了除塵器的處理風(fēng)量。但進(jìn)口速度不宜過大，過大會(huì)導(dǎo)致除塵器阻力急劇增加(除塵器阻力與進(jìn)口速度的平方成正比)，耗電量增大，而且，當(dāng)進(jìn)口速度增大到一定限度后，除塵效率的增加就非常緩慢，甚至有所下降。這主要是由于除塵器內(nèi)部渦流加劇，破壞了正常的除塵過程造成的。因此，最適宜的進(jìn)口速度一般應(yīng)控制在1220ms之間。2筒體直徑和高度。由離心力公式可知，在同樣的旋轉(zhuǎn)速度下，簡(jiǎn)體直徑越小(簡(jiǎn)體直徑減小，旋轉(zhuǎn)半徑也減小)，塵粒受到的離心力越大，除塵效率越高，但處理風(fēng)量減小。目前常用的旋風(fēng)除塵器，直徑一般不超過800mm。風(fēng)量較大時(shí)，可用幾臺(tái)除塵器并聯(lián)運(yùn)行或采用多管旋風(fēng)除塵器。增加簡(jiǎn)體高度，從直觀上看可以增加氣流在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，有利于塵粒的分離，使除塵效率提高。但筒體加高后，外旋下降的含塵氣流和內(nèi)旋上升的潔凈氣流之間的紊流混合也要增加，從而使帶人潔凈氣流的塵粒數(shù)量增多。故簡(jiǎn)體不宜太高，一般取筒體高度為2D(D為筒體直徑)左右。3錐體高度。在錐體部分，由于斷面不斷減小，塵粒到達(dá)外壁的距離也逐漸減小，氣流的旋轉(zhuǎn)速度不斷增加，塵粒受到的離心力不斷增大，這對(duì)塵粒的分離都是有利的?，F(xiàn)代的高效旋風(fēng)除塵器大都是長(zhǎng)錐體就是這個(gè)原因。目前國(guó)內(nèi)的高效旋風(fēng)除塵器，如ZT型和XCX型也都是采用長(zhǎng)錐體，錐體高度為(28285)D。4除塵器底部的嚴(yán)密性。旋風(fēng)除塵器無(wú)論是在正壓下還是在負(fù)壓下運(yùn)行，其底部(即排塵口)總是處于負(fù)壓狀態(tài)，如果除塵器底部不嚴(yán)密，從外部滲入的空氣就會(huì)把正在落人灰斗的一部分粉塵帶出除塵器，使除塵效率顯著下降。所以如何在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排塵，是旋風(fēng)除塵器運(yùn)行中必須重視的一個(gè)問題。在收塵量不大時(shí)，可在除塵器底部設(shè)固定灰斗定期排塵；在收塵量較大，要求連續(xù)排塵時(shí)，可采用鎖氣器，常用的鎖氣器有翻板式、壓板式和回轉(zhuǎn)式幾種。5粉塵的性質(zhì)。塵粒密度越大，粒徑越大，離心力越大，除塵效率也就越高。因而旋風(fēng)除塵器一般不適用于處理細(xì)微的纖維性粉塵。對(duì)非纖維性粉塵，粒徑太小時(shí)，效率也不高。用于處理粒徑大、密度大的礦物性粉塵效果好。幾種常用的旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器的發(fā)展雖然經(jīng)歷了一百多年的歷史，但到目前為止，其結(jié)構(gòu)形式方面的研究工作一直都在繼續(xù)進(jìn)行，因而出現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)形式，下面介紹常用的幾種。1多管旋風(fēng)除塵器。如前所述，旋風(fēng)除塵器的效率是隨著簡(jiǎn)體直徑的減小而增加的，但直徑減小，處理風(fēng)量也減小。當(dāng)要求處理風(fēng)量較大時(shí)，如將幾臺(tái)旋風(fēng)除塵器并聯(lián)起來使用，占地面積太大，管理也不方便，因此就產(chǎn)生了多管組合的結(jié)構(gòu)形式。多管除塵器是把許多小直徑(100250mm)的旋風(fēng)子并聯(lián)組合在一個(gè)箱體內(nèi)，合用一個(gè)進(jìn)氣口、排氣口和灰斗。為使風(fēng)量分配均勻，進(jìn)氣和排氣空間用一傾斜隔板分開，如圖2所示。為了使除塵器結(jié)構(gòu)緊湊，含塵氣體由軸向經(jīng)螺旋導(dǎo)流葉片進(jìn)入旋風(fēng)子，并依靠螺旋導(dǎo)流葉片的作用作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖2多管旋風(fēng)除塵器1旋風(fēng)子2導(dǎo)流葉片3灰斗4鋇斜隔板多管旋風(fēng)除塵器通常要并聯(lián)多個(gè)(有時(shí)達(dá)100個(gè)以上)旋風(fēng)子。由于在一個(gè)共同的箱體內(nèi)設(shè)有很多個(gè)旋風(fēng)子，所以保證氣流均勻地分布到各個(gè)旋風(fēng)子內(nèi)是一個(gè)必須重視的問題。如果各個(gè)旋風(fēng)子之間風(fēng)量分配不均勻，各個(gè)旋風(fēng)子下灰口的負(fù)壓就不相同，便會(huì)造成各個(gè)旋風(fēng)子之間通過共用灰斗產(chǎn)生氣流相互串通，即所謂串流現(xiàn)象。這時(shí)，有的旋風(fēng)子會(huì)從下部進(jìn)風(fēng)，如同除塵器底部漏風(fēng)一樣，使除塵器效率顯著下降。因此，通常要求各個(gè)旋風(fēng)子的尺寸和阻力相同，特別要求下灰口的負(fù)壓相同。為了防止串流，可在灰斗中設(shè)隔板，沿垂直氣流方向每隔6排旋風(fēng)子設(shè)1塊，或單獨(dú)設(shè)置灰斗。為了避免旋風(fēng)子發(fā)生堵塞，多管旋風(fēng)除塵器不宜處理黏性大的粉塵。2旁路旋風(fēng)除塵器。對(duì)旋風(fēng)除塵器的流場(chǎng)測(cè)定表明，在旋風(fēng)除塵器內(nèi)除了主旋轉(zhuǎn)氣流(見圖1)外，在除塵器整個(gè)高度上還存在兩個(gè)旋渦，一個(gè)是處于頂蓋附近一直到排出管下端的上旋渦，另一個(gè)是處于圓錐部分的下旋渦(見圖3)。上旋渦使部分細(xì)粉塵聚集在頂蓋部分，形成上灰環(huán)。上灰環(huán)沿筒壁向上旋轉(zhuǎn)，到達(dá)頂部后，轉(zhuǎn)而向下，沿著排出管外壁到達(dá)排出管下端，在從下向上的內(nèi)旋氣流(內(nèi)旋渦)帶動(dòng)下從排出管排出。上旋渦使一部分未經(jīng)分離的細(xì)粉塵被帶出除塵器，導(dǎo)致除塵效率降低。圖3旁路旋風(fēng)除塵器1一含塵空氣進(jìn)口2一分離口13一旁路分離室4分離口25回風(fēng)口6上旋渦(上灰環(huán))7下旋渦為了消除上旋渦所造成的不利影響，可以在圓筒體上設(shè)置與錐體部分相通的旁路分離室。這時(shí)，上旋渦在圓錐下部負(fù)壓的作用下，便攜帶著細(xì)粉塵從設(shè)置在頂蓋附近的分離口進(jìn)入旁路，沿旁路分離室流至回風(fēng)口5進(jìn)入筒體下部與下旋渦匯合，而粉塵則從氣流中分離出來落人灰斗。在旁路分離室中部設(shè)有分離口2，一部分下旋氣流帶著較粗粉塵由此口進(jìn)入分離室，回到除塵器底部。為了使上旋渦形成更明顯，除塵器頂蓋要比進(jìn)口管高出一定距離。對(duì)幾種旁路旋風(fēng)除塵器試驗(yàn)的結(jié)果表明，增設(shè)旁路分離室后，除塵效率明顯提高，說明旁路分離室在消除上灰環(huán)的有害作用方面確實(shí)發(fā)揮了作用。3直流式旋風(fēng)除塵器。前面介紹的旋風(fēng)除塵器都是回流式的，在這種除塵器中，部分已經(jīng)分離出來的粉塵有可能被上升的內(nèi)旋氣流帶走，從而使除塵效率降低。為解決這個(gè)問題，產(chǎn)生了直流式旋風(fēng)除塵器。在這種除塵器中，繞軸旋轉(zhuǎn)的氣流只朝一個(gè)方向作軸向運(yùn)動(dòng)。直流式旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)包括四部分(見圖4)：(1)入口。入口一般安裝固定導(dǎo)向(導(dǎo)流)葉片，使進(jìn)入氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。(2)本體。本體一般為圓筒形。直徑小，效率就高，但直徑不能太小，否則有被粉塵堵塞的危險(xiǎn)。關(guān)于長(zhǎng)度，本體太長(zhǎng)，阻力增加；太短，粉塵分離時(shí)間不夠，使效率降低。各部分尺寸與本體直徑之比可參看有關(guān)手冊(cè)。(3)出口。出口把靠近軸心的凈化氣體和被分離到本體周圍的粉塵分隔開。(4)排除粉塵裝置。排除粉塵裝置將分離出來的粉塵加以收集，包括灰斗和附屬設(shè)備。直流式旋風(fēng)除塵器的工作過程是這樣的：含塵氣體進(jìn)入除塵器后，通過導(dǎo)向葉片產(chǎn)