袋式除塵器脈沖清灰性能分析研究

1、袋式除塵器脈沖清灰性能研究 時間： 2018 年 8月 23日 字體：大中小 王北平 顧利定 浙江潔華環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆?摘 要 本文在實驗的基礎上分析論證了脈沖閥、氣包容積、氣包壓力以及脈沖時間對脈沖噴吹清灰的影響關系，并闡明了 脈沖時間的選擇范圍，對工程設計具有重要的指導意義。 關鍵詞 脈沖清灰 性能 研究 1 前言 袋式除塵器主要由殼體、濾袋、清灰機構和輸灰系統(tǒng)組成。清灰系統(tǒng)的好壞直接關系到除 塵器能否高效、安全、經(jīng)濟運行。近年來，不少科研單位，大專院校發(fā)表了很多有關脈沖袋式 除塵器及其清灰方面的研究論文，開展了計算機數(shù)值模擬計算，提出了不少觀點，對脈沖袋式 除塵器清灰系統(tǒng)的設計幫助

2、很大。但是在工程實際應用中脈沖袋式除塵器也出現(xiàn)了諸多問題， 有的清灰效果不良，濾袋阻力大；有的清灰強度過大，損傷濾袋；有的清灰強度不勻均，影響 清灰效果。人們開始探索脈沖清灰中各相關因素的影響關系。為此我們建立了脈沖噴吹實驗 臺。 2 研究內(nèi)容 在袋式除塵器運行過程中，其主要的運作過程是“過濾清灰過濾”的循環(huán)過程，可見 要保證袋式除塵器的長期安全穩(wěn)定運行，清灰過程至關重要，清灰的好壞直接關系到濾料的再 生能力。袋式除塵器的清灰方式主要有氣體回轉反吹、機器震打、氣體脈沖等幾種，氣體脈沖 又是袋式除塵器中一種常見的清灰方式。在一個噴吹管直徑、文氏管構造、噴吹孔徑及孔數(shù)、 濾袋長度和直徑、噴嘴到花板

3、距離已定的脈沖噴吹機構中，氣包壓力、脈沖時間、脈沖閥類 型、氣包容積、脈沖周期就成為影響脈沖噴吹袋式除塵器清灰性能好壞的主要因素。而上述幾 種因素綜合起來就是反映了不同的噴吹氣量，不同的噴吹氣量決定了濾袋袋內(nèi)噴吹壓力和袋壁 反向加速度的大小，也就決定了脈沖清灰力度的大小。但并不能單單用噴吹氣量大小這個因素 來衡量噴吹效果的好壞。在工程實際應用中影響噴吹效果好壞的應該是單位時間噴吹氣量，其 主要受氣包壓力、脈沖時間等幾個因素的綜合影響。單位時間噴吹氣量就是指在一個氣脈沖時 間內(nèi)脈沖閥所噴吹出來的氣體量。 脈沖閥的噴吹氣體量主要通過測量氣包噴吹前后的壓力和根據(jù)脈沖氣體管道的全壓、靜壓 和動壓的關系

4、來得出動壓，而動壓又是速度的表征量，進而根據(jù)速度得出氣體流量。對比這兩 種方法，根據(jù)氣包噴吹前后的壓力關系得出的氣包耗氣量較后者得出的準確。本實驗在每次噴 吹前就已經(jīng)截斷氣包的供氣管道，因而根據(jù)噴吹前后氣包壓力的值可以準確的得出氣包耗氣 量，這個耗氣量就是脈沖閥的噴吹氣體量。 2.1 確定影響噴吹氣量的影響因素 本實驗用正交實驗法來安排實驗，實驗中正交影響因素有以下四種： A :不同廠家的脈沖閥； B :不同大小的氣包容積； C :不同大小的氣包壓力； D :不同長短的脈沖時間。 而每種因素又有不同的水平： A :不同廠家的脈沖閥3淹沒式a閥、3淹沒式B閥）； B :不同大小的氣包容積650L

5、、1000L）; C :不同大小的氣包壓力 0.2MPa 0.3 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa）； D :不同長短的脈沖時間60ms 80ms 100ms 120mS 。 從而這個實驗是一個四因素不同水平的正交實驗。 根據(jù)上述關系作出因素水平表格 ,這是一個有4水平和2水平混合 組成的正交表格 表-2 ）。 表-2 因素 次序 C D A B 評價指標 單位時間 氣包耗氣量 n3/s ） 氣包耗氣 量 m3） 氣脈沖時間 ms） 1 0.2MPa 60ms 3淹沒式a閥 650L 0.421 122.333 3.438 2 0.2MPa 80ms 3淹沒式a閥 650L 0.483

6、130.333 3.709 3 0.2MPa 100ms :3淹沒式B閥 1000L 0.668 195.000 3.427 4 0.2MPa 120ms 3淹沒式B閥 1000L 0.711 205.000 3.469 5 0.3MPa 60ms 3淹沒式a閥 1000L 0.530 102.000 5.191 6 0.3MPa 80ms 3淹沒式a閥 1000L 0.615 126.000 4.880 7 0.3MPa 100ms r 3淹沒式b閥 650L 0.788 206.000 3.828 8 0.3MPa 120ms 3淹沒式B閥 650L 0.836 223.000 3.749

7、 9 0.4MPa 60ms 3淹沒式B閥 650L 0.844 190.000 4.443 10 0.4MPa 80ms ；3淹沒式B閥 650L 0.902 200.000 4.508 11 0.4MPa 100ms ；3淹沒式a閥 1000L 0.796 150.000 5.305 12 0.4MPa 120ms 3淹沒式a閥 1000L 0.890 165.000 5.396 13 0.5MPa 60ms 3淹沒式B閥 1000L 1.017 170.000 5.981 14 0.5MPa 80ms 3淹沒式B閥 1000L 1.093 190.000 5.755 15 0.5MPa

8、100ms 3淹沒式a閥 650L 0.972 158.000 6.152 16 0.5MPa 120ms 3淹沒式a閥 650L 1.056 185.000 5.710 I 3.51075 4.76325 4.972625 4.442125 74.941 n 4.41210 4.71300 4.395000 4.925550 m 4.91300 4.67800 IV 5.89950 4.58100 R 2.38875 0.18225 0.577625 0.483375 從上述分析中可以看出，其中氣包壓力是對噴吹耗氣量影響最大的因素，而脈沖時間是影 響最小的一個因素。對噴吹氣量的影響的大小順序

9、是c A B D。 2.2 相同氣包壓力不同脈沖時間對噴吹氣量的影響 在工程實際應用中，通常調(diào)節(jié)脈沖氣壓和脈沖時間來選擇合適的清灰力度。一般來說，脈 沖氣壓大于3kg/cm2稱為高壓脈沖，小于3kg/cm2稱為低壓脈沖。脈沖氣壓的選擇通常與物料性 質、過濾風速、過濾濃度和濾料材質等因素有關。而脈沖時間的選擇相對來說比較靈活，一般 可在60150ms之間來選擇。下面就談談在相同脈沖壓力下不同脈沖時間對噴吹氣量的影響。 以a閥為例，穩(wěn)定氣包壓力在0.2Mpa,調(diào)節(jié)不同的脈沖時間進行噴吹實驗，測得的數(shù)據(jù)如 下 表-3 )。 表-3 脈沖時間 ms) 噴吹前氣包壓力 vkPa) 噴吹后氣包壓力 vkP

10、a) 氣包耗氣量 nS) 氣脈沖時間 2氣包環(huán)量脫國(i和 從圖1可以看出，在不同的脈沖時間下20vtv200),脈沖噴吹后氣包內(nèi)的壓力可以近似 的看做一條直線，這條直線可以表示成P后=P+ tana) xt脈沖，其中的tana)和P跟氣包容 積、脈沖閥類型、氣包壓力有關。上面實驗中tan a) =-0.21561 , P= 183.009，將數(shù)值帶入 方程可得P后=183.009 0.21561 xt脈沖。根據(jù)方程可以算出不同脈沖時間噴吹后的氣包壓力。 再通過氣包耗氣量計算公式 Q= vP R) V/1000P。，可得出不同脈沖時間下的氣包耗氣量，也就 是單閥單次在該脈沖時間下的噴吹氣量。

11、式中： Q 耗氣量L/次；P1 噴吹前氣包壓力Pa； R 噴吹后氣包壓力Pa； V 氣包容積 m； P0 當?shù)卮髿鈮篜a 2.3 對兩種不同的脈沖閥在同一壓力不同脈沖時間下的對比 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在同一坐標系中作出二個閥在0.2MPa脈沖壓力下，不同脈沖時間噴吹后的 氣包壓力曲線圖 圖3)。 對比兩條曲線可以看出，兩條曲線仍然可近似的表示成兩條直線P后=P+ tana) x t脈沖，而兩條直 線的tan 濾袋底部最大 反向加速度值（g 最大反向加速度值 出現(xiàn)時間（ms 最大反向加速度值 結束時間（ms 20 -5.93 70 120 80 -7.18 70 120 200 -5.35 70 12

12、0 從表-4我們可以看出，單位時間噴吹量大的 80ms脈沖時間的袋底反向加速度要比其他兩 種脈沖時間得出的要大，最大反向加速度值出現(xiàn)時間在70ms結束時間在120ms左右，這說明 70120ms脈沖時間是閥在0.2MPa脈沖壓力下最佳脈沖時間。 再來看看濾袋內(nèi)噴吹壓力情況。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出脈沖壓力為0.2MPa脈沖時間為100ms 的濾袋袋底壓力曲線圖 圖6）。 從圖6可以看出，在50ms以前袋內(nèi)壓力基本為零，在 80150ms內(nèi)袋底壓力為最大，壓力 峰值出現(xiàn)在110ms左右。這也與上述袋壁加速度的分析是一致的。 在除塵器設計中我們應該要滿足噴吹氣量是所噴吹濾袋處理風量的23倍，這樣脈沖噴吹才

13、能滿足 清灰強度的要求。實際上脈沖氣體通過噴吹管從噴口以高壓高速的形式噴向濾袋，并且在噴吹過程中誘導數(shù) 倍的氣體噴向濾袋，迫使濾袋產(chǎn)生強大的沖擊波，以清除濾袋上的塵餅。上述是我們選擇最佳脈沖時間的前 提。 Ss三種童糊何的龍勸1速度區(qū)圖 沁 200s 2. 5 0 10020030Q400500 %瞅曲時間 16適讎斬古曲證團 &00 3分析總結 濾袋袋內(nèi)噴吹壓力和袋壁反向加速度是影響脈沖清灰力度的重要因素，我們在設計過程中不能想得到 高的氣體噴吹量而選擇高的脈沖時間，而是必須考慮濾袋袋內(nèi)壓力和袋壁反向加速度峰值到達的時間。采用 高的脈沖時間可以得到較高的氣體噴吹量，卻往往得不到更高效的清灰效果。高的脈沖時間不僅浪費氣源氣 體量，而且使單位時間的清灰能力變差