旋風(fēng)集塵器的工作原理

1、旋風(fēng)集塵器的工作原理旋風(fēng)除塵器是利用含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力，將塵粒從氣體中分離并捕集下來的裝置。旋風(fēng)除塵器與其他除塵器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、無運(yùn)動(dòng)部件、造價(jià)便宜、除塵效率較高、維護(hù)管理方便以及適用面寬的特點(diǎn)，主要用于捕集510m以上的非黏性、非纖維性的干燥塵粒。影響除塵器效率的因素主要包括兩個(gè)方面，一是旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，二是旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行管理。對于使用者來說，設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)業(yè)已確定，運(yùn)行管理便是影響旋風(fēng)除塵器的重要因素。因此，研究運(yùn)行管理方法對旋風(fēng)除塵器的影響，對提高旋風(fēng)除塵器的凈化能力具有更加重要的意義。旋風(fēng)除塵器運(yùn)行管理和重要性是： （1）穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)；（2）防止漏風(fēng)；（3）預(yù)

2、防關(guān)鍵部位磨損；（4）避免粉塵堵塞。因?yàn)樾L(fēng)除塵器構(gòu)造簡單，沒有運(yùn)動(dòng)部件（卸灰閥除外），運(yùn)行管理相對容易，但是一但出現(xiàn)磨損、漏風(fēng)、堵塞等故障時(shí)將嚴(yán)重影響除塵效率。1、 穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù)11入口氣速氣體流量或者說旋風(fēng)除塵器入口氣速，對旋風(fēng)除塵器的壓力損失、除塵效率都有很大影響。一般來說，在一定范圍內(nèi)入口氣速越高，除塵效率也就越高，這是因?yàn)樵黾尤肟跉馑?，能增加塵粒在運(yùn)動(dòng)中的離心力，使塵粒易于分離，使以除塵效率提高。但氣速太高，氣流的湍動(dòng)程度增加，二次夾帶嚴(yán)重。另外，氣速過高易使粉塵微粒與器壁磨擦加劇，導(dǎo)致粗顆粒粉碎，使細(xì)粉塵含量增加。過高的入口氣速對具有凝聚性質(zhì)的粉塵也會(huì)起分散作用，當(dāng)入口流速超過監(jiān)界

3、值時(shí)，紊流的影響就比分離作用增加得更快，以至于除塵效率隨入口氣速增加的指數(shù)小于1。若入口的氣速進(jìn)一步增加，除塵效率反而降低，因此，旋風(fēng)除塵器的入口氣速不宜太高。另一方面，從理論可以分析可知，旋風(fēng)除塵器的壓力損失與氣體流量的平方成正比。所以進(jìn)氣口氣速成太大，雖然除塵效率會(huì)稍有提高（有時(shí)不提高甚至下降），但壓力損失卻急劇上升，即能耗增大，同時(shí)入口氣速過大，也會(huì)加劇旋風(fēng)除塵器筒體的磨損，降低使用壽命。因此在設(shè)計(jì)除塵器的進(jìn)口截面時(shí)，必須使進(jìn)入口氣速為一適應(yīng)值，一般為1820m/s，最好不要超過30m/s ，濃度高和顆粒粗的粉塵入口速度應(yīng)選小些，反之可選大些。12含塵氣體的物理性質(zhì)和進(jìn)氣狀態(tài)影響旋風(fēng)除塵

4、器性能的含塵器體的物理性質(zhì)主要是氣體的密度和黏度。而含塵氣體的密度隨進(jìn)口溫度增加而降低，隨進(jìn)口壓力增大而增大。氣體密度越大，臨界粒徑也就越大，故除塵效率下降。但是，氣體的密度和塵粒密度相比，特別是在低壓下幾乎可以忽略，所以，其對除塵效率的影響與塵粒密度來說，可以忽略不計(jì)。另一方面是氣體的密度變小，使壓降也變小。旋風(fēng)除塵器的效率隨氣體黏度的增加而降低，氣體黏度變化直接與溫度的改變有關(guān)，當(dāng)氣體溫度增加時(shí)，氣體黏度增大，使顆粒受到的向心力加大，因此在入口風(fēng)速一定的情況下，除塵器效率隨溫度的增加而上降。所以高溫條件下運(yùn)行的除塵器，應(yīng)有較大入口氣速和較小的截面氣速，這在與旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行管理中也應(yīng)予以注

5、意。13氣體含塵濃度氣體的含塵濃度對旋風(fēng)除塵器效率和壓力損失都有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處理含塵氣體的壓力損失要比處理清潔空氣時(shí)小，且壓力損失隨含塵負(fù)荷的增加而減小，這是因?yàn)閺较蜻\(yùn)動(dòng)的大量塵粒拖曳了大量空氣；粉塵從速度較高的氣流向外運(yùn)動(dòng)到速度較低的氣流中時(shí)，把能量傳遞給旋轉(zhuǎn)氣流的外層，減少其需要的壓力，從而降低了壓力損失。旋風(fēng)除塵器的除塵效率隨粉塵濃度增加而提高。但是除塵效率提高的速度要比含塵濃度增加的速度慢得多，因此，要根據(jù)氣體的含塵濃度不斷調(diào)整氣體的流量和速度，始終保證較高的除塵率。在選擇含塵氣體的容量時(shí)，除濃度外，還要考慮粉塵的黏結(jié)性粉塵的黏結(jié)強(qiáng)度。用于中等黏度結(jié)性粉塵凈化時(shí)，含塵氣體的容量

6、應(yīng)為允許容量的1/4，用于高等黏結(jié)性粉塵凈化時(shí)，含塵氣體的容量應(yīng)為允許容量的1/8，以保證設(shè)備的可靠性。14固體粉塵的物理性質(zhì)固體粉塵物理性質(zhì)主要有顆粒大小、密度與粉塵粒徑分布是影響旋風(fēng)除塵器的重要因素。含塵氣流中固體顆粒粒徑越大，在旋風(fēng)除塵器中產(chǎn)生的離心力越大，越有利于分離。所以，大顆粒粉塵中所占有的百分?jǐn)?shù)越大，則除塵效率越高。顆粒密度的大小直接影響到臨界直徑。顆粒密度越大，臨界直徑越小，除塵效率越高。但顆粒密度對壓力損失影響很小，設(shè)計(jì)計(jì)算中可以忽略不計(jì)。在處理粗顆粒腐蝕性粉塵時(shí)，其濃度比允許濃度低1/21/3，為此可設(shè)計(jì)前一級預(yù)除塵器。在處理腐蝕性粉塵時(shí)，必須增加除塵器的壁厚，或者在旋風(fēng)除

7、塵器下覆蓋橡膠板、人造石板等其它抗腐蝕材料。15含濕量氣體的含塵量對旋風(fēng)除塵器工況有較大影響。如分散度很高而黏著性很小的粉塵，氣體在旋風(fēng)除塵器中凈化不好。若細(xì)顆粒量不變，含濕量增加5%10%，顆粒在旋風(fēng)除塵器內(nèi)相互黏結(jié)比較大顆粒，這些大顆粒被猛烈沖擊在器壁上，氣體凈化將大為改善。所以有往除塵器內(nèi)加些蒸汽來提高效率的做法。但是必須注意的是，水蒸汽的量不宜過大，將會(huì)引起粉塵粘壁，甚至堵塞，以致大大降低旋風(fēng)除塵器的性能。影響旋風(fēng)除塵器性能的因素除上述外，除塵器內(nèi)壁粗糙度也會(huì)影響除塵器的性能。2、防止漏風(fēng)除塵器的漏風(fēng)對凈化效率有顯著影響，尤其以除塵器的排灰口的漏風(fēng)更為顯著。因?yàn)樾L(fēng)除塵器無論是在正壓下

8、還是在負(fù)壓下運(yùn)行，其底部總是處于負(fù)壓狀態(tài)，如果除塵器底部密封不嚴(yán)密，從外部滲入的空氣會(huì)把正在落入灰斗的粉塵重新帶走，使除塵器效率顯著下降。除塵器漏風(fēng)原因主要有三種：（1) 除塵器進(jìn)出口連接處漏風(fēng)，主要是由于連接件使用不當(dāng)引起的，例如螺栓沒有擰緊，墊片不夠均勻，法蘭面不平整等；（2）除塵器本體漏風(fēng)，主要原因是灰斗因?yàn)楹瑝m氣流在旋轉(zhuǎn)或沖擊除塵器本體時(shí)磨損十分嚴(yán)重，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)當(dāng)氣體含量真超過10g/m3時(shí)，在不到100天時(shí)間里就可以磨壞3mm厚的鋼板；（3）旋風(fēng)除塵器卸風(fēng)裝置的漏風(fēng)，卸灰閥多用于機(jī)械自動(dòng)式，這些閥密封性較差，稍有不慎，就可能產(chǎn)生漏風(fēng)，這是除塵器管理的重要環(huán)節(jié)。除塵器一但漏風(fēng)將嚴(yán)重影

9、響除塵效率。據(jù)估算，旋風(fēng)除塵器灰斗或卸灰閥漏風(fēng)1%，除塵效率下降10%。沉降室入口或出口的漏風(fēng)對除塵效率影響不大，如果沉降室本體漏風(fēng)則對除塵效率有較大影響。因此，必須保持旋風(fēng)除塵器線管的氣密性，不允許有漏風(fēng)（正壓操作時(shí)）和吸風(fēng)現(xiàn)象（負(fù)壓操作時(shí)）。一般在制造前后要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。3、 關(guān)鍵部位的磨損31影響磨損的因素（1）磨損與負(fù)荷關(guān)系。在高濃度、高速度含塵氣體不斷沖刷下旋風(fēng)除塵器極易被磨損。除塵器一般先在鋼板上磨出溝槽，然后被加速磨損，直至磨穿。除塵器的磨損隨灰塵負(fù)荷、灰塵密度和硬度以及氣體速度的增加需加快，隨構(gòu)成除塵器壁的材料的硬度的增加而減慢?；覊m濃度低時(shí)，一般有較輕磨損；濃度增大，被磨損

10、的面積也增大。（2）磨損與氣體速度成指數(shù)關(guān)系。磨損和氣體速度成指數(shù)關(guān)系。矩形彎頭，指數(shù)為2；垂直射流的沖擊，大約是2.53.在相同的氣流速度下，2030度時(shí)是磨損最嚴(yán)重的沖擊角度。就低碳鋼而言，磨損就會(huì)迅速增加。（3）磨損與粒徑關(guān)系。流體動(dòng)力學(xué)理論認(rèn)為，空氣中的小粒子造成的磨損應(yīng)當(dāng)較小。因?yàn)榱Ｗ拥馁|(zhì)量隨直徑的立方而變化，所以小粒子的動(dòng)量和動(dòng)能要比相同速度的大粒子小得多。也有人認(rèn)為小粒徑粉塵因其總表面積較大，產(chǎn)生的磨擦面積也大，因此會(huì)隨粒度的減小而增加。32磨損部位（1）殼體。除塵器殼體的內(nèi)部沿著縱向氣流給殼壁以相當(dāng)大的沖擊。在這沖擊區(qū)產(chǎn)生最大的縱向磨損。焊接金屬通常比基底金屬硬，靠近焊接處的金

11、屬常因?yàn)橥嘶鸲浻诨捉饘?，硬度的差異使軟的退火處比其它部位磨損快。這些都是造成縱向磨損的條件。橫向磨損是沿著殼體壁一條或幾條圓圈形磨損。在圓筒和圓錐部分，任何圓周焊縫或法蘭連接都可能產(chǎn)生斷續(xù)流動(dòng)和不同的金屬硬度。因此，在制造和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意保證連接處的內(nèi)表面真正光滑并且同心。在圓筒變?yōu)閳A錐處，貼近殼壁部分產(chǎn)生的最大斷續(xù)流動(dòng)，因而橫向磨損增加。（2） 圓錐和排塵口的磨損。旋風(fēng)除塵器圓錐部分直徑逐漸減小，所以通單位面積表面的灰塵量和流動(dòng)速度都逐漸增加。這就使圓錐部分比圓筒部分磨損更嚴(yán)重。旋風(fēng)除塵器從排塵口倒流進(jìn)去的氣體到臨界點(diǎn)，運(yùn)行情況就會(huì)惡化。這時(shí)將沒有多少灰塵排出，而只是在圓錐的較低部位形成旋

12、轉(zhuǎn)塵環(huán)，能使磨損的速度加快好幾倍。這樣的磨損，可以利用防止氣體流入灰斗的辦法來減輕。如果排塵口堵塞，或灰斗裝得過滿，妨礙正常排塵，則圓錐部分旋轉(zhuǎn)的灰塵特別容易磨損圓錐。倘若這種情況持續(xù)下去，磨損范圍就上升到除塵壁愈來愈高的位置。解決磨損的辦法。是防止灰斗中灰塵的沉積到接近排塵口的高度。（3）葉片磨損。慣性除塵器的葉片磨損是最主要的磨損部位，所以應(yīng)定期檢查葉片完好程度。為了防止葉片磨損，優(yōu)良的設(shè)計(jì)應(yīng)該把葉片截面制成圓形-矩形，而不應(yīng)該是片狀。33防止除塵器磨損的技術(shù)措施（1）防止排塵口堵塞。選用優(yōu)質(zhì)的卸灰閥，加強(qiáng)調(diào)節(jié)和檢修。（2）防止過多的氣體倒流入排塵口。使用卸灰閥要嚴(yán)密，配合得當(dāng)，減輕磨損口

13、。（3）就當(dāng)常檢修除塵器有無因磨損而漏氣的現(xiàn)像，以便及時(shí)采取措施。（4）盡量減少焊縫和接頭。必須要有焊縫應(yīng)磨平，法蘭連接處應(yīng)仔細(xì)裝配好。（5）在灰塵沖擊部位使用可以更換的抗磨板，或增加耐磨層，也可以用耐磨材料制造除塵器。（6）除塵器的壁面的切向速度和入口流速應(yīng)當(dāng)保持在臨界范圍以下。（7）采取有效的防腐措施，在除塵器的外殼一般要刷一層紅丹，二層耐腐漆或耐熱漆。4、 避免灰塵堵塞和積灰旋風(fēng)除塵器的堵塞和積灰主要發(fā)生在排塵口附近，其次發(fā)生在排塵的管道里。41排塵口堵塞和預(yù)防措施引起排塵口堵塞通常有兩個(gè)原因，一是大塊物料或雜物，二是灰斗內(nèi)灰塵堆積過多，不能及時(shí)排出。排塵口的堵塞會(huì)增加磨損，降低除塵效率

14、和加大設(shè)備壓力損失。預(yù)防排塵口堵塞的措施：（1）在吸氣口增加?xùn)啪W(wǎng)，既不影響吸風(fēng)效果，又能防止雜物吸入。（2）在排塵口上部增加手掏孔，其位置應(yīng)在易堵部位，大小以150150mm的方孔即可。手掏孔的法蘭處應(yīng)加墊片并涂密封膏，避免漏風(fēng)。平時(shí)檢查中可用小錘易堵處聽其聲音，以檢查是否有堵塞。42進(jìn)排氣口堵塞及預(yù)防進(jìn)、排氣口堵塞現(xiàn)象多是設(shè)計(jì)不理想造成的。與袋式吸塵器、電除器不同，旋風(fēng)除塵器的進(jìn)氣口或排氣口形式通常不進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，所以在進(jìn)氣出氣口略有粗糙直角、斜角等就會(huì)形成粉塵粘附、加厚，直至堵塞。避免和預(yù)防堵塞的第一個(gè)環(huán)節(jié)是從設(shè)計(jì)中考慮，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)粉塵性質(zhì)和氣體特點(diǎn)使除塵器進(jìn)、出口光滑，避免容易形成堵塞的直角、斜角。加工制造設(shè)備時(shí)要打光除突出的焊瘤、結(jié)疤等。運(yùn)行管理旋風(fēng)除塵器要時(shí)常觀察壓力、流量的異常變化，并根據(jù)這些變化找出原因，及時(shí)消除。總之，防止旋風(fēng)除塵器的堵塞和積灰要做到：（1）灰斗內(nèi)的粉塵要在允許范圍內(nèi)；（2）排灰運(yùn)灰工具良好；（3）及時(shí)清除灰斗中的灰塵；（4）防止貯灰和集灰系統(tǒng)中的粉塵接塊硬化。5、 結(jié)束語旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行管理對除塵器的效率有重要影