旋風集塵器的工作原理

1、旋風集塵器的工作原理旋風除塵器是利用含塵氣流作旋轉運動產生的離心力，將塵粒從氣體中分離并捕集下來的裝置。旋風除塵器與其他除塵器相比，具有結構簡單、無運動部件、造價便宜、除塵效率較高、維護管理方便以及適用面寬的特點，主要用于捕集510µm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方面，一是旋風除塵器的結構參數，二是旋風除塵器的運行管理。對于使用者來說，設備的結構參數業(yè)已確定，運行管理便是影響旋風除塵器的重要因素。因此，研究運行管理方法對旋風除塵器的影響，對提高旋風除塵器的凈化能力具有更加重要的意義。旋風除塵器運行管理和重要性是： （1）穩(wěn)定運行參數；（2）防止漏

2、風；（3）預防關鍵部位磨損；（4）避免粉塵堵塞。因為旋風除塵器構造簡單，沒有運動部件（卸灰閥除外），運行管理相對容易，但是一但出現磨損、漏風、堵塞等故障時將嚴重影響除塵效率。1、 穩(wěn)定運行參數11 入口氣速氣體流量或者說旋風除塵器入口氣速，對旋風除塵器的壓力損失、除塵效率都有很大影響。一般來說，在一定范圍內入口氣速越高，除塵效率也就越高，這是因為增加入口氣速，能增加塵粒在運動中的離心力，使塵粒易于分離，使以除塵效率提高。但氣速太高，氣流的湍動程度增加，二次夾帶嚴重。另外，氣速過高易使粉塵微粒與器壁磨擦加劇，導致粗顆粒粉碎，使細粉塵含量增加。過高的入口氣速對具有凝聚性質的粉塵也會起分散

3、作用，當入口流速超過監(jiān)界值時，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小于1。若入口的氣速進一步增加，除塵效率反而降低，因此，旋風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，旋風除塵器的壓力損失與氣體流量的平方成正比。所以進氣口氣速成太大，雖然除塵效率會稍有提高（有時不提高甚至下降），但壓力損失卻急劇上升，即能耗增大，同時入口氣速過大，也會加劇旋風除塵器筒體的磨損，降低使用壽命。因此在設計除塵器的進口截面時，必須使進入口氣速為一適應值，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選小些，反之可選大些。12 含塵

4、氣體的物理性質和進氣狀態(tài)影響旋風除塵器性能的含塵器體的物理性質主要是氣體的密度和黏度。而含塵氣體的密度隨進口溫度增加而降低，隨進口壓力增大而增大。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。另一方面是氣體的密度變小，使壓降也變小。旋風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，當氣體溫度增加時，氣體黏度增大，使顆粒受到的向心力加大，因此在入口風速一定的情況下，除塵器效率隨溫度的增加而上降。所以高溫條件下運行的除塵器，應有較大入口氣速和較小的截面氣速，這

5、在與旋風除塵器的運行管理中也應予以注意。13 氣體含塵濃度氣體的含塵濃度對旋風除塵器效率和壓力損失都有影響。實驗結果表明，處理含塵氣體的壓力損失要比處理清潔空氣時小，且壓力損失隨含塵負荷的增加而減小，這是因為徑向運動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動到速度較低的氣流中時，把能量傳遞給旋轉氣流的外層，減少其需要的壓力，從而降低了壓力損失。旋風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，要根據氣體的含塵濃度不斷調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，除濃度外，還要考慮粉塵的黏結性粉塵的黏結

6、強度。用于中等黏度結性粉塵凈化時，含塵氣體的容量應為允許容量的1/4，用于高等黏結性粉塵凈化時，含塵氣體的容量應為允許容量的1/8，以保證設備的可靠性。14 固體粉塵的物理性質固體粉塵物理性質主要有顆粒大小、密度與粉塵粒徑分布是影響旋風除塵器的重要因素。含塵氣流中固體顆粒粒徑越大，在旋風除塵器中產生的離心力越大，越有利于分離。所以，大顆粒粉塵中所占有的百分數越大，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，設計計算中可以忽略不計。在處理粗顆粒腐蝕性粉塵時，其濃度比允許濃度低1/21/3，為此可設計前一級預除

7、塵器。在處理腐蝕性粉塵時，必須增加除塵器的壁厚，或者在旋風除塵器下覆蓋橡膠板、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，氣體在旋風除塵器中凈化不好。若細顆粒量不變，含濕量增加5%10%，顆粒在旋風除塵器內相互黏結比較大顆粒，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，將會引起粉塵粘壁，甚至堵塞，以致大大降低旋風除塵器的性能。影響旋風除塵器性能的因素除上述外，除塵器內壁粗糙度也會影響除塵器的性能。2、防止漏風除塵器的漏風對凈化效率有顯

8、著影響，尤其以除塵器的排灰口的漏風更為顯著。因為旋風除塵器無論是在正壓下還是在負壓下運行，其底部總是處于負壓狀態(tài)，如果除塵器底部密封不嚴密，從外部滲入的空氣會把正在落入灰斗的粉塵重新帶走，使除塵器效率顯著下降。除塵器漏風原因主要有三種：（1) 除塵器進出口連接處漏風，主要是由于連接件使用不當引起的，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，主要原因是灰斗因為含塵氣流在旋轉或沖擊除塵器本體時磨損十分嚴重，根據現場經驗當氣體含量真超過10g/m3時，在不到100天時間里就可以磨壞3mm厚的鋼板；（3）旋風除塵器卸風裝置的漏風，卸灰閥多用于機械自動式，這些閥密封性較差，稍

9、有不慎，就可能產生漏風，這是除塵器管理的重要環(huán)節(jié)。除塵器一但漏風將嚴重影響除塵效率。據估算，旋風除塵器灰斗或卸灰閥漏風1%，除塵效率下降10%。沉降室入口或出口的漏風對除塵效率影響不大，如果沉降室本體漏風則對除塵效率有較大影響。因此，必須保持旋風除塵器線管的氣密性，不允許有漏風（正壓操作時）和吸風現象（負壓操作時）。一般在制造前后要進行氣密性試驗。3、 關鍵部位的磨損31 影響磨損的因素（1）磨損與負荷關系。在高濃度、高速度含塵氣體不斷沖刷下旋風除塵器極易被磨損。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荷、灰塵密度和硬度以及氣體速度的增加需加快，隨

10、構成除塵器壁的材料的硬度的增加而減慢?；覊m濃度低時，一般有較輕磨損；濃度增大，被磨損的面積也增大。（2）磨損與氣體速度成指數關系。磨損和氣體速度成指數關系。矩形彎頭，指數為2；垂直射流的沖擊，大約是2.53.在相同的氣流速度下，2030度時是磨損最嚴重的沖擊角度。就低碳鋼而言，磨損就會迅速增加。（3）磨損與粒徑關系。流體動力學理論認為，空氣中的小粒子造成的磨損應當較小。因為粒子的質量隨直徑的立方而變化，所以小粒子的動量和動能要比相同速度的大粒子小得多。也有人認為小粒徑粉塵因其總表面積較大，產生的磨擦面積也大，因此會隨粒度的減小而增加。32 磨損部位（1） 殼體。除塵器殼體的

11、內部沿著縱向氣流給殼壁以相當大的沖擊。在這沖擊區(qū)產生最大的縱向磨損。焊接金屬通常比基底金屬硬，靠近焊接處的金屬常因為退火而軟于基底金屬，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生斷續(xù)流動和不同的金屬硬度。因此，在制造和運轉時應注意保證連接處的內表面真正光滑并且同心。在圓筒變?yōu)閳A錐處，貼近殼壁部分產生的最大斷續(xù)流動，因而橫向磨損增加。（2） 圓錐和排塵口的磨損。旋風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速度都逐漸增加。這就使圓錐部分比圓筒部分磨損更嚴重。旋風

12、除塵器從排塵口倒流進去的氣體到臨界點，運行情況就會惡化。這時將沒有多少灰塵排出，而只是在圓錐的較低部位形成旋轉塵環(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，所以應定期檢查葉片完好程度。為了防止葉片磨損，優(yōu)良的設計應該把葉片截面制成圓形-矩形，而不應該是片狀。33  防止除塵器磨損的技術

13、措施（1）防止排塵口堵塞。選用優(yōu)質的卸灰閥，加強調節(jié)和檢修。（2）防止過多的氣體倒流入排塵口。使用卸灰閥要嚴密，配合得當，減輕磨損口。（3）就當常檢修除塵器有無因磨損而漏氣的現像，以便及時采取措施。（4）盡量減少焊縫和接頭。必須要有焊縫應磨平，法蘭連接處應仔細裝配好。（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當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 

14、排塵口堵塞和預防措施引起排塵口堵塞通常有兩個原因，一是大塊物料或雜物，二是灰斗內灰塵堆積過多，不能及時排出。排塵口的堵塞會增加磨損，降低除塵效率和加大設備壓力損失。預防排塵口堵塞的措施：（1） 在吸氣口增加柵網，既不影響吸風效果，又能防止雜物吸入。（2） 在排塵口上部增加手掏孔，其位置應在易堵部位，大小以150×150mm的方孔即可。手掏孔的法蘭處應加墊片并涂密封膏，避免漏風。平時檢查中可用小錘易堵處聽其聲音，以檢查是否有堵塞。42  進排氣口堵塞及預防進、排氣口堵塞現象多是設計不理想造成的。與袋式吸塵器、電除器不同，旋風除塵器的進氣口或排氣口形式通常不進行專門設計，所以在進氣出氣口略有粗糙直角、斜角等就會形成粉塵粘附、加厚，直至堵塞。避免和預防堵塞的第一個環(huán)節(jié)是從設計中考慮，設計時要根據粉塵性質和氣體特點使除塵器進、出口光滑，避免容易形成堵塞的直角、斜角。加工制造設備時要打光除突出的焊瘤、結疤等。運行管理旋風除塵器要時常觀察壓力、流量的異常變化，并根據這些變化找出原因，及時消除?？傊?，防止旋風除塵器的堵塞和積灰要做到：（1）灰斗內的粉塵要在允許范圍內；（2）排灰運灰工具良好；（3）及時清除灰斗中的灰塵；（4）防止貯灰和集灰系統(tǒng)中的粉塵接塊硬化。5、 結束語旋風除塵器的運行管理對除塵器的效