防脱落封闭型袋式除尘器的研制

李瑞友　余翔　蒋超　孟桂峰　方伟亮　江建慧　黄立建

国家对大气质量控制要求越来越严，有关环保的国家和行业标准要求不断提高，2013年12月底发布的《水泥行业大气污染物排放标准》水泥窑及窑尾余热利用系统颗粒物排放限值为30mg/m3，电除尘器在满足这些要求方面日显不足，不能使所有粉尘都能达到很高的净化效率，且受气体温湿度操作条件影响较大，同样的一种粉尘在不同温度、湿度下操作，所得到的效果不同，无法适应各种工况的烟气除尘，保证不了烟尘达标排放。

袋式除尘器以其除尘效率高、能满足严格的环保要求，适应能力强，运行稳定，且管理简单、维修方便等优点，广泛应用于冶金、机械、化工、建材、粮食及其它工业部门。

一、国内袋式除尘器的研究现状

目前在我国袋式除尘器的应用数量约占各类除尘器总量的60%～70%，这主要得益于滤料的发展、清灰技术的进步以及运行控制的逐步现代化。袋式除尘器按滤袋形式可分为圆袋与扁袋，目前使用最多的为圆袋。袋式除尘器按清灰方式可分为机械振动、气流反吹和脉冲喷吹。脉冲喷吹又可分为管式脉冲和气箱脉冲；依脉冲阀使用压缩空气的压力大小，可分为高压脉冲和低压脉冲。目前，中小型袋式除尘器较多使用气箱脉冲；大型袋式除尘器较多使用低压脉冲。小型仓顶收尘尚有使用机械振动的实例。对于袋式除尘器的运行控制，中小型设备多采用脉冲控制仪进行定时控制清灰；大型设备多使用电脑控制仪定时程序控制或定压程序控制。

二、现有的袋式除尘器存在的主要问题

公司项目组通过现场调研与讨论拟采用理论分析及CFD模拟的方法进行分析，现有的袋式除尘器出现的主要问题有：

（一）现有的布袋除尘器，通常采用上下垂直的直通式提升阀结构，气流流动阻力较大，因而引风机的电耗也大大增加。

（二）现有布袋除尘器箱体的门框与门盖之间密封所使用的常见密封方法是使用方形橡胶密封条粘在门盖之上及n型密封条嵌入门框之上。但方形橡胶密封条容易脱落，方形橡胶密封条及n型密封条在除尘器高负压运行下，有时门盖锁紧装置松动，存在少量漏风，密封效果差。

（三）现有布袋除尘器的双层密封旁通阀，阀体内腔设有中间开孔的上隔板和下隔板，汽缸连接上连杆，上连杆上连接一个上阀板，上阀板与上隔板配合密封，上连杆连接下连杆并穿过上隔板中间的开孔，下连杆上连接下阀板，下阀板与下隔板配合密封，旁通阀闭合时双层密封阀板之间形成密封室，但由于下閥板与下隔板配合密封容易导致漏风，这样造成排放浓度超标达不到国家标准。

（四）由于现有气箱脉冲除尘器在中箱体的下方开口处不设置阀门，清灰时，先关闭提升阀再由脉冲电磁阀喷吹清灰，造成中箱体不完全密闭，致使清灰不彻底。

三、防脱落封闭型袋式除尘器的设计研究

项目组采用三维模拟仿真，并结合工业设计的结构优化设计研究，研究设计一种防脱落封闭型袋式除尘器。其关键结构设计如下：

（一）设计一种布袋除尘器的进风结构

现有的布袋除尘器，通常采用上下垂直的直通式提升阀结构，气流流动阻力较大，因而引风机的电耗也大大增加。本结构设计一种布袋除尘器的进风结构，是在净气室与滤室之间设有由净气室上侧边缘向下侧滤室倾斜的空气通道口，同时将提升阀的提升形式由上下垂直提升改为侧提式，改变气流进风形式，减少阻力大概150Pa，有效减少了提升阀处气流流动阻力大的技术问题，降低引风机的电耗。

（二）设计一种防脱落除尘器箱体门框密封结构

现有布袋除尘器箱体的门框与门盖之间密封所使用的常见密封方法是使用方形橡胶密封条粘在门盖之上及n型密封条嵌入门框之上。但方形橡胶密封条容易脱落，方形橡胶密封条及n型密封条在除尘器高负压运行下，有时门盖锁紧装置松动，存在少量漏风，密封效果差。

本防脱落除尘器箱体门框密封结构中所用的密封条，不是简单地将密封条与门框嵌合，而是在门盖锁紧装置锁紧的情况下，吸附槽形成类似吸盘的结构与门盖吸附牢固，在除尘器高负压运行下，采用这样的密封结构就不存在密封条脱落问题及吸入大气问题，保证了除尘器箱体门框的良好密封，不存在密封条脱落问题。

（三）设计一种电厂布袋除尘器用双层旁通阀

现有布袋除尘器的双层密封旁通阀，阀体内腔设有中间开孔的上隔板和下隔板，汽缸连接上连杆，上连杆上连接一个上阀板，上阀板与上隔板配合密封，上连杆连接下连杆并穿过上隔板中间的开孔，下连杆上连接下阀板，下阀板与下隔板配合密封，旁通阀闭合时双层密封阀板之间形成密封室，但由于下阀板与下隔板配合密封容易导致漏风，这样造成排放浓度超标达不到国家标准。本项目研发设计一种电厂布袋除尘器用双层旁通阀，在两层密封板之间设置有弹簧，依靠弹簧的伸缩性，能使下层密封板与下密封腔口部配合密封的效果更好，最终提高了旁通阀的密封效果，保证了密封性。

（四）优化设计一种除尘器箱体改进结构

由于现有除尘器在中箱体的下方开口处不设置阀门，清灰时，先关闭提升阀再由脉冲电磁阀喷吹清灰，造成中箱体不完全密闭，致使清灰不彻底。本结构所要解决的技术问题就是提供一种除尘器箱体改进结构，该结构在提升阀连接杆加长并在提升阀连接杆的底端设置下层阀板，因此，清灰时，先关闭提升阀，上层阀板和下层阀板随提升阀连接杆联动，上层阀板将中箱体上方开口关闭，下层阀板将中箱体下方开口关闭，然后脉冲电磁阀喷吹清灰，上、下层阀板联动，中箱体内过滤室完全密闭，避免清灰不彻底。

四、结束语

公司项目组研发了一种防脱落密封型袋式除尘器，有效解决滤袋破损严重、清灰频繁、阻力过大、容易脱落、密封性差等的技术难题，保障粉尘排放达到环保要求，减少粉尘对大气的污染，具有良好的社会和经济效益。项目产品的研发成功，满足了市场的需求，对提升我国防脱落密封型袋式除尘器的研制及产业化水平具有重要意义，符合国家产业政策，产品经多家用户应用论证，反映良好，市场前景广阔。