脉冲袋式除尘器优化设计

刘滨

一、概述

在工业应用中，普遍采用脉冲清灰袋收尘器作为生产过程产生的粉尘状污染物收集和工业产成品收集的设备。虽然这种清灰袋收尘器的种类繁多，但都是采用压缩气体作为清灰动力。因此如何优化产品结构，科学选取运行参数，正确的运行操作，从而达到节约压缩空气的用量，提高压缩空气的利用率，提高滤袋的使用寿命，降低设备造价和运行费用，是脉冲清灰袋收尘器设计与操作中重点关注的问题。

二、根据粉尘的物理化学特性估算压缩空气消耗量及清灰时间参数

过滤元件清灰所需空气消耗量主要取决于下列因素：

1）污染物（粉尘）的种类：粉尘的比重，颗粒分布，湿度，粘度，磨蚀性等特性，尤其是比重，颗粒分布，湿度这三个主要特性直接影响袋收尘器阻力的形成和粉尘层剥离的难易程度。颗粒越细，湿度越大，比重越轻，所需压缩气体量越大。

2）过滤元件的型式：过滤面积越大，过滤表面越复杂，所需压缩气体量越大。

3）过滤元件的材质：编织类滤料，需要低压力、大气量压缩气体较长时间清灰;针刺毡类滤料，需要中等压力、中等时间喷吹清灰;烧结类滤材需要高压、短促的喷吹清灰。

三、提高清灰效果及节能措施

1、合理选择过滤风速

过滤风速对过滤系统具有负面的影响。在预涂层期间，高过滤风速将导致过滤袋的快速磨损。粉尘容易进入织物纤维内部，造成基本过滤阻力偏高。在正常过滤期间，过滤风速高粉尘层形成得就快，清灰必须频繁进行，滤料的寿命必将缩短，耗气量增大。

2、保证稳定的预涂层形成

新袋收尘器投运初期以及袋收尘更换新的过滤元件之后的投运初期，袋收尘器应在低过滤风速的状态下运行一段时间（30分钟～60分钟），在此期间不进行清灰操作，确保滤袋表面形成一个稳定的粉尘过滤层。该过滤层保证了高的过滤效率，阻止粉尘进入织物纤维内部形成堵塞，造成过滤阻力上升。

3、合理选择喷吹压力及喷吹顺序

不是所有场合都需要强度高的高压喷吹清灰。对于粉尘浓度低，颗粒较粗，水份低的粉尘，采用〈0.3Mpa压力的压缩气体喷吹清灰就可以满足要求。喷吹压力低，管道泄漏损失小，标准耗气量就小，功耗低。避免了过清灰现象，提高了滤袋的使用寿命。高压喷吹与低压喷吹相比，粉尘从滤袋渗漏现象严重，收集的粉尘更容易渗进滤袋纤维内部，收尘器的阻力上升曲线变得更陡。

应用交错的清灰顺序比顺序清灰顺序能够移出较多的粉尘。脉冲清灰顺序对于保持较低压差很重要。因为上一次清灰的那排（或室）滤袋的过滤风速较高，正在清灰的一排（或一室）滤袋的微细粉尘很容易迁移到刚刚清灰的那排（或室）的滤袋上。这些微细粉尘能够产生较高的压差，导致清灰频繁。如果是按照如图3所示的交错清灰循环，确保没有哪一排（室）滤袋清灰之后，紧接着相邻排（室）滤袋清灰，保证刚清灰的滤袋上的粉尘层有足够的时间重新建立。通过这种交错清灰顺序，在清灰期间能比较多地移出粉尘，可以減少清灰次数，延长了滤袋的寿命，也减少了压缩气体的用量。

4、合理选择每次脉冲喷吹时间（脉冲宽度）及脉冲间隔时间

脉冲宽度的选择可根据粉尘类别，滤袋的型式，清灰压缩气体的压力进行选择。判断脉冲喷吹时间是否充分的标准是脉冲喷吹作用是否使滤袋内部形成了一定的清灰压力和提供了足够的气量使滤袋由缩瘪状态，变形成相反的膨胀状态。当整个滤袋膨胀之后，仍然脉冲喷吹，则是浪费的。脉冲宽度通常指的是脉冲阀的电作用时间，它与实际阀门的机械打开动作时间是不同的。

排与排（或室与室）之间脉冲间隔时间的最小值由两个时间参数决定。一个是由前一个脉冲之后，储气包的压力恢复到设计的喷吹压力所需要的时间确定，这个时间可能是瞬时的或长达几秒钟，这取决于压缩气体的供应系统能力。另一个是根据粉尘类别和粉尘落入灰斗的最长路径而估算出的自由沉降时间。脉冲间隔时间最小值必须大于这两个时间中的最大值。脉冲间隔太短，压缩气体补充不足，清灰压力达不到设计要求，清灰效果差。最经济的脉冲间隔时间是保证设备维持在1000～1300 Pa的压差状态下工作。这需要根据袋收尘器实际运行状态进行调整。

5、选择反应快捷低阻脉冲阀

传统的脉冲阀结构为T型，进气口与出气口成90度夹角。气流在脉冲阀内部的路径长且弯曲，动力消耗大，降低了清灰压力能。大口径低阻脉冲阀它直接安装在储气包上，而无管件联接。进气口完全淹没在储气包内，所以有人称它为淹没式脉冲阀。它进口面积大，流程短，阻力小，动力消耗小，采用双膜片结构，动作迅速，能产生脉冲清灰所需的爆炸性清灰气流。

6、正确选择袋收尘器的进风方式

袋收尘器的进风方式主要有三种：顶部进风，底部进风，旋风式进风。

对于工业高浓度粗颗粒气流，底部进风优于顶部进风。因为一部分粗颗粒粉尘自然沉降落入灰斗。对于非常细，难聚结的或低密度的粉尘，由于再吸附问题突出，宜采用顶部进风，气流方向与粉尘沉降方向一致。减轻粉尘再吸附对收尘器性能的影响。旋风式进风性能最差。它移出了大颗粒粉尘，而留下的微细粉尘过滤介质难以处理。只有当处理气流中含有磨蚀性较大粉尘颗粒或高温炽热的火星颗粒时，采用旋风式进风，将这些对滤袋材料寿命构成威胁的粉尘进行预收集。

四、结论

通过对含尘气流及粉尘的物理化学特性的分析，科学地设计脉冲袋收尘器的喷吹方式，合理地选择设备的运行参数，即能够达到最佳的节能效果和较长的滤袋使用寿命。

参考文献

[1]姚宇平;罗诗凯;寿家丰;脉冲喷吹袋式除尘器工艺参数的试验研究[J];电力建设;2006年03期