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袋式除塵器設計要點分析
袋式除塵（chén）器設計要（yào）點分（fèn）析袋式除塵器（qì）設計要點
袋（dài）式除塵器設計優劣（liè）涉及到諸多因（yīn）素,文章從處理風量、使用溫度、氣體成分等（děng）方麵（miàn）簡要介紹了袋式除塵器的設計要點。
袋式除塵器的（de）工作機理是含塵煙氣通過過濾材料,塵粒被過濾下來,過濾材料捕（bǔ）集粗粒粉（fěn）塵主（zhǔ）要靠慣（guàn）性碰撞作用,捕集細粒粉塵主要靠擴散和篩分作用,濾料的粉塵層也有一定的過濾作用。
袋式除塵設備設計優劣涉（shè）及到諸多因素,文章從（cóng）以下因素介紹了袋式除塵器的設計要點。
1、處理風量
處理（lǐ）風量決定著袋式除塵器的規格大小。一般處理風量都用工況風量。設計時一定要注（zhù）意除塵器使用場所及煙氣溫度,若袋式除塵器的（de）煙氣處理溫度已經確定,而氣體又采取稀釋法冷卻時,處理（lǐ）風量還（hái）要考慮增加稀釋的空氣量；考慮今後工藝變化,風量設計指值在正（zhèng）常風（fēng）量基礎上要增（zēng）加5%～10%的保險係數,否則今後一旦工藝調整增加風量,袋式除塵器的過濾速度會提高,從而使設備阻力增大,甚至縮短濾袋使用壽命,也將（jiāng）成為其他故障頻（pín）率急劇上升的原因,但若（ruò）保險係（xì）數過大,將會增加（jiā）除塵器（qì）的投資和運轉費（fèi）用；過濾（lǜ）風速因袋式除塵器的形（xíng）式（shì）、濾料的種類及特性的不同而有很大差（chà）異（yì）,處理風量一（yī）經確定,即可（kě）根據確（què）定的過（guò）濾風速來決定所必須（xū）的過濾麵（miàn）積。
2、使用溫度
袋式除塵器的使用溫度（dù）是設計的重要依據,使（shǐ）用溫度與設計溫度出現偏差,會釀成嚴重後果,因（yīn）為溫度受下（xià）述（shù）兩個條件所製約: 一是不同（tóng）濾料材質（zhì）所允許的最高承受溫度(瞬（shùn）間允許溫度和長期運行溫度)有嚴格限製；二是（shì）為防止結露,氣體溫度必須保持（chí）在露點20℃以上（shàng）。對高溫氣體,必須（xū）將其冷卻至濾（lǜ）料能承受的溫度以下,冷卻方式有多種,較為典型的有自然風管冷卻、強製風（fēng）冷、水（shuǐ）冷等,具體可按（àn）不同的工（gōng）藝及（jí）冷卻溫度、布置尺寸要求等進行設計選型。
3、氣體成分
除特殊情況外（wài）,袋式除塵器所處理的氣體,多半是環境（jìng）空氣或爐窯煙氣,通常情況下袋式除（chú）塵器的設計按（àn）處（chù）理空氣來計算,隻有在密度、黏（nián）度、質量（liàng）熱容等參數關係到風機動力性能（néng）和管道阻力（lì）的計算及冷卻裝置的設計時,才考慮氣體的成分。在許多工（gōng）況的煙氣中多含有水分,隨著（zhe）煙氣中水（shuǐ）分的增加,袋式除塵器的設（shè）備阻力和風機能耗也隨之變化。含塵（chén）氣體中的含水量（liàng）,可（kě）以通過實測來確定（dìng）,也可以根據燃燒、冷卻（què）的物質平衡進行計算。煙氣中有無腐蝕性氣體是決定濾料、除塵器殼體材質（zhì）及防腐等選擇所（suǒ）必須考慮的因素。另外,若煙氣中（zhōng）有有毒氣體,一般都是微量的,對裝置的性能（néng）沒（méi）有多大影（yǐng）響,但在處理（lǐ）此類含塵煙氣時,袋式除塵（chén）器必須采用不漏氣的結構（gòu）,而且要經常維護,定期檢修,避免（miǎn）有毒氣體（tǐ）泄露（lù）造成安全事故。
4、入口含塵濃度
入（rù）口（kǒu）含塵（chén）濃度常以標態體積含塵質（zhì）量表示,就入口含塵濃度,袋式除塵器設（shè）計時（shí）要作如下考慮
(1) 設備阻（zǔ）力和（hé）清灰周期。入口含塵濃度增大,相同過濾麵積情況下,設備阻力也增加,為維（wéi）持（chí）一定的設備阻力（lì）, 清灰周期也相應縮短；
(2) 濾料和箱（xiāng）體的（de）磨損。在粉塵具有強磨損的高濃度狀況下,磨損量與含塵濃度成正比,在除塵器入（rù）口處應有導流耐磨等處理技術,如（rú）燒結粉塵、氧化鋁粉、矽砂粉（fěn）等；
(3) 預除塵器及（jí）過濾風速。在入口含塵濃度（dù）很高的情況下,應設計（jì）較低的過濾風速及設計預（yù）除塵（chén）器（qì）,但如果設（shè）計具有初級沉降（jiàng）功能的結構形式,也可（kě）取消預除塵器；
(4) 排灰裝置。排灰能力是以能排出全部收集的粉（fěn）塵為（wéi）標準,排出（chū）的粉塵量,等於入口、出口（kǒu）含塵濃度差值與處理風量（liàng）之積（jī）,多級排灰裝置（zhì）能力設計應（yīng）以下一級（jí）大於上一級排灰能（néng）力為準。
5、出口含塵濃度
出口含（hán）塵濃度必須低於環境（jìng）保（bǎo）護（hù）法規及（jí）國家衛生標準的指定值。袋式除塵器的出口含（hán）塵濃（nóng）度,依除塵器的結構形式、濾料種類、粉塵（chén）性質而有所不同,一般介於1～50mg/m3之間。對於含（hán）有鉛、鎘等（děng）有（yǒu）害物質的情況下,要求出口濃度特別低（dī）,設計時按不同的用途（tú）及工藝特性,選用不同的袋式除（chú）塵器結構及濾料材質。 6、粉塵性質 粉塵的性質對（duì）袋（dài）式除塵（chén）器的設計（jì）有很大影響,對粉塵一些特殊性質,要根據設（shè）計經（jīng）驗采取（qǔ）有效的措施。 (1) 附著性和凝聚性。附著性和凝聚性粉塵進入袋式除塵器,粉塵稍經凝（níng）聚就會顆粒變大,堆積於濾袋表麵的（de）粉塵在被抖落的過程中,也能繼續進行凝聚,清（qīng）灰效能和通（tōng）過濾料的粉塵量也與粉塵的附著性和凝聚性有（yǒu）關（guān）。因此,設計時對附著性和凝聚（jù）性非常顯著的粉塵,或者幾（jǐ）乎沒有附著性和凝聚性粉塵（chén）,必須按（àn）粉（fěn）塵種類、用途的不同,根據設計經驗采（cǎi）取不同的（de）處理措施。 (2) 粒（lì）徑。粒徑分布對袋（dài）式除塵器的主要影響是（shì）阻力（lì）損失和磨損。微細粉塵對壓力損失影響比較大,粗粒粉（fěn）塵對磨損起決定性（xìng）作用,但隻有（yǒu）入（rù）口含塵濃度高和硬度大的顆粒,其影響才比較大。 (3) 粒子形狀。一般認為,針狀結晶粒（lì）子和薄片狀粒子容易堵（dǔ）塞濾料的孔隙,降低除塵（chén）效率。能夠凝聚成絮狀物的（de）纖維狀粒子,若采取很高的過濾速度,就很難從濾料表麵脫落,設計時按粒子狀及特性選（xuǎn）擇不同的過濾風（fēng）速（sù）。 (4) 粒子的密度。粉塵的堆積密度與粒徑、凝聚性、附（fù）著性有關,也與袋式除塵器的阻力損失、過濾麵積（jī）有關。堆（duī）積密度越小（xiǎo）,清灰越（yuè）困難,設計（jì）時要選擇較低（dī）過濾風速。此外,粉塵的堆積密度對選定除塵器灰鬥及排灰裝置能力至關重（chóng）要。 (5) 吸濕（shī）性和潮解性。吸濕性（xìng）和潮解性強的粉塵,在（zài）袋式除塵器運轉過程中,極易在濾料表麵上吸濕而固化,或（huò）遇水（shuǐ）潮解而成為（wéi）稠狀物,造成清灰困難、設備阻力增大,以至影（yǐng）響除塵器正常運轉。例如對含有KCl、MgCl2、NaCl、CaO等強潮（cháo）解性物質（zhì）的（de）粉塵, 要采（cǎi）取必要的技術措施。 (6) 靜電性。容易帶電的粉塵（chén）在濾料上一旦產生靜電,就不易脫落,對非常容易帶電的（de）粉塵,必須采用防靜電濾（lǜ）料等技術措施,以避免因靜電產（chǎn）生火花而引起爆炸。 (7) 可燃性。對於可（kě）燃性粉塵,雖然不一定都引起爆炸（zhà）,但如除（chú）塵器前的工藝流程中出現火（huǒ）花（huā）,且能進入除塵（chén）器（qì）內時,就應采用防爆措施,如增（zēng）設火花捕集器、設防爆門等。 7、設備阻力 所謂（wèi）設（shè）備阻力是指除塵器入口至出口在運行狀態下的全壓差。布（bù）袋除塵器的壓力損失通常在1000～2000Pa之間,脈衝袋式除塵（chén）器壓力損失通常小於1500Pa。設備阻力是風機選型的主要（yào）依據,設備運（yùn）行過程中允許壓力損失有某種變動範圍,設計時應考慮設備阻力（lì）變（biàn）動餘量來確定風機的選型。 8、設備耐（nài）壓 袋式除塵器的耐壓是根據工藝要求及風（fēng）機的靜壓等確定的,必須按照袋式除塵器正常使用的壓力來確定設備的設計耐壓（yā）。作為（wéi）一般用途的袋式除塵器,設備耐壓為（wéi）4000～5000Pa,對於長袋脈衝除塵器一般為6000～8000Pa,對於采（cǎi）用以羅（luó）茨鼓風機為動力的負（fù）壓型（xíng）空氣輸送裝置,除（chú）塵器（qì）的設計耐壓為15～50kPa。另外,某些特殊如（rú）高爐煤氣幹法脈衝袋式除塵（chén）器,其設計耐壓要求達到0.3MPa或更高,設備一般均設（shè）計為圓形,以滿足（zú）耐壓要求。 9、清灰壓（yā）力 清灰壓（yā）力是袋式除塵器設（shè）計（jì）的重（chóng）要參數,根據所用壓縮空氣壓力（lì）不同,分（fèn）成高壓(0.5-0.7MPa)、中（zhōng）壓(0.35～0.5MPa)、低壓(0.2～0.35MPa)及超低壓(0.2MPa以下), 並把脈衝閥根據氣包內壓力區分為高壓閥(直角閥)和低壓閥(淹沒閥)。設計選型高壓或低壓脈衝（chōng）閥是按壓縮氣體供氣條件（jiàn）及（jí）除塵工藝（yì）工況決定,目前小型除塵器使用較多的為高壓清灰壓力（lì）,而長袋脈衝采用較多的為低壓清灰壓力。不（bú）同清灰（huī）壓力設計選（xuǎn）用不（bú）同的噴吹管清灰結構,噴吹（chuī）管開孔（kǒng）尺寸、結構型（xíng）式、噴吹管與花板的（de）高度尺寸等,將直接（jiē）影響設備清灰性（xìng）能。脈衝清灰對壓縮空氣要求不十分嚴格,含塵、含水、含油等指標分別達到ISO8573-1表中三級、五級即可,當壓縮空氣（qì）質量不（bú）達標（biāo）,噴吹時進入除塵濾袋的氣流含（hán）油、含水（shuǐ）量相對（duì）增加,一旦（dàn）油、水（shuǐ）進入濾袋,將（jiāng）貼附堵塞部分過濾麵積,導致除（chú）塵器阻力加劇上升。 10、清灰方法 (1) 在線清灰和離線清灰。脈衝袋式除塵器可采用在線清灰和（hé）離線清灰兩種方法。在（zài）線清灰（huī）是（shì）指在進行脈（mò）衝噴吹時,濾袋仍然進行含（hán）塵氣體過濾,在線清灰過濾及（jí）清（qīng）灰時對係統波動影響小,但清灰不徹底,不能在線檢修。離線清灰是指把除塵器內部分成若幹個（gè）過（guò）濾室,每個袋室的（de）淨氣室（shì）上獨立安（ān）裝離線閥、氣缸和電磁脈衝閥等壓縮氣控製係統（tǒng）,在對每（měi）個過濾室（shì）進行脈衝清灰噴吹前,通過離線（xiàn）閥首先關閉這個袋室,使該濾室（shì）在沒（méi）有（yǒu）煙氣過（guò）濾情況下進行清灰,因（yīn）此離線清（qīng）灰效果更徹底,且能在線檢（jiǎn）修,缺（quē）點是增加離線（xiàn）機構、造價（jià）高、清灰（huī）時對係統煙氣波動有影響（xiǎng）等。 如何選擇在線或離線清（qīng）灰,應視除塵工藝（yì）及用戶條件（jiàn）等諸（zhū）多方麵進行綜合考慮,對於小型且入口（kǒu）粉塵濃度低的除塵器,一般采用在線清灰,反（fǎn）之采用離線；對於大型除塵器一般設計為離線結構並具有離線、在線兩種可以切換的清灰功能,當工況條件允許不離線清灰時,可切換為在線清灰,但無論在線或離線清灰,均應具（jù）有通過離線（xiàn）閥實現不（bú）停機的在線檢修功能。 (2) 管式噴吹和箱式噴吹。管式噴吹是在每排濾袋上方設噴吹管,屬有序噴吹,即通過管上的噴嘴向每條（tiáo）濾袋內噴吹清灰氣流,噴吹孔徑各不相同,保證各條濾袋清（qīng）灰強度均勻,對於大型長袋脈衝除塵器管（guǎn）式噴吹結構大大優（yōu）於箱式噴吹。箱式噴吹不（bú）設噴吹管,屬無序噴吹,清灰氣流（liú）靠脈衝閥直接噴入上箱體（tǐ）並使之增壓,進（jìn）而將能量傳遞至該室每條濾袋以實現清灰；箱式脈（mò）衝噴吹（chuī）除塵器中,處於（yú）不同部位的各條濾袋,清灰強度存在較大差異,且一般氣耗量較大,濾袋長度受到限製,清灰效果對離線閥的氣密（mì）性依（yī）賴較大,所以（yǐ）箱式噴吹多用於中小型除塵器。 11、氣流（liú）上升速度 在除塵器內部,濾袋低端含塵氣體能夠上升的實際（jì）速度,就（jiù）是氣流（liú）上升速度。氣流上升速度的大小（xiǎo）對濾袋被過濾的含塵氣體磨損及因脈（mò）衝清灰而脫離濾袋的粉塵隨氣流重新返回除（chú）塵布袋表麵有重要影響。氣流上升速度是（shì）除塵器內煙（yān）氣不應超過的最大速度,達到和超過這個速度（dù）,煙氣（qì）中的顆粒物就會磨壞濾袋或帶（dài）走粉塵,甚至導致設備運行阻力偏大（dà）。 袋式除塵（chén）器進行過濾時分為內濾和外濾兩種,前者含塵氣流由濾袋內部流向（xiàng）外部,後者含塵氣流由濾袋外部流（liú）向濾袋內部。 內濾式袋式除塵器氣流上升速度按下式計算: Vk = Sa•Vc/S 式中 Vk———除塵器氣流（liú）上升速度,m/min; Sa———單條濾（lǜ）袋過濾麵積,m2; Vc———過濾速度,m/min; S ———濾（lǜ）袋口的截麵積（jī）,m2。 外濾式（shì）袋式除塵器氣流上升速度（dù）按下式計算: Vk =Qv/(SA-nS) 式中 Vk———除（chú）塵器氣流上升速（sù）度,m/min; Qv———濾（lǜ）袋室（shì）的（de）處理風量,m3/min; SA———濾（lǜ）袋室袋低處的截麵積（jī）,m2; n ———濾袋室濾袋數量, 個。 過濾速度和氣流上升速度二者（zhě）在袋式（shì）除塵器內各處都應保持在一（yī）定範圍內（nèi）。如果過濾風速選（xuǎn）擇不當或分（fèn）室分（fèn）布不均,會影響濾（lǜ）袋的壽命,同樣,氣流上升速速選擇不當或分室的氣流上升速度不均（jun1）,也會影響濾袋使用壽命。因此,在設計中不僅要設計合理的因此,在設計中不僅要設計合理的過濾風速及使（shǐ）氣流（liú）分布（bù）均勻的導流技術,而且要按粉塵的粒徑、濃度（dù）、工況條件設計選擇合理的氣流上升速度（dù）,才（cái）能確（què）保延長濾袋（dài）使用壽（shòu）命。