布袋除塵器設(shè)計(jì)主要因素
1、處理風(fēng)量
處理風(fēng)量決定著布袋除塵器的規(guī)格大小。一般處理風(fēng)量都用工況風(fēng)量。設(shè)計(jì)時(shí)要注意除塵器使用場所及煙氣溫度,若布袋除塵器的煙氣處理溫度已經(jīng)確定,而氣體又采取稀釋法冷卻時(shí),處理風(fēng)量還要考慮增加稀釋的空氣量；考慮今后工藝變化,風(fēng)量設(shè)計(jì)指值在正常風(fēng)量基礎(chǔ)上要增加5%～10%的保險(xiǎn)系數(shù),否則今后一旦工藝調(diào)整增加風(fēng)量,布袋除塵器的過濾速度會提高,從而使設(shè)備阻力增大,甚至縮短濾袋使用壽命,也將成為其他故障頻率急劇上升的原因,但若保險(xiǎn)系數(shù)過大,將會增加除塵器的投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；過濾風(fēng)速因布袋除塵器的形式、濾料的種類及特性的不同而有很大差異,處理風(fēng)量一經(jīng)確定,即可根據(jù)確定的過濾風(fēng)速來決定所的過濾面積。
2、使用溫度
布袋除塵器 的使用溫度是設(shè)計(jì)的重要依據(jù),使用溫度與設(shè)計(jì)溫度出現(xiàn)偏差,會釀成嚴(yán)重后果,因?yàn)闇囟仁芟率鰞蓚€(gè)條件所制約: 一是不同濾料材質(zhì)所允許的承受溫度(瞬間允許溫度和長期運(yùn)行溫度)有嚴(yán)格限制；二是為防止結(jié)露,氣體溫度保持在露點(diǎn)20℃以上。對高溫氣體,將其冷卻至濾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(fēng)管冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷等,具體可按不同的工藝及冷卻溫度、布置尺寸要求等進(jìn)行設(shè)計(jì)選型。
3、氣體成分
除情況外,布袋除塵器所處理的氣體,多半是環(huán)境空氣或爐窯煙氣,通常情況下布袋除塵器的設(shè)計(jì)按處理空氣來計(jì)算,只有在密度、黏度、質(zhì)量熱容等參數(shù)關(guān)系到風(fēng)機(jī)動(dòng)力性能和管道阻力的計(jì)算及冷卻裝置的設(shè)計(jì)時(shí),才考慮氣體的成分。在許多工況的煙氣中多含有水分,隨著煙氣中水分的增加,布袋除塵器的設(shè)備阻力和風(fēng)機(jī)能耗也隨之變化。含塵氣體中的含水量,可以通過實(shí)測來確定,也可以根據(jù)燃燒、冷卻的物質(zhì)平衡進(jìn)行計(jì)算。煙氣中有無腐蝕性氣體是決定濾料、除塵器殼體材質(zhì)及防腐等選擇所考慮的因素。另外,若煙氣中有有毒氣體,一般都是微量的,對裝置的性能沒有多大影響,但在處理此類含塵煙氣時(shí),布袋除塵器采用不漏氣的結(jié)構(gòu),而且要經(jīng)常維護(hù),定期檢修,避免有毒氣體泄露造成事故。
4、入口含塵濃度
入口含塵濃度常以標(biāo)態(tài)體積含塵質(zhì)量表示,_入口含塵濃度,布袋除塵器設(shè)計(jì)時(shí)要作如下考慮
(1) 設(shè)備阻力和清灰周期。入口含塵濃度增大,相同過濾面積情況下,設(shè)備阻力也增加,為維持的設(shè)備阻力, 清灰周期也相應(yīng)縮短；
(2) 濾料和箱體的磨損。在粉塵具有強(qiáng)磨損的高濃度狀況下,磨損量與含塵濃度成正比,在除塵器入口處應(yīng)有導(dǎo)流耐磨等處理技術(shù),如燒結(jié)粉塵、氧化鋁粉、硅砂粉等；
(3) 預(yù)除塵器及過濾風(fēng)速。在入口含塵濃度很高的情況下,應(yīng)設(shè)計(jì)較低的過濾風(fēng)速及設(shè)計(jì)預(yù)除塵器,但如果設(shè)計(jì)具有初級沉降功能的結(jié)構(gòu)形式,也可取消預(yù)除塵器；
(4) 排灰裝置。排灰能力是以能排出全部收集的粉塵為標(biāo)準(zhǔn),排出的粉塵量,等于入口、出口含塵濃度差值與處理風(fēng)量之積,多級排灰裝置能力設(shè)計(jì)應(yīng)以下_大于上_排灰能力為準(zhǔn)。
5、出口含塵濃度
出口含塵濃度低于環(huán)境保護(hù)法規(guī)及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的指定值。布袋除塵器的出口含塵濃度,依除塵器的結(jié)構(gòu)形式、濾料種類、粉塵性質(zhì)而有所不同,一般介于1～50mg/m3之間。對于含有鉛、鎘等有害物質(zhì)的情況下,要求出口濃度特別低,設(shè)計(jì)時(shí)按不同的用途及工藝特性,選用不同的布袋除塵器結(jié)構(gòu)及濾料材質(zhì)。
6、粉塵性質(zhì)
粉塵的性質(zhì)對布袋除塵器的設(shè)計(jì)有很大影響,對粉塵一些性質(zhì),要根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)采取有效的措施。
(1) 附著性和凝聚性。附著性和凝聚性粉塵進(jìn)入布袋除塵器,粉塵稍經(jīng)凝聚_會顆粒變大,堆積于濾袋表面的粉塵在被抖落的過程中,也能繼續(xù)進(jìn)行凝聚,清灰效能和通過濾料的粉塵量也與粉塵的附著性和凝聚性有關(guān)。因此,設(shè)計(jì)時(shí)對附著性和凝聚性非常顯著的粉塵,或者幾乎沒有附著性和凝聚性粉塵,按粉塵種類、用途的不同,根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)采取不同的處理措施。
(2) 粒徑。粒徑分布對布袋除塵器的主要影響是阻力損失和磨損。微細(xì)粉塵對壓力損失影響比較大,粗粒粉塵對磨損起決定性作用,但只有入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(rèn)為,針狀結(jié)晶粒子和薄片狀粒子容易堵塞濾料的孔隙,降低除塵效率。能夠凝聚成絮狀物的纖維狀粒子,若采取很高的過濾速度,_很難從濾料表面脫落,設(shè)計(jì)時(shí)按粒子狀及特性選擇不同的過濾風(fēng)速。
(4) 粒子的密度。粉塵的堆積密度與粒徑、凝聚性、附著性有關(guān),也與布袋除塵器的阻力損失、過濾面積有關(guān)。堆積密度越小,清灰越困難,設(shè)計(jì)時(shí)要選擇較低過濾風(fēng)速。此外,粉塵的堆積密度對選定除塵器灰斗及排灰裝置能力至關(guān)重要。
(5) 吸濕性和潮解性。吸濕性和潮解性強(qiáng)的粉塵,在布袋除塵器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,_易在濾料表面上吸濕而固化,或遇水潮解而成為稠狀物,造成清灰困難、設(shè)備阻力增大,以至影響除塵器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。例如對含有KCl、MgCl2、NaCl、CaO等強(qiáng)潮解性物質(zhì)的粉塵, 要采取的技術(shù)措施。
(6) 靜電性。容易帶電的粉塵在濾料上一旦產(chǎn)生靜電,_不易脫落,對非常容易帶電的粉塵,采用濾料等技術(shù)措施,以避免因靜電產(chǎn)生火花而引起爆炸。
(7) 可燃性。對于可燃性粉塵,雖然不都引起爆炸,但如除塵器前的工藝流程中出現(xiàn)火花,且能進(jìn)入除塵器內(nèi)時(shí),_應(yīng)采用防爆措施,如增設(shè)火花捕集器、設(shè)防爆門等。
7、設(shè)備阻力
所謂設(shè)備阻力是指除塵器入口至出口在運(yùn)行狀態(tài)下的全壓差。布袋除塵器的壓力損失通常在1000～2000Pa之間,脈沖布袋除塵器壓力損失通常小于1500Pa。設(shè)備阻力是風(fēng)機(jī)選型的主要依據(jù),設(shè)備運(yùn)行過程中允許壓力損失有某種變動(dòng)范圍,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)備阻力變動(dòng)余量來確定風(fēng)機(jī)的選型。
8、設(shè)備耐壓
布袋除塵器的耐壓是根據(jù)工藝要求及風(fēng)機(jī)的靜壓等確定的,按照布袋除塵器正常使用的壓力來確定設(shè)備的設(shè)計(jì)耐壓。作為一般用途的布袋除塵器,設(shè)備耐壓為4000～5000Pa,對于長袋脈沖除塵器一般為6000～8000Pa,對于采用以羅茨鼓風(fēng)機(jī)為動(dòng)力的負(fù)壓型空氣輸送裝置,除塵器的設(shè)計(jì)耐壓為15～50kPa。另外,某些如高爐煤氣干法脈沖布袋除塵器,其設(shè)計(jì)耐壓要求達(dá)到0.3MPa或_,設(shè)備一般均設(shè)計(jì)為圓形,以滿足耐壓要求。
9、清灰壓力
清灰壓力是布袋除塵器設(shè)計(jì)的重要參數(shù),根據(jù)所用壓縮空氣壓力不同,分成高壓(0.5-0.7MPa)、中壓(0.35～0.5MPa)、低壓(0.2～0.35MPa)及_低壓(0.2MPa以下), 并把脈沖閥根據(jù)氣包內(nèi)壓力區(qū)分為高壓閥(直角閥)和低壓閥(淹沒閥)。設(shè)計(jì)選型高壓或低壓脈沖閥是按壓縮氣體供氣條件及除塵工藝工況決定,目前小型除塵器使用較多的為高壓清灰壓力,而長袋脈沖采用較多的為低壓清灰壓力。不同清灰壓力設(shè)計(jì)選用不同的噴吹管清灰結(jié)構(gòu),噴吹管開孔尺寸、結(jié)構(gòu)型式、噴吹管與花板的高度尺寸等,將直接影響設(shè)備清灰性能。脈沖清灰對壓縮空氣要求不_嚴(yán)格,含塵、含水、含油等指標(biāo)分別達(dá)到ISO8573-1表中三級、五級即可,當(dāng)壓縮空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo),噴吹時(shí)進(jìn)入除塵濾袋的氣流含油、含水量相對增加,一旦油、水進(jìn)入濾袋,將貼附堵塞部分過濾面積,導(dǎo)致除塵器阻力加劇上升。
10、清灰方法
(1) 在線清灰和離線清灰。_除塵布袋可采用在線清灰和離線清灰兩種方法。在線清灰是指在進(jìn)行脈沖噴吹時(shí),濾袋仍然進(jìn)行含塵氣體過濾,在線清灰過濾及清灰時(shí)對系統(tǒng)波動(dòng)影響小,但清灰不,不能在線檢修。離線清灰是指把除塵器內(nèi)部分成若干個(gè)過濾室,每個(gè)袋室的凈氣室上獨(dú)立安裝離線閥、氣缸和電磁脈沖閥等壓縮氣控制系統(tǒng),在對每個(gè)過濾室進(jìn)行脈沖清灰噴吹前,通過離線閥首先關(guān)閉這個(gè)袋室,使該濾室在沒有煙氣過濾情況下進(jìn)行清灰,因此離線清灰效果更且能在線檢修,缺點(diǎn)是增加離線機(jī)構(gòu)、造價(jià)高、清灰時(shí)對系統(tǒng)煙氣波動(dòng)有影響等。
如何選擇在線或離線清灰,應(yīng)視除塵工藝及用戶條件等諸多方面進(jìn)行綜合考慮,對于小型且入口粉塵濃度低的除塵器,一般采用在線清灰,反之采用離線；對于大型除塵器一般設(shè)計(jì)為離線結(jié)構(gòu)并具有離線、在線兩種可以切換的清灰功能,當(dāng)工況條件允許不離線清灰時(shí),可切換為在線清灰,但無論在線或離線清灰,均應(yīng)具有通過離線閥實(shí)現(xiàn)不停機(jī)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(shè)噴吹管,屬有序噴吹,即通過管上的噴嘴向每條濾袋內(nèi)噴吹清灰氣流,噴吹孔徑各不相同,_各條濾袋清灰強(qiáng)度均勻,對于大型長袋脈沖除塵器管式噴吹結(jié)構(gòu)大大優(yōu)于箱式噴吹。箱式噴吹不設(shè)噴吹管,屬無序噴吹,清灰氣流靠脈沖閥直接噴入上箱體并使之增壓,進(jìn)而將能量傳遞至該室每條濾袋以實(shí)現(xiàn)清灰；箱式脈沖噴吹除塵器中,處于不同部位的各條濾袋,清灰強(qiáng)度存在較大差異,且一般氣耗量較大,濾袋長度受到限制,清灰效果對離線閥的氣密性依賴較大,所以箱式噴吹多用于中小型除塵器。