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袋式除尘器的作用特点及破损程度

2018-10-19 07:08:19
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我国袋式除尘器在二十世纪五十年代主要采用原苏联型式的产品,六、七十年代少数几个设计、研究单位在仿造美国、日本等国的脉冲型除尘器。1973年后,国内开始出现一批生产袋式除尘器的企业,至今,大部分已成为我国生产袋式除尘器的骨干企业。进入八十年代,我国的袋式除尘器生产达到了一定的规模。各科研、设计单位及大专院校在学习、引进、消化、移植的基础上,结合国内各行业应用的需要和生产厂一道研制了适合钢铁、电力等行业应用的脉冲袋式除尘器,不但作为除尘设备,还作为不可缺少的工艺设备。

在我国实行可持续发展战略,大力加强环境保护,实行污染物总量控制、一控双达标的情况下,袋式除尘器在治理粉尘、烟尘、二氧 化硫、二恶英等污染方面,将大有作为。因此,袋式除尘器今后十年将会迅猛发展。我国的滤料、滤袋和袋式除尘技术是同步发展的,目前已能生产化纤机织布、常温针刺毡、防静电针刺毡,防油防水针刺毡、耐高温耐腐蚀针刺毡和玻纤连续布,玻纤膨体纱,玻纤针刺毡等滤料,以及聚四氟乙烯覆膜滤料等适合各种工况条件的性能优良的过滤材料。缝袋的技术水平有了长足的进步,有的制袋厂己经达到国外缝制滤袋的水平。

现阶段袋式除尘器多采用脉冲清灰技术,一般认为高压脉冲清灰强度较大,低压脉冲对滤袋的损伤较小;目前虽有不少低压改进技术,但高压脉冲仍应用较广。国内外大量学者一致认为袋式除尘器的清灰主要依赖于反吹(脉冲)气流作用,其分歧主要在清灰气流将粉尘吹落和惯性力作用(柔性滤袋振落)上,对于清灰机理,前者认为是气流吹落作用,后者则认为惯性力作用。

国外袋式除尘器应用较早,技术较成熟,对清灰技术的研究也较多,早期大多用反吹气流的气源参数作为清灰的定性参数,实质上,脉冲清灰影响因素众多,需综合评价。传统意义上的以喷吹压力和脉冲阀喷吹时间(脉冲宽度)作为袋式除尘器清灰性能的特征参数是不全面的,反吹(脉冲)气流形式会因为滤袋的几何形状不同而不同,不同结构之间难形成对比。为此建立过滤过程试验台,通过改变不同的喷吹压力,喷吹时间,得到不同的清灰效果,得出采用反向气流较大压力值和压力增长速度作为清灰特性参数更具有说服力的结论。

国内外学者在研究反吹气流量与清灰效率的关系时得出粘附在除尘滤袋表面的粉尘所需反吹气流量依赖于粉尘层的沉积密度的结论。有关数据表明,对于弹性滤料,在粉尘面积密度为400g/㎡以上时,反吹气量达500m³/(h·㎡)清灰效果较好。从滤袋两侧压差与清灰效率的关系可以得出:当粉尘面积密度超过400g/㎡时,利用气流反吹作用,袋内较低的静压就可收到较好的清灰效果,常用的袋式除尘器在预设的清灰压力条件下的粉尘面积密度一般会大于此值,因此在实际应用中,袋式除尘器清灰气流可采用低压脉冲,但必须满足滤袋内外存在压力差,即在同等条件下保证滤袋内反吹气流量大于滤袋容积,本条件是发生清灰的必要条件。

加速度影响清灰效率,清灰效率与粘附的粉尘密度有关。较厚的粉尘层,较小的加速度就可以获得很好的清灰效果,因为惯性力与速度和质量有关:速度、质量越大,惯性越大。对于弹性滤料,加速度为309以上即可获得较好的清灰效果,但当清灰效率达到一定数值后,再提高加速度,清灰效率基本保持不变。清灰效率随着清灰前粘附粉尘密度的增加而提高:气流量较小时,大部分反吹气流从薄粉尘层之间的裂缝或空隙穿过,粉尘层所受的作用力小,要想获得较高的清灰效率就需要较大的气流量;而厚粉尘层所受的作用力大,清灰效率就高。实际应用中,较厚粉尘层在清灰时,常常是片状剥落,且气流在滤袋内有一缓冲过程,对于透气性较差的滤袋,气流在滤袋内聚集到一定量时才发生清灰,阻力系数较小的滤料在脉冲气流到达时立刻清灰。

针对脉冲喷嘴大小、脉冲喷嘴距离、储气罐管线距离和脉冲气体储气罐容积等因素进行研究。若喷吹气体质量流量上升速率快、峰值高,则滤管内压力波形上升速率和峰值也会随之增加,喷嘴直径越大,脉冲气流的质量流量峰值及质量上升速度也越高,但会使脉冲气流的消耗量增加,而脉冲喷嘴直径过小会造成脉冲气量减小,尤其是长布袋,严重影响清灰效率:压力罐容积越大,气体的质量流量越大,但当容器到达一定大小后,增大容器的容积,脉冲气流的增加量不再明显;气流管线的长度对质量流量影响不大,但大大降低了脉冲喷吹初射气流的质量流量峰值,并拓宽了脉冲宽度,即质量流量的较大值与质量流量的上升速度都将降低,因此管线越长,越不利清灰。在工程应用中,为了实现清灰的均匀性,应尽量缩短脉冲清灰的管线,在喷吹系统中宜用不均匀喷口直径。

锅炉布袋除尘旁路装置的布袋除尘器,旁路阀的严密性至关重要,只要稍有泄漏,排气含尘浓度便可能超标。解决方法,应采用密封性能的旁路阀。必要时,应采用具有双层阀板和气密装置的旁路阀,旁路阀应具有防止粉尘卡塞的措施,若阀门因故障关闭不严,则应及时修理。 

锅炉布袋除尘器的布袋损坏是由于机械损伤、空气动力损伤、热力损伤或聚合物纤维裂解的任一因素引起的;在使用过程中,花板变形造成滤袋倾斜,除尘布袋底部间距不均。锅炉除尘器烟气通过进烟道进入文丘里,在喉部的入口被水均匀的喷入,由于烟气高速运动,因此喷入的水被其融化成细小的水雾湿烟气中的灰料,这样,灰料与水滴就发生了碰撞凝聚,尤其是料径细小的灰尘料可以被水雾水溶。在机械振动和气流作用下滤袋底部产生碰撞,造成靠近除尘器入口附近的滤袋出现孔洞和裂缝,形成机械损伤;滤袋与骨架的配合不够贴切,清灰过程中,滤袋的膨胀和收缩与骨架产生碰压,加重了破损程度。 

除尘器布袋的空气动力损伤,主要是锅炉布袋除尘器入口高速含尘气流的冲刷,或者由于滤袋破损,致使净气室内堆积粉尘,反吹时粉尘随气流运动对滤袋造成冲刷,加大了滤袋的破损。此外,除尘器入口设导流板,其目的是为了分散和引导气流,避免高速含尘气流直接冲刷除尘器布袋,但观察表明,导流板的设计、安装不当,不仅不能起到应有的疏导和分散气流的作用,减轻含尘气流对滤袋的冲刷,而且它自身还会被冲刷产生孔洞,形成局部高速含尘气流,又造成了新的冲刷点,加速了滤袋的破损;当旋转脉冲清灰装置发生故障时,观测孔看不到旋转臂的状况,旋转臂已停转时未及时发现,因此长时间连续在一个位置定位喷吹,其它滤袋没有受到清灰,致使阻力不降反增,由于在一个地点长时间连续喷吹,导致个别除尘器布袋破损。