袋式除尘器设计要点

收稿日期: 2008- 02- 02 单光圣 ( 1975- ) ,工程师; 271104 山东省莱芜市。 袋式除尘器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 要点 单光圣 1 林海青 2 刘 旭 1 陈新刚1 ( 11山东省冶金设计院有限责任公司, 21山东莱钢建设有限公司 ) 摘 要 袋式除尘器设计优劣涉及到诸多因素, 文章从处理风量、使用温度、气体成分等方 面简要介绍了袋式除尘器的设计要点。 关键词 袋式除尘器 设计 要点 The essentials of design in bag dust catcher Shan Guangsheng L iu Xu Chen X ingang ( Shandong Prov inceM eta llurg ical Design Inst itute Co. , L td. ) L in Ha iq ing ( Shandong Laigang C onstruction Co. , L td. ) Abstract The design o f bag dust catcher is bette r o rw orse re lates to m any fac to rs. Th is paper intro- duces the essentia ls o f design in bag dust ca tcher from the aspect that the d ispose o fw ind quantity, u- sing temperature, com ponent o f gas and so on. K eywords bag dust catche r design essentials 袋式除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤 材料, 尘粒被过滤下来, 过滤材料捕集粗粒粉尘 主要靠惯性碰撞作用, 捕集细粒粉尘主要靠扩散 和筛分作用, 滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。 袋式除尘器设计优劣涉及到诸多因素, 文章 从以下因素介绍了袋式除尘器的设计要点。 1 处理风量 处理风量决定着袋式除尘器的规格大小。一 般处理风量都用工况风量。设计时一定要注意除 尘器使用场所及烟气温度, 若袋式除尘器的烟气 处理温度已经确定, 而气体又采取稀释法冷却 时, 处理风量还要考虑增加稀释的空气量; 考虑 今后工艺变化, 风量设计指值在正常风量基础上 要增加 5% ~ 10%的保险系数, 否则今后一旦工 艺调整增加风量, 袋式除尘器的过滤速度会提 高, 从而使设备阻力增大, 甚至缩短滤袋使用寿 命, 也将成为其他故障频率急剧上升的原因, 但 若保险系数过大, 将会增加除尘器的投资和运转 费用; 过滤风速因袋式除尘器的形式、滤料的种 类及特性的不同而有很大差异, 处理风量一经确 定, 即可根据确定的过滤风速来决定所必须的过 滤面积。 2 使用温度 袋式除尘器的使用温度是设计的重要依据, 使用温度与设计温度出现偏差, 会酿成严重后 果, 因为温度受下述两个条件所制约: 一是不同 滤料材质所允许的最高承受温度 (瞬间允许温 度和长期运行温度 ) 有严格限制; 二是为防止 结露, 气体温度必须保持在露点 20e 以上。对 高温气体, 必须将其冷却至滤料能承受的温度以 下, 冷却方式有多种, 较为典型的有自然风管冷 却、强制风冷、水冷等, 具体可按不同的工艺及 冷却温度、布置尺寸要求等进行设计选型。 10 冶 金 能 源 ENERGY FORMETALLURG ICAL INDUSTRY Vo l127 N o14 Ju ly12008 3 气体成分 除特殊情况外, 袋式除尘器所处理的气体, 多半是环境空气或炉窑烟气, 通常情况下袋式除 尘器的设计按处理空气来计算, 只有在密度、黏 度、质量热容等参数关系到风机动力性能和管道 阻力的计算及冷却装置的设计时, 才考虑气体的 成分。在许多工况的烟气中多含有水分, 随着烟 气中水分的增加, 袋式除尘器的设备阻力和风机 能耗也随之变化。含尘气体中的含水量, 可以通 过实测来确定, 也可以根据燃烧、冷却的物质平 衡进行计算。烟气中有无腐蚀性气体是决定滤 料、除尘器壳体材质及防腐等选择所必须考虑的 因素。另外, 若烟气中有有毒气体, 一般都是微 量的, 对装置的性能没有多大影响, 但在处理此 类含尘烟气时, 袋式除尘器必须采用不漏气的结 构, 而且要经常维护, 定期检修, 避免有毒气体 泄露造成安全事故。 4 入口含尘浓度 入口含尘浓度常以标态体积含尘质量表示, 就入口含尘浓度, 袋式除尘器设计时要作如下考 虑: ( 1) 设备阻力和清灰周期。入口含尘浓度 增大, 相同过滤面积情况下, 设备阻力也增加, 为维持一定的设备阻力, 清灰周期也相应缩短; ( 2) 滤料和箱体的磨损。在粉尘具有强磨 损的高浓度状况下, 磨损量与含尘浓度成正比, 在除尘器入口处应有导流耐磨等处理技术, 如烧 结粉尘、氧化铝粉、硅砂粉等; ( 3) 预除尘器及过滤风速。在入口含尘浓 度很高的情况下, 应设计较低的过滤风速及设计 预除尘器, 但如果设计具有初级沉降功能的结构 形式, 也可取消预除尘器; ( 4) 排灰装置。排灰能力是以能排出全部 收集的粉尘为标准, 排出的粉尘量, 等于入口、 出口含尘浓度差值与处理风量之积, 多级排灰装 置能力设计应以下一级大于上一级排灰能力为 准。 5 出口含尘浓度 出口含尘浓度必须低于环境保护法规及国家 卫生标准的指定值。袋式除尘器的出口含尘浓 度, 依除尘器的结构形式、滤料种类、粉尘性质 而有所不同, 一般介于 1~ 50mg /m 3之间。对于 含有铅、镉等有害物质的情况下, 要求出口浓度 特别低, 设计时按不同的用途及工艺特性, 选用 不同的袋式除尘器结构及滤料材质。 6 粉尘性质 粉尘的性质对袋式除尘器的设计有很大影 响, 对粉尘一些特殊性质, 要根据设计经验采取 有效的措施。 ( 1) 附着性和凝聚性。附着性和凝聚性粉 尘进入袋式除尘器, 粉尘稍经凝聚就会颗粒变 大, 堆积于滤袋表面的粉尘在被抖落的过程中, 也能继续进行凝聚, 清灰效能和通过滤料的粉尘 量也与粉尘的附着性和凝聚性有关。因此, 设计 时对附着性和凝聚性非常显著的粉尘, 或者几乎 没有附着性和凝聚性粉尘, 必须按粉尘种类、用 途的不同, 根据设计经验采取不同的处理措施。 ( 2) 粒径。粒径分布对袋式除尘器的主要 影响是阻力损失和磨损。微细粉尘对压力损失影 响比较大, 粗粒粉尘对磨损起决定性作用, 但只 有入口含尘浓度高和硬度大的颗粒, 其影响才比 较大。 ( 3) 粒子形状。一般认为, 针状结晶粒子 和薄片状粒子容易堵塞滤料的孔隙, 降低除尘效 率。能够凝聚成絮状物的纤维状粒子, 若采取很 高的过滤速度, 就很难从滤料表面脱落, 设计时 按粒子状及特性选择不同的过滤风速。 ( 4) 粒子的密度。粉尘的堆积密度与粒径、 凝聚性、附着性有关, 也与袋式除尘器的阻力损 失、过滤面积有关。堆积密度越小, 清灰越困 难, 设计时要选择较低过滤风速。此外, 粉尘的 堆积密度对选定除尘器灰斗及排灰装置能力至关 重要。 ( 5) 吸湿性和潮解性。吸湿性和潮解性强 的粉尘, 在袋式除尘器运转过程中, 极易在滤料 表面上吸湿而固化, 或遇水潮解而成为稠状物, 造成清灰困难、设备阻力增大, 以至影响除尘器 正常运转。例如对含有 KC l、MgC l2、N aC l、CaO 等强潮解性物质的粉尘, 要采取必要的技术措 施。 11 V ol127 No14 Ju ly12008 冶 金 能 源 ENERGY FORMETALLURGICAL INDUSTRY ( 6) 静电性。容易带电的粉尘在滤料上一 旦产生静电, 就不易脱落, 对非常容易带电的粉 尘, 必须采用防静电滤料等技术措施, 以避免因 静电产生火花而引起爆炸。 ( 7) 可燃性。对于可燃性粉尘, 虽然不一 定都引起爆炸, 但如除尘器前的工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 中出现 火花, 且能进入除尘器内时, 就应采用防爆措 施, 如增设火花捕集器、设防爆门等。 7 设备阻力 所谓设备阻力是指除尘器入口至出口在运行 状态下的全压差。袋式除尘器的压力损失通常在 1000~ 2000Pa之间, 脉冲袋式除尘器压力损失 通常小于 1500Pa。设备阻力是风机选型的主要 依据, 设备运行过程中允许压力损失有某种变动 范围, 设计时应考虑设备阻力变动余量来确定风 机的选型。 8 设备耐压 袋式除尘器的耐压是根据工艺要求及风机的 静压等确定的, 必须按照袋式除尘器正常使用的 压力来确定设备的设计耐压。作为一般用途的袋 式除尘器, 设备耐压为 4000 ~ 5000Pa, 对于长 袋脉冲除尘器一般为 6000 ~ 8000Pa, 对于采用 以罗茨鼓风机为动力的负压型空气输送装置, 除 尘器的设计耐压为 15~ 50kPa。另外, 某些特殊 如高炉煤气干法脉冲袋式除尘器, 其设计耐压要 求达到 013MPa或更高, 设备一般均设计为圆 形, 以满足耐压要求。 9 清灰压力 清灰压力是袋式除尘器设计的重要参数, 根 据所用压缩空气压力不同, 分成高压 ( 015 ~ 017MPa)、中压 ( 0135 ~ 015MPa)、低压 ( 012 ~ 0135MPa) 及超低压 ( 012MPa以下 ), 并把脉 冲阀根据气包内压力区分为高压阀 (直角阀 ) 和低压阀 (淹没阀 )。设计选型高压或低压脉冲 阀是按压缩气体供气条件及除尘工艺工况决定, 目前小型除尘器使用较多的为高压清灰压力, 而 长袋脉冲采用较多的为低压清灰压力。不同清灰 压力设计选用不同的喷吹管清灰结构, 喷吹管开 孔尺寸、结构型式、喷吹管与花板的高度尺寸 等, 将直接影响设备清灰性能。脉冲清灰对压缩 空气要求不十分严格, 含尘、含水、含油等指标 分别达到 ISO8573- 1表中三级、五级即可, 当 压缩空气质量不达标, 喷吹时进入滤袋的气流含 油、含水量相对增加, 一旦油、水进入滤袋, 将 贴附堵塞部分过滤面积, 导致除尘器阻力加剧上 升。 10 清灰方法 ( 1) 在线清灰和离线清灰。脉冲袋式除尘 器可采用在线清灰和离线清灰两种方法。在线清 灰是指在进行脉冲喷吹时, 滤袋仍然进行含尘气 体过滤, 在线清灰过滤及清灰时对系统波动影响 小, 但清灰不彻底, 不能在线检修。离线清灰是 指把除尘器内部分成若干个过滤室, 每个袋室的 净气室上独立安装离线阀、气缸和电磁阀等压缩 气控制系统, 在对每个过滤室进行脉冲清灰喷吹 前, 通过离线阀首先关闭这个袋室, 使该滤室在 没有烟气过滤情况下进行清灰, 因此离线清灰效 果更彻底, 且能在线检修, 缺点是增加离线机 构、造价高、清灰时对系统烟气波动有影响等。 如何选择在线或离线清灰, 应视除尘工艺及 用户条件等诸多方面进行综合考虑, 对于小型且 入口粉尘浓度低的除尘器, 一般采用在线清灰, 反之采用离线; 对于大型除尘器一般设计为离线 结构并具有离线、在线两种可以切换的清灰功 能, 当工况条件允许不离线清灰时, 可切换为在 线清灰, 但无论在线或离线清灰, 均应具有通过 离线阀实现不停机的在线检修功能。 ( 2) 管式喷吹和箱式喷吹。管式喷吹是在 每排滤袋上方设喷吹管, 属有序喷吹, 即通过管 上的喷嘴向每条滤袋内喷吹清灰气流, 喷吹孔径 各不相同, 保证各条滤袋清灰强度均匀, 对于大 型长袋脉冲除尘器管式喷吹结构大大优于箱式喷 吹。箱式喷吹不设喷吹管, 属无序喷吹, 清灰气 流靠脉冲阀直接喷入上箱体并使之增压, 进而将 能量传递至该室每条滤袋以实现清灰; 箱式脉冲 喷吹除尘器中, 处于不同部位的各条滤袋, 清灰 强度存在较大差异, 且一般气耗量较大, 滤袋长 度受到限制, 清灰效果对离线阀的气密性依赖较 大, 所以箱式喷吹多用于中小型除尘器。 (下转第 19页 ) 12 冶 金 能 源 ENERGY FORMETALLURG ICAL INDUSTRY Vo l127 N o14 Ju ly12008 先界面必须确定用户是否具有修改参数的权限, 这需要通过用户输入密码来判定, 并且要允许用 户修改个人密码。 ( 4) 计算退火加热时间。界面需根据用户 输入的钢卷尺寸和退火曲线, 分别计算公式参数 修正前后的退火时间。 ( 5) 对用户错误输入进行判断和提示用户 重新输入。 3 结束语 开发的 /钢卷温度场计算软件 0 和 /退火 加热时间预测软件 0, 使得操作人员对退火过程 的离线计算 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 更加简单、便捷, 解决了生产现 场温度 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 修正、优化和准确预测退火加热时间 这两个问题, 由此, 有效地缩短了退火加热时 间, 降低了产品的粘结率。软件已经应用到宝钢 罩式炉生产现场, 为操作人员控制退火过程提供 了决策支持, 收到了良好的效果。 参 考 文 献 [ 1] H er ibert L ochne r , Annea ling co ld ro lled str ip in H I- CON /H 2 be ll annea le rs . Iron and Steel Eng ineer, A- pr il 1998: 45- 61 [ 2] Gu, M. Y. ; Chen, G. ; Zhang, M. C. ; Da ,i X. C. S imu la tion of steel co il heat transfer in HPH fur- nace. ActaM eta llurg ica Sin ica ( Eng lish Le tters) v 18 n 5 October 2005. p. 647- 652 [ 3] 左 焱, 武文斐, 张欣欣等 1全氢罩式退火炉退火 过程传热的研究 1工业加热, 2000, 6: 9- 11 [ 4] 杨建明, 祈卫东, 陈 光等 1退火钢卷辐射换热及 对流换热的讨论 1 安徽工业大学学报, 2004, 4: 273- 277 [ 5] 陈 光, 张丽徽, 戴学成等 1 宝钢 HPH 全氢罩式 退火炉钢卷加热时间的研究 1 冶金能源, 2005, 5: 24- 28 [ 6] 许诗双, 张丽徽, 陈 光等 1 宝钢 HPH 罩式炉控 制模型回归 1冶金能源, 2006, 4, 20- 25 [ 7] 熊 斐 1宝钢研制的全氢罩式炉控制系统分析 1宝 钢技术, 2002, 6: 5- 8 [ 8] 李红梅 1 全氢罩式退火炉的退火过程自动控制系 统 1冶金自动化, 2003, 1: 45- 47 思 涌 编辑 (上接第 12页 ) 11 气流上升速度 在除尘器内部, 滤袋低端含尘气体能够上升 的实际速度, 就是气流上升速度。气流上升速度 的大小对滤袋被过滤的含尘气体磨损及因脉冲清 灰而脱离滤袋的粉尘随气流重新返回滤袋表面有 重要影响。气流上升速度是除尘器内烟气不应超 过的最大速度, 达到和超过这个速度, 烟气中的 颗粒物就会磨坏滤袋或带走粉尘, 甚至导致设备 运行阻力偏大。 袋式除尘器进行过滤时分为内滤和外滤两 种, 前者含尘气流由滤袋内部流向外部, 后者含 尘气流由滤袋外部流向滤袋内部。 内滤式袋式除尘器气流上升速度按下式计算: Vk= Sa# Vc /S 式中 Vk) ) ) 除尘器气流上升速度, m /m in; Sa) ) ) 单条滤袋过滤面积, m 2; Vc) ) ) 过滤速度, m /m in; S) ) ) 滤袋口的截面积, m2。 外滤式袋式除尘器气流上升速度按下式计算: Vk= Qv /( SA - nS ) 式中 Vk) ) ) 除尘器气流上升速度, m /m in; Qv) ) ) 滤袋室的处理风量, m3 /m in; SA ) ) ) 滤袋室袋低处的截面积, m2; n) ) ) 滤袋室滤袋数量, 个。 过滤速度和气流上升速度二者在袋式除尘器 内各处都应保持在一定范围内。如果过滤风速选 择不当或分室分布不均, 会影响滤袋的寿命, 同 样, 气流上升速速选择不当或分室的气流上升速 度不均, 也会影响滤袋使用寿命。因此, 在设计 中不仅要设计合理的过滤风速及使气流分布均匀 的导流技术, 而且要按粉尘的粒径、浓度、工况 条件设计选择合理的气流上升速度, 才能确保延 长滤袋使用寿命。 思 涌 编辑 19 V ol127 No14 Ju ly12008 冶 金 能 源 ENERGY FORMETALLURGICAL INDUSTRY