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> 高效旋風(fēng)除塵器
與常規(guī)旋風(fēng)除塵器相比,安裝全長減阻桿1#和4#后使短路流量增加但安裝非全長減阻桿H1和H2后使短路流量減少。安裝1#和4#后下降流量沿流程的變化規(guī)律與常規(guī)旋風(fēng)除塵器基本相同,呈線性分布,三條線近科平行下降。但安裝H1和H2后,分布呈折線而不是直線,其拐點恰是減阻桿從下向上插入所伸到的斷面位置。由此還可以看到,非全長減阻桿使得其伸至斷面以上各斷面的下降流量增加,下降流量比常規(guī)除塵器還大,但接觸減阻桿后,下降流量減少很快,至錐體底部達(dá)到或低于常規(guī)除塵器的量值。 短路流量的減少可提高除塵效率,增大斷面的下降流量,又能使含塵空氣在除塵器內(nèi)的停留時間增長,為粉塵創(chuàng)造了更多的分離機(jī)會。因此,非全長減阻桿雖然減阻效果不如全長減阻桿,但更有利于提高旋風(fēng)除塵器的除塵效率。常規(guī)旋風(fēng)除塵器排氣芯管入口斷面附近存在高達(dá)24%的短路流量,這將嚴(yán)重影響整體除塵效果。如何減少這部分短路流量,將是提高效率的一個研究方向。非全長減阻桿減阻效果雖然不如全長減阻桿好,但由于其減小了常規(guī)旋風(fēng)除塵器的短路流量及使斷面下降流量增加、使旋風(fēng)除塵器的除塵效率提高,將更具實際意義。
分類 ①高效旋風(fēng)除塵器,其筒體直徑較小,用來分離較細(xì)的粉塵,除塵效率在95%以上; ②大流量旋風(fēng)除塵器,筒體直徑較大,用于處理很大的氣體流量,其除塵效率為50-80%以; ③通用型旋風(fēng)除塵器,處理風(fēng)量適中,因結(jié)構(gòu)形式不同,除塵效率波動在70-85%之間, ④防爆型旋風(fēng)除塵器,本身帶有防爆閥,具有防爆功能。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式,可分為長錐體、圓筒體、擴(kuò)散式、旁路型。 按組合、安裝情況分為內(nèi)旋風(fēng)除塵器、外旋風(fēng)除塵器、立式與臥式以及單筒與多管旋風(fēng)除塵器。 按氣流導(dǎo)入情況,氣流進(jìn)入旋風(fēng)除塵后的流路路線,以及帶二次風(fēng)的形式可概括地分為以下兩種: ①切流反轉(zhuǎn)式旋風(fēng)除塵器②軸流式旋風(fēng)除塵器 效率因素 進(jìn)氣口 旋風(fēng)除塵器的進(jìn)氣口是形成旋轉(zhuǎn)氣流的關(guān)鍵部件,是影響除塵效率和壓力損失的主要因素。切向進(jìn)氣的進(jìn)口面積對除塵器有很大的影響,進(jìn)氣口面積相對于筒體斷面小時,進(jìn)入除塵器的氣流切線速度大,有利于粉塵的分離。 圓筒體直徑和高度 圓筒體直徑是構(gòu)成旋風(fēng)除塵器的*基本尺寸。旋轉(zhuǎn)氣流的切向速度對粉塵產(chǎn)生的離心力與圓筒體直徑成反比,在相同的切線速度下,筒體直徑D越小,氣流的旋轉(zhuǎn)半徑越小,粒子受到的離心力越大,塵粒越容易被捕集。因此,應(yīng)適當(dāng)選擇較小的圓筒體直徑,但若筒體直徑選擇過小,器壁與排氣管太近,粒子又容易逃逸;筒體直徑太小還容易引起堵塞,尤其是對于粘性物料。當(dāng)處理風(fēng)量較大時,因筒體直徑小處理含塵風(fēng)量有限,可采用幾臺旋風(fēng)除塵器并聯(lián)運(yùn)行的方法解決。并聯(lián)運(yùn)行處理的風(fēng)量為各除塵器處理風(fēng)量之和,阻力僅為單個除塵器在處理它所承擔(dān)的那部分風(fēng)量的阻力。但并聯(lián)使用制造比較復(fù)雜,所需材料也較多,氣體易在進(jìn)口處被阻擋而增大阻力,因此,并聯(lián)使用時臺數(shù)不宜過多。筒體總高度是指除塵器圓筒體和錐筒體兩部分高度之和。增加筒體總高度,可增加氣流在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù),使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機(jī)會增多,但筒體總高度增加,外旋流中向心力的徑向速度使部分細(xì)小粉塵進(jìn)入內(nèi)旋流的機(jī)會也隨之增加,從而又降低除塵效率。筒體總高度一般以4倍的圓筒體直徑為宜,錐筒體部分,由于其半徑不斷減小,氣流的切向速度不斷增加,粉塵到達(dá)外壁的距離也不斷減小,除塵效果比圓筒體部分好。因此,在筒體總高度一定的情況下,適當(dāng)增加錐筒體部分的高度,有利提高除塵效率,一般圓筒體部分的高度為其直徑的1.5倍,錐筒體高度為圓筒體直徑的2.5倍時,可獲得較為理想的除塵效率。 排氣管直徑和深度 排風(fēng)管的直徑和插入深度對旋風(fēng)除塵器除塵效率影響較大。排風(fēng)管直徑必須選擇一個合適的值,排風(fēng)管直徑減小,可減小內(nèi)旋流的旋轉(zhuǎn)范圍,粉塵不易從排風(fēng)管排出,有利提高除塵效率,但同時出風(fēng)口速度增加,阻力損失增大;若增大排風(fēng)管直徑,雖阻力損失可明顯減小,但由于排風(fēng)管與圓筒體管壁太近,易形成內(nèi)、外旋流“短路”現(xiàn)象,使外旋流中部分未被清除的粉塵直接混入排風(fēng)管中排出,從而降低除塵效率。一般認(rèn)為排風(fēng)管直徑為圓筒體直徑的0.5~0.6倍為宜。排風(fēng)管插入過淺,易造成進(jìn)風(fēng)口含塵氣流直接進(jìn)入排風(fēng)管,影響除塵效率;排風(fēng)管插入深,易增加氣流與管壁的摩擦面,使其阻力損失增大,同時,使排風(fēng)管與錐筒體底部距離縮短,增加灰塵二次返混排出的機(jī)會。排風(fēng)管插入深度一般以略低于進(jìn)風(fēng)口底部的位置為宜。 由于旋風(fēng)除塵器單位耗鋼量比較大,因此在設(shè)計方案上比較好的方法是從筒身上部向下材料由厚向薄逐漸遞減!
在旋風(fēng)除塵器尺寸和結(jié)構(gòu)定型的情況下,其除塵效率關(guān)鍵在于運(yùn)行因素的影響。 流速 旋風(fēng)除塵器是利用離心力來除塵的,離心力愈大,除塵效果愈好。在圓周運(yùn)動(或曲線運(yùn)動)中粉塵所受到的離心力為F=ma,式中,F(xiàn)——離心力,N;m——粉塵的質(zhì)量,kg;a——粉塵離心加速度,m/s2。因為,a=VT2/R,式中,VT——塵粒的切向速度,m/s;R——氣流的旋轉(zhuǎn)半徑,m, 所以,F(xiàn)=mVT/R??梢姡谛L(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)固定(R不變)、粉塵相同(m穩(wěn)定)的情況下,增加旋風(fēng)除塵器人口的氣流速度,旋風(fēng)除塵器的離心力就愈大。 旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口氣量為Q=3600AVT,式中,Q——旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口氣量, m3/h; A——旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面積,m2。 所以,在結(jié)構(gòu)固定(R不變,A不變)、粉塵相同(m穩(wěn)定)的情況下, 除塵器人口的氣流速度與進(jìn)口氣量成正比,而旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口氣量是由引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量決定的。 可見,提高進(jìn)風(fēng)口氣流速度,可增大除塵器內(nèi)氣流的切向速度,使粉塵受到的離心力增加,有利提高其除塵效率, 同時,也可提高處理含塵風(fēng)量。但進(jìn)風(fēng)口氣流速度提高,徑向和軸向速度也隨之增大,紊流的影響增大。對每一種特定的粉塵旋風(fēng)除塵器都有一個臨界進(jìn)風(fēng)口氣流速度,當(dāng)超過這個風(fēng)速后,紊流的影響比分離作用增加更快,使部分已分離的粉塵重新被帶走,影響除塵效果。另外,進(jìn)風(fēng)口氣流增加,除塵阻力也會急劇上升,壓損增大,電耗增加。綜合考慮旋風(fēng)除塵器的除塵效果和經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)風(fēng)口的氣流速度控制在12~20 m/s之間,不超過25m/s,一般選14m/s為宜。 粉塵的狀況 粉塵顆粒大小是影響出口濃度的關(guān)鍵因素。處于旋風(fēng)除塵器外旋流的粉塵,在徑向同時受到兩種力的作用,一是由旋轉(zhuǎn)氣流的切向速度所產(chǎn)生的離心力,使粉塵受到向外的推移作用;另一個是由旋轉(zhuǎn)氣流的徑向速度所產(chǎn)生的向心力,使粉塵受到向內(nèi)的推移作用。在內(nèi)、外旋流的交界面上,如果切向速度產(chǎn)生的離心力大于徑向速度產(chǎn)生的向心力,則粉塵在慣性離心力的推動下向外壁移動,從而被分離出來;如果切向速度產(chǎn)生的離心力小于徑向速度產(chǎn)生的向心力,則粉塵在向心力的推動下進(jìn)入內(nèi)旋流,后經(jīng)排風(fēng)管排出。如果切向速度產(chǎn)生的離心力等于徑向速度產(chǎn)生的向心力,即作用在粉塵顆粒上的外力等于零,從理論上講,粉塵應(yīng)在交界面上不停地旋轉(zhuǎn)。實際上由于氣流處于紊流狀態(tài)及各種隨機(jī)因素的影響, 處于這種狀態(tài)的粉塵有50%的可能進(jìn)入內(nèi)旋流,有50%的可能向外壁移動,除塵效率應(yīng)為50%。此時分離的臨界粉塵顆粒稱為分割粒徑。這時,內(nèi)、外旋流的交界面就象一張孔徑為分割粒徑的篩網(wǎng),大于分割粒徑的粉塵被篩網(wǎng)截留并捕集下來,小于分割粒徑的粉塵,則通過篩網(wǎng)從排風(fēng)管中排出。 旋風(fēng)除塵器捕集下來的粉塵粒徑愈小,該除塵器的除塵效率愈高。離心力的大小與粉塵顆粒有關(guān),顆粒愈大,受到離心力愈大。當(dāng)粉塵的粒徑和切向速度愈大, 徑向速度和排風(fēng)管的直徑愈小時,除塵效果愈好。氣體中的灰分濃度也是影響出口濃度的關(guān)鍵因素。粉塵濃度增大時,粉塵易于凝聚,使較小的塵粒凝聚在一起而被捕集,同時,大顆粒向器壁移動過程中也會將小顆粒挾帶至器壁或撞擊而被分離。但由于除塵器內(nèi)向下高速旋轉(zhuǎn)的氣流使其頂部的壓力下降,部分氣流也會挾帶細(xì)小的塵粒沿外壁旋轉(zhuǎn)向上到達(dá)頂部后,沿排氣管外壁旋轉(zhuǎn)向下由排氣管排出,導(dǎo)致旋風(fēng)除塵器的除塵效率不可能為100%。 根據(jù)除塵效率計算公式η=(1- So/Si)×100%,式中,η——除塵效率;So——出口處的粉塵的流人量,kg/h;Si——進(jìn)口處的粉塵的流人量,kg/h。 因為旋風(fēng)除塵器的除塵效率不可能為100%,當(dāng)進(jìn)口粉塵流人量增加后,除塵效率雖有提高,排氣管排出粉塵的量也會大大增加。所以,要使排放口的粉塵濃度降低,則要降低入口粉塵濃度,可采取多個旋風(fēng)除塵器串聯(lián)使用的多級除塵方式,達(dá)到減少排放的目的。
操作規(guī)程 準(zhǔn)備工作 1、檢查各連接部位是否連接牢固。 2、檢查除塵器與煙道,除塵器與灰斗,灰斗與排灰裝置、輸灰裝置等結(jié)合部的密閉性,消除漏灰、 漏氣現(xiàn)象。 3、關(guān)小擋板閥,啟動通風(fēng)機(jī)、無異?,F(xiàn)象后逐漸啟動。 技術(shù)要求 1、注意易磨損部位如外筒內(nèi)壁的變化。 2、含塵氣體溫度變化或濕度降低時注意粉塵的附著、堵塞和腐蝕現(xiàn)象。 3、注意壓差變化和排出煙色狀況。因為磨損和腐蝕會使除塵器穿孔和導(dǎo)致粉塵排放,于是除塵效 率下降、排氣煙色惡化、壓差發(fā)生變化。 4、注意旋風(fēng)除塵器各部位的氣密性,檢查旋風(fēng)筒氣體流量和集塵濃度的變化。 運(yùn)行的影響 旋風(fēng)除塵器下部的嚴(yán)密性是影響除塵效率的又一個重要因素。含塵氣體進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后,沿外壁自上而下作螺旋形旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,這股向下旋轉(zhuǎn)的氣流到達(dá)錐體底部后,轉(zhuǎn)而向上,沿軸心向上旋轉(zhuǎn)。旋風(fēng)除塵器內(nèi)的壓力分布,是軸向各斷面的壓力變化較小,徑向的壓力變化較大(主要指靜壓),這是由氣流的軸向速度和徑向速度的分布決定的。氣流在筒內(nèi)作圓周運(yùn)動,外側(cè)的壓力高于內(nèi)側(cè),而在外壁附近靜壓,軸心處靜壓低。即使旋風(fēng)除塵器在正壓下運(yùn)動,軸心處也為負(fù)壓,且一直延伸到排灰口處的負(fù)壓,稍不嚴(yán)密,就會產(chǎn)生較大的漏風(fēng),已沉集下來的粉塵勢必被上升氣流帶出排氣管。所以,要使除塵效率達(dá)到設(shè)計要求, 就要保證排灰口的嚴(yán)密性,并在保證排灰口的嚴(yán)密性的情況下,及時清除除塵器錐體底部的粉塵,若不能連續(xù)及時地排出,高濃度粉塵就會在底部流轉(zhuǎn),導(dǎo)致錐體過度磨損。 維護(hù) 穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù) 旋風(fēng)式除塵器運(yùn)行參數(shù)主要包括:除塵器入口氣流速度,處理氣體的溫度和含塵氣體的入口質(zhì)量濃度等。 1)入口氣流速度。對于尺寸一定的旋風(fēng)式除塵器,入口氣流速度增大不僅處理氣量可提高,還可有效地提高分離效率,但壓降也隨之增大。當(dāng)入口氣流速度提高到某一數(shù)值后,分離效率可能隨之下降,磨損加劇,除塵器使用壽命縮短,因此入口氣流速度應(yīng)控制在18~23m/s范圍內(nèi)。 2)處理氣體的溫度。因為氣體溫度升高,其粘度變大,使粉塵粒子受到的向心力加大,于是分離效率會下降。所以高溫條件下運(yùn)行的除塵器應(yīng)有較大的入口氣流速度和較小的截面流速。 3)含塵氣體的入口質(zhì)量濃度。濃度高時大顆粒粉塵對小顆粒粉塵有明顯的攜帶作用,表現(xiàn)為分離效率提高。 防止漏風(fēng) 旋風(fēng)式除塵器一旦漏風(fēng)將嚴(yán)重影響除塵效果。據(jù)估算,除塵器下錐體處漏風(fēng)1%時除塵效率將下降5%;漏風(fēng)5%時除塵效率將下降30%。旋風(fēng)式除塵器漏風(fēng)有三種部位:進(jìn)出口連接法蘭處、除塵器本體和卸灰裝置。引起漏風(fēng)的原因如下: 1)連接法蘭處的漏風(fēng)主要是螺栓沒有擰緊、墊片厚薄不均勻、法蘭面不平整等引起的。 2)除塵器本體漏風(fēng)的主要原因是磨損,特別是下錐體。據(jù)使用經(jīng)驗,當(dāng)氣體含塵質(zhì)量濃度超過10g/m3時,在不到100天時間里可以磨壞3mm的鋼板。 3)卸灰裝置漏風(fēng)的主要原因是機(jī)械自動式(如重錘式)卸灰閥密封性差。 預(yù)防關(guān)鍵部位磨損 影響關(guān)鍵部磨損的因素有負(fù)荷、氣流速度、粉塵顆粒,磨損的部位有殼體、圓錐體和排塵口等。防止磨損的技術(shù)措施包括: 1)防止排塵口堵塞。主要方法是選擇優(yōu)質(zhì)卸灰閥,使用中加強(qiáng)對卸灰閥的調(diào)整和檢修。 2)防止過多的氣體倒流入排灰口。使用的卸灰閥要嚴(yán)密,配重得當(dāng)。 3)經(jīng)常檢查除塵器有無因磨損而漏氣的現(xiàn)象,以便及時采取措施予以杜絕。 4)在粉塵顆粒沖擊部位,使用可以更換的抗磨板或增加耐磨層。 5)盡量減少焊縫和接頭,必須有的焊縫應(yīng)磨平,法蘭止口及墊片的內(nèi)徑相同且保持良好的對中性。 6)除塵器壁面處的氣流切向速度和入口氣流速度應(yīng)保持在臨界范圍以內(nèi)。 避免粉塵堵塞和積灰 旋風(fēng)式除塵器的堵塞和積灰主要發(fā)生在排塵口附近,其次發(fā)生在進(jìn)排氣的管道里。 1)排塵口堵塞及預(yù)防措施。引起排塵口堵塞通常有兩個原因:一是大塊物料或雜物(如刨花、木片、塑料袋、碎紙、破布等)滯留在排塵口,之后粉塵在其周圍聚積;二是灰斗內(nèi)灰塵堆積過多,未能及時排出。預(yù)防排塵口堵塞的措施有:在吸氣口增加一柵網(wǎng);在排塵口上部增加手掏孔(孔蓋加墊片并涂密封膏)。 2)進(jìn)排氣口堵塞及其預(yù)防措施。進(jìn)排氣口堵塞現(xiàn)象多是設(shè)計不當(dāng)造成的——進(jìn)排氣口略有粗糙直角、斜角等就會形成粉塵的粘附、加厚,直至堵塞。