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布袋除塵器的選型和設(shè)計(jì)

1．1袋式除塵器的選型

布袋除塵器是使含塵氣流通過(guò)過(guò)濾慮料將粉塵分離捕集的裝置，采用濾紙或玻璃纖維等填充層作慮料的空氣過(guò)慮器，主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)方面的氣體凈化。袋式除塵器的除塵效率一般可達(dá)99％以上，其除塵效率高，性能穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)主要從結(jié)構(gòu)型式、通風(fēng)方式、濾袋形狀、濾料、清灰方式和運(yùn)行方式六個(gè)方面進(jìn)行選型。

1．1．1結(jié)構(gòu)型式

除塵器的進(jìn)口布置有上進(jìn)氣和下進(jìn)氣兩種方式，上進(jìn)氣氣流與粉塵沉降方向一致，有利于粉塵的沉降，在濾袋上形成均勻粉塵層，過(guò)濾性能好，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且不易調(diào)節(jié)濾袋張力。配氣需設(shè)置兩層花板，成本及設(shè)備費(fèi)用高，安裝復(fù)雜且花板易積灰，灰斗易滯留空氣，增加結(jié)露的可能性。而下進(jìn)氣結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，能避免上進(jìn)氣出現(xiàn)的缺點(diǎn)，也是現(xiàn)在運(yùn)用較多的進(jìn)氣方式，其具有氣流穩(wěn)定、濾袋安裝容易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。

故本次的設(shè)計(jì)選擇下進(jìn)氣。

1．1．2通風(fēng)方式

正壓式除塵器設(shè)在風(fēng)機(jī)正壓段，含塵氣體流經(jīng)風(fēng)機(jī)壓入除塵器，使除塵器在正壓下工作。其構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)省管道。但因含塵氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)葉片磨損較大。負(fù)壓式除塵器設(shè)在風(fēng)壓負(fù)壓段，除塵器內(nèi)空氣被風(fēng)機(jī)吸出形成負(fù)壓，風(fēng)機(jī)吸入的是凈化后的氣體，對(duì)風(fēng)機(jī)葉輪磨損較小，并且不易發(fā)生因附著粉塵而產(chǎn)生的喘振等類事故。

因?yàn)槲覀兲幚淼姆蹓m粒徑分布范圍較大，不易使用正壓式，所以選擇負(fù)壓式除塵器，即將風(fēng)機(jī)裝在除塵器之后。

1．1．3濾袋形狀

布袋除塵器按照慮袋的形狀主要分為扁袋和圓袋2種型式。

扁袋形式較多，單位體積過(guò)濾面積大，結(jié)構(gòu)緊湊，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，清灰換袋困難，制作要求較高，慮袋之間易堵塞，清灰效果常不如圓袋。而采用圓袋受力均勻，支撐骨架及連接簡(jiǎn)單，清灰所需動(dòng)力小，檢查維護(hù)方便。

故本次的除塵系統(tǒng)選擇圓袋除塵器。

1．1．4濾料

濾料式組成袋式除塵器的核心部分，其性能對(duì)袋式除塵器操作有很大影響。選擇濾料時(shí)必須考慮含塵氣體的特征，如顆粒和氣體性質(zhì)（溫度、濕度、粒徑和含塵濃度等）。性能良好的濾料應(yīng)容塵量大、吸濕性小、效率高、阻力小、使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)兼?zhèn)淠蜏亍⒛湍?、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。

在本次的設(shè)計(jì)任務(wù)中，項(xiàng)目粉塵為面粉，屬于有爆炸性的粉塵，當(dāng)濃度達(dá)到一定程度后如遇靜電放電火花或外界點(diǎn)火等因素，則極易導(dǎo)致爆炸和火災(zāi)。所以要求制作除塵布袋的濾料具有防靜電性，根據(jù)常用的防靜電濾料表，選擇濾料為防靜電滌綸針刺氈。常用的防靜電濾料見表1-1

表1－1 常用的防靜電濾料的主要性能

1．1．5清灰方式

常見的清灰方式主要有機(jī)械振動(dòng)清灰、逆氣流反吹清灰、氣環(huán)反吹清灰和脈沖噴吹清灰。

（1）機(jī)械振動(dòng)清灰

特點(diǎn)是施加于粉塵層的動(dòng)能較少而次數(shù)較多，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，工作性能穩(wěn)定，清灰效果較好。但振動(dòng)清灰時(shí)要求停止過(guò)濾，濾袋因受機(jī)械力作用損壞較快，濾袋檢修與更換工作量大。適用于袋直徑130mm的布袋除塵器。

（2）氣環(huán)反吹清灰

高速氣體通過(guò)氣環(huán)反吹濾袋，使用于高濃度，較潮濕的粉塵及含有水汽的場(chǎng)合。但運(yùn)行時(shí)容易造成對(duì)布袋的磨損，不常用。

（3）逆氣流反吹清灰

清灰過(guò)程整個(gè)氣流分布比較均勻，振動(dòng)不劇烈，適宜用于長(zhǎng)濾袋，但只能離線清灰，且對(duì)布袋直徑的要求較高。當(dāng)布袋直徑過(guò)大時(shí)，容易導(dǎo)致空間利用率降低使設(shè)備體積過(guò)于龐大。當(dāng)布袋直徑過(guò)小時(shí)，可能導(dǎo)致排灰不暢，使得除塵受阻。

（4）脈沖噴吹清灰

為目前應(yīng)用最多的清灰方式，其利用4－7atm的壓縮空氣脈沖產(chǎn)生沖擊波，使濾袋振動(dòng)，導(dǎo)致積附在濾袋上的顆粒層脫落。其噴吹作用強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，過(guò)濾風(fēng)速為2－4m/min,壓損為1000－1500Pa。因其可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)清灰，處理效率高，過(guò)濾負(fù)荷高，濾袋磨損減輕，運(yùn)行安全可靠，所以本次設(shè)計(jì)采用是脈沖清灰方式。

1.1.6運(yùn)行方式

內(nèi)濾式：無(wú)需支撐骨架，處理無(wú)毒常溫氣體時(shí)，可不停機(jī)情況下進(jìn)行檢修。內(nèi)濾式圓袋的袋口氣流速度較大，若氣流中含有粗顆粒粉塵，則會(huì)嚴(yán)重磨損濾袋。下進(jìn)氣及放性射粉塵凈化多用此過(guò)濾方式。

外濾式：需支撐骨架，以防布袋被吸癟，清灰時(shí)濾袋與骨架之間易出現(xiàn)磨損，維修難度較大。脈沖噴吹，高壓氣流反吹等清灰方式多用外濾式。

由于本次任務(wù)的煙氣量較大，通過(guò)分室進(jìn)行除塵，采用脈沖清灰方式，所以采用外濾式。

選型結(jié)果匯總表，見表5-2

表5-2 布袋除塵系統(tǒng)選型結(jié)果匯總表

1．2布袋除塵器的設(shè)計(jì)

布袋除塵器的設(shè)計(jì)主要從過(guò)濾系統(tǒng)、清灰系統(tǒng)、粉塵輸送處理系統(tǒng)及氣體輸送系統(tǒng)四個(gè)方面來(lái)考慮。

1.2.1過(guò)濾系統(tǒng)

（1）過(guò)濾系統(tǒng)的參數(shù)

主要從處理氣量、總過(guò)濾面積、過(guò)濾速度、濾袋尺寸、每條濾袋過(guò)濾面積、濾袋條數(shù)六個(gè)方面進(jìn)行。

設(shè)計(jì)結(jié)果見表1-2所示。具體計(jì)算過(guò)程見計(jì)算書。

表1-2 布袋除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)表

（2）濾袋的布置

從上述的計(jì)算得所需濾袋的條數(shù)64，考慮到位置的合理及布袋排列的合理行，將其分4個(gè)室，每個(gè)室16條，分4列4行。室與室之間的距離為600mm為檢修通道,每個(gè)室內(nèi)袋與袋間距50mm。室離外殼距離為300mm。

（3）殼體的設(shè)計(jì)

殼體一般是由5-6mm的鋼板焊接而成，以隔板為界，隔板以上的稱為殼體，隔板以下的稱為中殼體，中殼體下面連接灰斗。上殼體的型式在本設(shè)計(jì)中考慮到鋼材的節(jié)省及減少泄漏的可能性，采用大蓋板的頂蓋室。

（4）灰斗

灰斗用于收集清灰時(shí)從濾袋上落下的粉塵以及進(jìn)入除塵器的氣體中含有的粉塵。裝置直接連接在中殼體的下面。

其型式主要有兩種，一種是錐式，一種是槽式，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)為槽式，每個(gè)室設(shè)置一個(gè)灰斗。其尺寸確定如下。

①由于灰斗傾角通常設(shè)計(jì)成具有55°-60°，在本次的設(shè)計(jì)中取58°；

②相鄰兩片灰斗側(cè)壁設(shè)計(jì)為58°；

③灰斗上端尺寸為970mm*970mm;

④灰斗下端尺寸為200mm*200mm;

⑤灰斗高度為617mm;

⑥進(jìn)入灰斗的煙氣入口頂部距離濾袋底部70mm;

(7)進(jìn)排氣風(fēng)管

除塵管道最常用的材料是Q235鋼板。由鋼板制造的滾刀具有堅(jiān)固、耐用、造價(jià)低、易于制作安裝等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)風(fēng)速的要求計(jì)算管道的直徑，參照“全國(guó)通用通風(fēng)管道計(jì)算表”確定選用的管道。管道的斷面形狀采用圓形，因?yàn)樵跀嗝娣e相同時(shí)圓形管道的壓損較小，材料較省，而且便于制作、保溫。

其具體管路選型見計(jì)算書。

1.2.2清灰系統(tǒng)

清灰系統(tǒng)包括清灰裝置和卸灰裝置。

(1)清灰裝置

脈沖清灰的原理是以壓縮空氣為動(dòng)力，利用脈沖噴吹機(jī)構(gòu)在瞬間釋放壓縮氣流，誘導(dǎo)數(shù)倍的二次空氣高速射入濾袋，使其急劇膨脹，依靠沖擊振動(dòng)和反向氣流清灰的袋式除塵器，屬于動(dòng)能清灰類型。脈沖噴吹機(jī)構(gòu)為脈沖閥，脈沖閥有直角式、淹沒式和直通式三種類型。直角式脈沖閥結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，適用于噴吹氣量較小的時(shí)候。淹沒式脈沖閥的特點(diǎn)是通道阻力低，可用低壓氣源，與高壓閥相比，可降低能耗，延長(zhǎng)膜片壽命。一般適用于噴吹氣量較大場(chǎng)合。直通式脈沖閥的優(yōu)點(diǎn)是安裝方便缺點(diǎn)是氣流通過(guò)經(jīng)過(guò)閥體的阻力較大，一般也適用于噴吹氣量較大時(shí)候。根據(jù)計(jì)算我們的噴吹氣量為53L/次，屬于較小噴吹氣量，所以選擇直角式脈沖閥。

(2)卸灰裝置

卸灰正常與否對(duì)于除塵器的效率也有重大的影響，本項(xiàng)目采用的是負(fù)壓式清灰系統(tǒng)，要保證正常清灰就必須嚴(yán)格控制漏風(fēng)情況，而且漏風(fēng)發(fā)生也會(huì)增大除塵器及風(fēng)機(jī)負(fù)荷。卸灰閥種類很多，因?yàn)槲覀兊墓ぷ鲿r(shí)間較短，一天才5個(gè)小時(shí)，而且灰量不大，所以采用固定卸灰閥，卸灰閥的型號(hào)為YJD06型。

1.2.3粉塵輸送

因?yàn)槲覀兊姆蹓m為面粉，具有回收利用價(jià)值，可以將排出的灰經(jīng)過(guò)處理后回收利用。

1.2.4氣體輸送系統(tǒng)

布袋除塵器的除塵效率很高，經(jīng)過(guò)處理后的氣體，粉塵含量很低，粉塵排放濃度滿足GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。所以處理后的氣體經(jīng)過(guò)煙囪后，可以直接排放。