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浅析袋式除尘器运行阻力偏高的原因

纯阅读 作者:江涛 孙世群等
单位:新世纪水泥导报
来源:新世纪水泥导报 发布日期:2016-11-30
袋式除尘器是一种用滤料过滤含尘气体的高效除尘净化设备,具有除尘效率高、结构简单、适应性强、运行稳定等特点,广泛应用于冶金、热力发电、水泥制造等行业。但在生产过程中常出现设备运行阻力偏高的情况,导致除尘效率降低、滤袋寿命缩短。当一台袋式除尘器的运行阻力超过1500Pa以上时,我们可以定性地说这台除尘器的运行阻力偏高了。当除尘器的运行阻力超过2000Pa时,将会对整个系统通风产生较大影响。

  1、阻力偏高的定性

  袋式除尘器是一种用滤料过滤含尘气体的高效除尘净化设备,具有除尘效率高、结构简单、适应性强、运行稳定等特点,广泛应用于冶金、热力发电、水泥制造等行业。但在生产过程中常出现设备运行阻力偏高的情况,导致除尘效率降低、滤袋寿命缩短。当一台袋式除尘器的运行阻力超过1500Pa以上时,我们可以定性地说这台除尘器的运行阻力偏高了。当除尘器的运行阻力超过2000Pa时,将会对整个系统通风产生较大影响。

  2、阻力偏高的原因

  除尘器运行阻力由本体、滤袋及吸附在滤袋上的粉尘等三部分引起。结构设计差异、滤料材质、过滤风速、气体含尘浓度、粉尘粒度、气体湿度等因素对除尘器运行阻力影响较大。

  2.1结构设计对除尘器运行阻力的影响

  结构设计包括进出风道截面、大型袋除尘器均风装置、气流通过的各部位截面尺寸以及锁风、检修门密封、设备保温等设计。结构设计不合理会使设备运行阻力偏高,合理的结构设计其本体阻力在400Pa左右。笔者建议进出风道风速应小于15m/s,以10m/s左右风速为最佳。各袋室进出风支管风速应小于10m/s,既利于均风又可降低阻力。

  2.2粉尘浓度

  粉尘浓度过高时,颗粒之间的碰撞几率增大,使得颗粒粘附在一起,这对除尘器的运行阻力也会造成一定影响。同时,浓度的增大也就意味着在单位时间内滤袋单位面积上附着的粉尘厚度会增大,所产生的压力损失也会随之增大。这种情况下常常会通过提高清灰频率来使设备正常工作,但这会使滤袋膨胀频率提高,滤袋与袋笼摩擦加剧,使得滤袋寿命降低,滤料失效。滤料失效会反过来导致滤袋压损增加,设备运行阻力提高。

  此外,清灰时反吹的正压气体也是袋式除尘器运行阻力显高的原因之一,频繁喷吹正压气体进入袋室,势必会加大设备的运行阻力。因此,当粉尘浓度过高时,应在进风道和灰斗内增加挡料均风装置,进行预收尘处理,以减小除尘器滤袋负荷,降低设备阻力。

  2.3粉尘粒度

  粉尘粒度对袋除尘器的主要影响表现在压力损失和设备磨损上。对压力损失影响最大的是微细粉尘,它能堵塞过滤空隙,降低滤料的透气性,使阻力增大。一般认为:针状结晶颗粒和薄片状颗粒容易堵塞滤布,降低除尘效率,加大运行阻力。对于颗粒较细的含尘气体应采用覆膜滤袋,如水泥窑尾、矿渣粉磨系统。

  2.4湿度

  气体中常含有少量水蒸气,当相对湿度在30%~80%之间时为一般状态,超过该范围时即为高湿度状态。当除尘器内气体处于高湿度状态时,在外部冷空气的作用下,结露现象发生,造成粉尘粘结而堵塞滤袋,使得滤料的捕尘能力降低,清灰困难,设备压力损失随之增高。对于结露,一般尽量选择表面光滑的滤料,如覆膜滤料。另外,做好设备的保温,提高含尘气体的人口温度,能降低冷空气的负面作用,防止结露现象的发生。如水泥窑尾、矿渣粉磨系统。袋除尘器除做好外部保温之外,设备检修门也不能忽略。

  2.5滤料的透气率

  一般情况下洁净滤布的压力损失比较小,透气性比较高。在工作中,其压力损失小意味着它的孔隙相对较大,粉尘容易穿透,一般情况下对粉尘的捕集性能也就比较低。另外,滤袋表面粉尘层的压力损失是影响滤袋压力损失的因素之一,它与滤布孔隙是否堵塞有关。所以,要求滤布具有孑L隙不易堵塞,收尘效率高,压力损失小,清灰性能好,寿命长等特点。

  2.6滤袋过滤风速

  过滤风速是袋除尘器重要的技术参数。当清灰方式、滤料材质、烟尘特性不同时,所设计的过滤风速也应不同,因此所产生的过滤阻力也是不一样的。

  对于水泥行业的粉尘,当收集水泥时,由于粉尘湿度小,粘性相对较小,常使用脉冲袋式除尘器,所采用的过滤风速一般为0.8~1.0m/min;对于烘干除尘或水泥回转窑尾气除尘时,由于烟尘水分相对较高,粉尘湿度相对较大:当采用玻纤袋反吹风袋式除尘器时,过滤风速一般控制在0.3~0.5m/min之间,当采用长袋脉冲袋式除尘器时,过滤风速一般控制在0.7~0.9m/min之间;对于水泥和冶金行业的煤粉制备,由于粉尘浓度大、颗粒小、易燃易爆等特点,其过滤风速一般控制在0.6~0.8m/min之间;而对于矿渣超细研磨、石灰窑石灰等收尘,由于粉尘颗粒小,浓度高,又有一定粘性,通常选用矿渣微粉用脉冲袋式除尘器,所采用的过滤风速在0.7~0.9m/min之间。

  2.7清灰效率

  当除尘器清灰效率不高,即不彻底时,由于滤袋表面过多粉尘的附着,将直接导致运行阻力的升高。因此,提高除尘器的清灰效率,也是设备降阻的保证措施之一。

  除了之前我们提到的湿度导致的结露会降低清灰效率外,不合理的喷吹是使得清灰效率不高的常见原因,这方面表现最明显的是长袋脉喷式除尘器。由于是点对点垂直喷射高压气体,在清灰时,高速喷射进人滤袋的气流可能会在袋口附近产生一个垂直滤袋外表面向袋内的压力,使得滤袋在这个区域内不会膨胀,达不到清灰的目的。

  而当滤袋过长时,还可能因为喷吹力度或喷吹气量不够,使得靠近滤袋底部的部分清灰效率低下。喷嘴与花板的间距、喷嘴的大小、滤袋的长度、脉冲阀的型号,这些因素之间的合理搭配,能够减少因喷吹系统导致清灰效率较低、运行阻力偏高等情况的发生。

  2.8管路

  系统正压影响及设备系统漏风脉冲管路系统清灰所采用的是高压气体,为正压状态,为了达到清灰的效果,脉冲阀所喷射的压缩气流必须达到一定的量,这个量一般为所清灰滤袋内体积的2倍以上。

  在工作状态下,设备箱室内为负压,当向内喷射过多正压气流时,将必然使得设备前后阻力数值提高,该效果等同于设备漏风。因此,合理地选用喷吹压力及喷吹时间,既可以延长滤袋的使用寿命,又对降低设备的运行阻力有一定的积极作用,这种情况尤其表现在当设备箱室数量比较少的时候。在实际的生产操作中,有些厂家为了一味地追求清灰效果,盲目地提高清灰压力或延长喷吹时间,这是很不可取的。

  清灰压力过高,会加快滤袋的破损,同时也对运行阻力造成影响;而延长喷吹时问,除了喷人更多正压气体,提高设备运行阻力外,对清灰几乎不产生任何的积极影响。

  设备系统的漏风是让外界的正压气体进入到收尘器内部负压的环境中,造成设备运行阻力偏高,会直接影响产量。这种漏风是由静压差引起的,人孔门、检查门、阀门等处的结构特征是盖板加密封软材料辅以机械压紧,而机械力往往仅作用于盖板的局部,太大了容易引起盖板局部变形,形成较大的缝隙;太小又不足以使软材料充满缝隙。除了密封的作用力外,密封材料的选用不合理以及密封材料的老化是实际生产中造成系统漏风的重要原因。

  2.9配套件的可靠性

  与除尘器相配套的各部分是否合理以及正常工作与否,也是袋式除尘器运行阻力偏高的可能原因。配套件包括了电气控制装置、气动元件的组合以及相应的阀门动作等。一台袋式除尘器,是否选用了合理的清灰顺序、正确型号的脉冲阀和有效的脉冲宽度和喷吹压力,对于保障设备正常运行,减小运行阻力,也有着直接或间接的作用。此外,脉冲阀及气缸与电磁阀之间是否配套,各气路元件是否正常工作,直接关系着清灰系统是否正常工作。

  当清灰系统非正常工作时,清灰工作不能有效进行,将直接导致运行阻力偏高。除了各电气元件是否正常工作外,对于离线清灰的袋式除尘器,当提升阀阀板脱落,致使阀板盖住出风口,对应箱室始终处于离线状态时,会导致设备实际工作单元数少于设计单元数,即部分箱室处于非工作状态,这样将使得设备运行阻力始终偏高,这种情况在实际生产中常有发生。

  3、结束语

  对于一台袋式除尘器,设计是否合理、运行是否正常,主要表现在滤袋使用寿命及设备运行阻力上,而有些情况下滤袋的破损与设备运行阻力偏高有着相关联性。科学合理的结构设计、参数确定、配件选择是袋除尘器成功运行的重要环节,设备运行中合理、正确、有效的管理与维护是袋除尘器成功运行的保证。

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