脈沖噴吹裝置-脈沖噴吹裝置的清灰特性及相關(guān)技術(shù)-一恒除塵設(shè)備

1 前言
    在20世紀(jì)80年代走入低谷，并經(jīng)過不斷發(fā)展進(jìn)步之后，脈沖袋式除塵技術(shù)在近十幾年中以其全新的面貌和良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，逐漸成為煙氣凈化和工業(yè)除塵工程中的首選袋式除塵設(shè)備。關(guān)心這一技術(shù)的人們，圍繞設(shè)計(jì)和應(yīng)用提出了許多問題。對這些問題的深入了解，有利于脈沖袋式除塵技術(shù)的正確應(yīng)用，可能避免或減少工程實(shí)踐中出現(xiàn)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的失誤。因此，擬借此文就有關(guān)問題與同行探討。
2脈沖袋式除塵器的清灰機(jī)理衡量指標(biāo)
(1) 脈沖噴吹清灰的實(shí)際過程可以描述為：在脈沖噴吹時，清灰氣流使濾袋內(nèi)的壓力急速上升，濾袋迅速向外膨脹，當(dāng)袋壁膨脹到限位置時，很大的張力使其受到強(qiáng)烈的沖擊振動，并獲得大反向加    速度從而開始向內(nèi)收縮；但附著在濾袋表面的粉塵層不受張力作用，由于慣性力的作用而從濾袋上脫落。
(2) 袋壁的大反向加速度與清灰效果是一致的，就是說，大反向加速度越高，清灰效果就越好。
(3) 在研究脈沖袋式除塵器清灰機(jī)理的過程中，一些學(xué)者曾認(rèn)為機(jī)械振打袋式除塵器的幾種清灰機(jī)理(諸如加速度、剪切、屈曲-拉伸、扭曲和逆向氣流等)，也是脈沖袋式除塵器的清灰機(jī)理。目前，絕大    多數(shù)研究者認(rèn)為濾袋在噴吹時膨脹到限位置時的大反向加速度起主要作用，而另一些學(xué)者則認(rèn)為噴吹時逆向穿過濾袋的氣流對清灰起作用。
    為了研究逆向氣流的清灰作用，一些學(xué)者進(jìn)行了有益的試驗(yàn)。結(jié)果證明，逆向氣流要將塵粒從除塵濾袋表面吹落，其速度至少需要10~20m/s；粒子越小，其粘附力對拉力的比值越大，越難吹落，因而需    要更高風(fēng)速。
    實(shí)際情況下，脈沖袋式除塵器清灰時逆向氣流遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到上述速度：一位研究者估算，脈沖噴吹時的逆向氣流平均速度為150mm/s，無論無何也不會大過610mm/s；而另外兩位研究者在實(shí)驗(yàn)室測得的逆向氣流速度僅30~50mm/s。由此可以認(rèn)為，在脈沖噴吹時，逆向氣流對粉塵剝離所起作用非常小，粉塵從濾袋表面的脫落都是由于濾袋面運(yùn)動的結(jié)果。
一項(xiàng)試驗(yàn)支持了上述觀點(diǎn)。研究者將袋籠的直徑稍微縮小，并在袋籠上楔入圓棒來縮小濾袋與袋籠之間的空隙，同時盡量保持氣脈沖的恒定，以使逆向氣流不發(fā)生大的變化。結(jié)果表明，在逆向氣流不變的條件下，通過限制濾袋壁面的運(yùn)動，清灰后的剩余壓差顯著增加了。工程應(yīng)用的脈沖袋式除塵器，也曾發(fā)現(xiàn)由于濾袋在袋籠上繃得過緊而清灰不良的情況，而此時脈沖噴吹的逆向氣流并末減少，只是濾袋被繃緊后袋壁的運(yùn)動大大受限，因而其膨脹到限位置時受到的沖擊振動大為減弱。
至于反吹清灰袋式除塵器，由于逆向氣流的速度更小，通常只有16~30mm/s，所以更難以將粉塵從濾袋表面吹落。
(4) 國內(nèi)研究者的結(jié)論與上述相同。實(shí)際上，脈沖噴吹清灰同爆破過程有相似之處。除了大反向加速度外，清灰時濾袋內(nèi)的壓力峰值和壓力上升速度也是衡量清灰效果重要指標(biāo)。
(5) 以濾袋內(nèi)的壓力峰值、壓力上升速度和濾袋壁的大反向加速度這三項(xiàng)指標(biāo)衡量清灰效果，不僅適用于脈沖袋式除塵器，也適用于反吹清灰的袋式除塵器。
圖1是菱形扁袋式除塵器清灰時濾袋的壓力和加速度波形。可以看出，不但壓力峰值低(僅55Pa)，而且壓力上升速度特別小(0.85Pa/ms)，只有脈沖噴吹(294.93Pa/ms)的2.88‰，其大反向加速度基本為零。這與該類除塵器在實(shí)際運(yùn)行中清灰效果不佳、阻力偏高的情況完全吻合。

（1）脈沖噴吹裝置有“管式”和“箱式”噴吹兩種形式。
前者是在每排濾袋上方設(shè)噴吹管，通過管上的噴嘴向?yàn)V袋內(nèi)輸送清灰氣流。噴嘴孔徑各不相同，可確保各條濾袋清灰強(qiáng)度均勻。
后者則不設(shè)噴吹管，清灰氣流噴入上箱體并使之增壓，進(jìn)而將能量傳遞至濾袋以實(shí)現(xiàn)清灰。
（2）對箱式脈沖噴吹的試驗(yàn)表明，處于不同部位的各條濾袋之間，清灰強(qiáng)度存在較大差異。
試驗(yàn)對象是一種帶有集中引射器的噴吹裝置，每排12條濾袋。當(dāng)引射器出口距條濾袋中心線110mm時，首、末兩端濾袋的袋底壓力峰值之比為1比4.94～13.44(表3)。將引射器位置移向遠(yuǎn)處，此種差距可以縮小，當(dāng)其出口距條濾袋中心線470mm時，上述比值為1：（1.93～2.20）。即使如此，位置靠前的濾袋仍嫌清灰能力不足，而且給整體結(jié)構(gòu)增加了困難。
（3）實(shí)際應(yīng)用的箱式噴吹袋式除塵器還存在以下不足之處：壓氣耗量較大；濾袋長度受到限制；清灰效果對停風(fēng)（離線）閥的氣密性依賴較大。
(4 )箱式噴吹的優(yōu)點(diǎn)是換袋操作省去了拆、裝噴吹管的工序。
（5）綜上所述，在清灰效果、耗氣量、濾袋長度等長期起作用的因素方面，箱式噴吹存在著明顯的缺點(diǎn)；而其換袋操作更簡便的優(yōu)點(diǎn)，只在一年至數(shù)年才出現(xiàn)一次的換袋時體現(xiàn)出來。因此，采用管式噴吹更為合理。

表3  箱式噴吹裝置的清灰性能
序  號引射器出口與條濾袋的距離/mm袋底壓力峰值/Pa