趙永飛曹雪梅

1. 河南科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，河南 洛陽 471003；2. 河南中材環(huán)保有限公司，河南 平頂山 467002

袋除塵器進(jìn)氣方式對(duì)濾袋磨損的影響

趙永飛1,2曹雪梅1

1. 河南科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，河南 洛陽 471003；2. 河南中材環(huán)保有限公司，河南 平頂山 467002

在同一電機(jī)轉(zhuǎn)速下，濾袋的磨損量跟進(jìn)氣方式有關(guān)，相對(duì)來說，中間進(jìn)氣磨損最少。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，同一種進(jìn)氣方式，濾袋的沖蝕磨損量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增高而增大。

進(jìn)氣方式 轉(zhuǎn)速 沖蝕磨損

0 引言

袋除塵器怎樣能夠高效低成本運(yùn)行，是人們一直關(guān)注的問題。近些年來，袋除塵器關(guān)鍵部件——濾袋的本體樣式經(jīng)過一次又一次的革命，在收集粉塵上發(fā)揮著重要作用。為了提高袋除塵器的濾袋壽命，我們對(duì)袋除塵器的進(jìn)氣方式進(jìn)行細(xì)致研究，意在減少由于氣流進(jìn)氣的不均而加速對(duì)濾袋的沖蝕（圖1），減輕氣流對(duì)濾袋的磨損，延緩濾袋的疲勞失效。本文就袋除塵器進(jìn)氣方式對(duì)濾袋磨損的影響進(jìn)行試驗(yàn)研究。

圖1 濾袋的沖蝕磨損

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 濾袋的沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)

袋除塵器進(jìn)氣方式一般分為上部進(jìn)氣、中部進(jìn)氣和下部進(jìn)氣三種形式。為了更深入地研究袋除塵器進(jìn)氣方式對(duì)濾袋磨損的影響，我們?cè)O(shè)計(jì)了可以運(yùn)用不同進(jìn)氣方式[1]的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如圖2所示為中部進(jìn)氣。

圖2 中部進(jìn)氣形式

在實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行前，首先對(duì)濾袋試樣進(jìn)行烘干，然后再在精確度為0.1 mg的光電分析天平上進(jìn)行稱量，并記錄下實(shí)驗(yàn)前濾袋試樣的重量。然后，將芳綸濾袋試樣安裝到袋室中，組裝成煙塵過濾系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，通過對(duì)電機(jī)變頻調(diào)速來控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量進(jìn)而控制煙塵氣流的流速。用配制好的煙塵由風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口不間斷的送入風(fēng)機(jī)內(nèi)，在風(fēng)葉內(nèi)，煙塵氣體由于受到旋轉(zhuǎn)離心力作用而快速涌入風(fēng)管，然后通過導(dǎo)流板的阻擋作用，進(jìn)入除塵器空腔中。在每個(gè)袋室內(nèi)，煙塵氣體顆粒就會(huì)沖蝕濾袋試樣表面，從而產(chǎn)生對(duì)濾袋的沖蝕磨損。沖蝕磨損開始約24 h之后，就能關(guān)閉風(fēng)機(jī)電機(jī)、灰斗下部的下料器開關(guān)及風(fēng)管的閥門。當(dāng)實(shí)驗(yàn)機(jī)設(shè)備的動(dòng)力系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，就可以取出濾袋試樣，并進(jìn)行反復(fù)清洗（注意不要把破損部分洗涮掉）、烘干、并在精度為0.1 mg的光電分析天平上再次稱重，并詳細(xì)記錄下濾袋的重量。然后對(duì)濾袋試樣的沖蝕磨損的磨痕輪廓及表面的材質(zhì)損傷痕跡程度進(jìn)行認(rèn)真掃描電鏡檢查，就能對(duì)煙塵氣流沖蝕磨損的機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析，并且可以由實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)前后濾袋試樣的重量之差大致表達(dá)濾袋沖蝕磨損的嚴(yán)重程度。

通過分析袋除塵器各種進(jìn)氣方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)備工作時(shí)氣流對(duì)濾袋試樣表面磨損沖蝕的特點(diǎn)，把氣流和濾袋試樣的相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)總結(jié)歸納為：濾袋試樣相對(duì)位置不變，氣流的進(jìn)氣方式改變。例如模擬袋除塵器不同的進(jìn)氣方式的氣流對(duì)濾袋試樣進(jìn)行集中噴射。

1.2 顯微鏡觀察

顯微鏡下微觀觀察袋除塵器濾袋的微觀結(jié)構(gòu)沖蝕磨損前后變化如圖3、圖4所示。

圖3 微觀下沖蝕磨損前濾袋結(jié)構(gòu)情況

圖4 微觀下沖蝕磨損后濾袋結(jié)構(gòu)情況

2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表1列出了電機(jī)轉(zhuǎn)速在2 000 r/min轉(zhuǎn)速下，袋除塵器在不同的進(jìn)氣方式下受到?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 袋除塵器2 000 r/min的濾袋清洗烘干后重量

表2 列出了電機(jī)轉(zhuǎn)速在2 500 r/min轉(zhuǎn)速下，袋除塵器在不同的進(jìn)氣方式下受到?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表3列出了電機(jī)轉(zhuǎn)速在2 900 r/min轉(zhuǎn)速下，袋除塵器在不同的進(jìn)氣方式下受到?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表3 袋除塵器2 900 r/min下的濾袋清洗烘干后重量

3 實(shí)驗(yàn)分析

從圖1可知，濾袋在煙塵氣流的直接沖刷下濾袋表面的沖蝕磨損情況嚴(yán)重，甚至已經(jīng)磨損掉了濾袋表面起過濾作用中最關(guān)鍵的涂層。通過顯微鏡下微觀觀察濾袋結(jié)構(gòu)及破損情況（如圖4所示）可知，濾袋在煙塵氣流的沖蝕磨損下，打亂了濾袋的微觀結(jié)構(gòu)，沖蝕磨損磨斷了濾袋表面一些起關(guān)鍵作用的纖維。

通過表1、表2及表3的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得表4。

表4 袋除塵器濾袋不同進(jìn)氣方式的磨損總結(jié)

從表4可得，在相同工況下上進(jìn)氣（磨損量3.0 g）和其他形式進(jìn)氣（磨損量3.0 g）磨損最大，下進(jìn)氣（磨損量2.4 g）次之，而中間進(jìn)氣磨損情況（磨損量2.1 g）最優(yōu)。從表4還可以看出，同一種進(jìn)氣方式濾袋的沖蝕磨損量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增高而增大。在電機(jī)同一轉(zhuǎn)速下，濾袋的磨損量跟進(jìn)氣方式有關(guān)，相對(duì)來說，中間進(jìn)氣相對(duì)好點(diǎn)，其他三種進(jìn)氣方式稍次之。由此可見，不管是何種進(jìn)氣方式，濾袋的磨損量都會(huì)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高也即煙塵氣流風(fēng)速的增大而增大。我們?cè)诖龎m器的設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮袋除塵器的進(jìn)氣方式，還要選擇合適的風(fēng)速，而且風(fēng)速越慢越好。

4 結(jié)束語

本文對(duì)不同進(jìn)氣方式下濾袋沖蝕磨損數(shù)據(jù)的分析比較，研究了袋除塵器進(jìn)氣方式選擇的意義，同時(shí)也印證了不管何種進(jìn)氣方式，煙塵氣流對(duì)濾袋的沖蝕磨損程度將隨著風(fēng)速的增大而增大。因此在袋除塵器設(shè)計(jì)時(shí)，要謹(jǐn)防煙塵氣流的磨蝕與氣流分布的不均，并且要盡量降低煙塵氣流的風(fēng)速。

[1] 楊春榮，李克. 低壓長(zhǎng)袋脈沖袋除塵器進(jìn)氣方式和氣流分布[C]. 全國(guó)袋式除塵技術(shù)研討會(huì), 2011:71-73.

2016-10-10）

TQ172.688.3

B

1008-0473(2016)06-0091-03

10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.06.019