張謙

摘 要：袋式除塵器憑借較高的除塵效率、穩(wěn)定運(yùn)行功能在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。通過大規(guī)模使用除塵器，降低通阻力和延長(zhǎng)使用時(shí)間是除塵器迫切需要解決的問題。本體結(jié)構(gòu)和氣流分布是對(duì)整機(jī)性能和安全運(yùn)行系統(tǒng)造成影響的主要因素，也是對(duì)機(jī)器運(yùn)行水平高低科學(xué)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素。因此，對(duì)二者的合理設(shè)計(jì)將直接影響除塵器的使用效果。本文針對(duì)袋式除塵器運(yùn)行中的本體結(jié)構(gòu)和氣流分布情況進(jìn)行分析，提出合理的優(yōu)化建議，希望可以提升設(shè)備操作效率。

關(guān)鍵詞：袋式除塵器;本體結(jié)構(gòu);氣流分布

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.036

0 引言

當(dāng)前工業(yè)收集粉塵裝置使用最多的是袋式除塵器，其操作效率高達(dá)99.9%，廣泛應(yīng)用在鋼鐵、水泥等排放高粉塵的企業(yè)?，F(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展一定程度推動(dòng)了袋式除塵設(shè)備的健康發(fā)展，相應(yīng)也對(duì)其結(jié)構(gòu)和氣流分布提出較高的要求。其中結(jié)構(gòu)對(duì)阻力發(fā)揮了決定性作用，也聯(lián)系到機(jī)組整體的能耗問題;設(shè)計(jì)氣流分布則會(huì)左右濾袋的使用時(shí)間、除塵效果等，因此對(duì)二者的分析具有一定必要性。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 腳注設(shè)計(jì)

選擇花孔板布置形式以后，明確濾袋和附近壁板之間的距離尺寸，一般這個(gè)距離應(yīng)超過110mm。若較小，則會(huì)發(fā)生安裝偏差，濾袋會(huì)碰撞殼體壁，損壞濾袋。結(jié)合每塊花板大小尺寸，科學(xué)劃分模塊，將每個(gè)單元設(shè)計(jì)立柱。按照脈沖閥尺寸與類型對(duì)噴吹數(shù)量進(jìn)行明確，采取16-19條濾袋數(shù)量?？茖W(xué)布置濾袋以后，確定箱體尺寸[1]。以此獲得相應(yīng)的腳注尺寸和平面圖。在治理大氣方面除塵器是主要設(shè)備，也需要對(duì)其它設(shè)備的實(shí)際位置全面考慮，結(jié)合綜合工藝對(duì)平面圖積極明確。

1.2 立柱斜撐設(shè)置

除塵器自身包括上部箱體、中箱體與鋼支架。橫梁與斜撐是穩(wěn)定之間的關(guān)鍵部件，怎樣設(shè)置十分關(guān)鍵。此外，結(jié)合各個(gè)區(qū)域氣候條件，對(duì)風(fēng)載與地震載荷科學(xué)明確，圍繞柱腳設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，將固定支座設(shè)置在柱頭。因此，水平力不會(huì)作用在立柱上。將橫撐設(shè)計(jì)在除塵器的每個(gè)方向，同時(shí)對(duì)固定點(diǎn)和滑動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行考慮，方便順利通過人和物。為了確保最佳的受力效果。一般采取無(wú)縫管或單雙根槽鋼制作斷面。

1.3 箱體設(shè)計(jì)

主要包括上部箱體與中箱體，通過花板劃分為上下兩部分。上部箱體包括多個(gè)凈氣室。中箱體是相對(duì)封閉的濾袋空間，主要作用是保護(hù)。一般箱體都是框架，通過壁板焊接產(chǎn)生部件，再構(gòu)成箱式，這種安裝相對(duì)簡(jiǎn)單和便捷，但需要大規(guī)模焊接操作。

2 本體結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響及改造

氣流阻力在整體壓力損失比例中，初期投入需要較大比例，隨著不斷增長(zhǎng)的操作時(shí)間，這一比例快速降低。但由于阻力的影響不會(huì)間斷，良好的結(jié)構(gòu)可以幫助除塵器減少總壓力損失，使能耗降低。為了對(duì)阻力有效降低，還可以通過計(jì)算阻力、實(shí)測(cè)分布?xì)饬鳌⒛M氣流與阻力試驗(yàn)等方法，不斷提升水平，有效降低能耗。由于本次選擇的除塵器產(chǎn)生較高的粉塵濃度，結(jié)構(gòu)相對(duì)較小，內(nèi)部形成較高的煙氣流速，相應(yīng)增大了阻力[2]。在設(shè)計(jì)改造中，根據(jù)壓縮成本、節(jié)省改造時(shí)間的基本原則，對(duì)其不斷完善，加寬處理煙氣室內(nèi)部尚未被使用的通道，并且在這一基礎(chǔ)上降低了阻力。

3 氣流分布影響及改造

3.1 影響

3.1.1 進(jìn)風(fēng)口不同位置的阻力

選擇5個(gè)頻率數(shù)值實(shí)施檢測(cè)。獲得進(jìn)風(fēng)不同位置除塵器壓力隨時(shí)隨入口風(fēng)速的改變規(guī)律，并將實(shí)驗(yàn)與模擬數(shù)值進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果大體一致，不斷增加的入口風(fēng)速壓力也相應(yīng)提升?；趬毫p失減少分析，最合理的是下進(jìn)口。

3.1.2 進(jìn)風(fēng)口影響氣流分布

下進(jìn)口的氣流形成射流，發(fā)生撞擊以后一部分氣流順延后壁面迅速提高速度，嚴(yán)重沖刷后端布袋，保證均勻通過氣流。中進(jìn)口氣流憑借進(jìn)風(fēng)口與前端布袋直接撞擊，當(dāng)涌入大量氣流以后，在布袋之間間隙流動(dòng)一部分氣流，對(duì)后避面沖擊，造成末端布袋比中間布袋的流量高，但箱體下部分較少通過氣流[3]。

3.2 改造

設(shè)計(jì)內(nèi)部氣流思想是不均勻分布?xì)饬魉俣?，?yīng)結(jié)合布置濾袋情況分布?xì)饬鳙@得最佳的設(shè)計(jì)數(shù)值?？茖W(xué)設(shè)計(jì)分布板，可以確保整體阻力處在一個(gè)相對(duì)較低的水平。同時(shí)，明確袋束附近、底部等形成最佳流速參數(shù)，最大程度降低阻力損失與濾袋的磨損，并有效減小濾袋束附近上升氣流的速度，確保落灰效率對(duì)整機(jī)性能、安全造成影響的主要因素之一是氣流分布，設(shè)計(jì)均勻合理的分布至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)分布時(shí)，需要對(duì)試驗(yàn)方案、計(jì)算模型等進(jìn)行討論。為了提升結(jié)果的精確度，根據(jù)設(shè)備尺寸建立模擬平臺(tái)，通過工作站計(jì)算數(shù)值。采取歐拉方法對(duì)持續(xù)氣相有效模擬，并使用拉格朗日方法對(duì)離散顆粒追蹤計(jì)算。

原來(lái)設(shè)計(jì)方案中為了化解氣流偏心問題，將堵板設(shè)置在除塵室偏心位置，同時(shí)設(shè)計(jì)分布?xì)饬靼濉?/p>

通過計(jì)算模擬，原來(lái)設(shè)計(jì)方案效果不理想，局部形成較高的流速，造成頻繁破損布袋的現(xiàn)象。通過對(duì)比各種方案，可以改進(jìn)為：圓弧過度進(jìn)口喇叭口底部，將導(dǎo)流板設(shè)置在彎頭進(jìn)口位置與不對(duì)稱短煙道，將2層開孔率不同的分布板設(shè)置在進(jìn)口喇叭口，并在其底部和煙氣室下放安裝條形導(dǎo)流板。

模擬分布結(jié)果表明，除塵器各點(diǎn)保證合理的點(diǎn)煙氣流速度，一方面，不會(huì)沖刷破壞袋，保證長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行濾袋，排放粉塵滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn);另一方面，氣流科學(xué)分配，可以避免發(fā)生二次揚(yáng)塵，降低阻力[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

本體結(jié)構(gòu)和氣流分布對(duì)袋式除塵器穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，是至關(guān)重要的因素，但絕不是唯一的影響因素。一臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的設(shè)備，還必須對(duì)其他各種因素全面考慮，包括選擇濾料的氣布比，清灰方法以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。所以，應(yīng)綜合各種因素對(duì)其設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高操作效果。

參考文獻(xiàn)：

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