摘 要：為減少工業(yè)脈沖噴吹除塵系統(tǒng)中的清灰不均勻問(wèn)題，減少能源浪費(fèi)，提出了上部開(kāi)口散射器，并進(jìn)行單濾筒無(wú)粉塵脈沖噴吹實(shí)驗(yàn)，分析了該散射器和無(wú)散射器在不同的噴吹壓力和安裝高度下的濾筒清灰性能。相比于無(wú)散射器，通過(guò)散射器的誘導(dǎo)分流及渦的產(chǎn)生，對(duì)濾筒頂部及底部位置的局部清灰有顯著幫助，能改善濾筒的清灰均勻性。上部開(kāi)口散射器應(yīng)安裝在濾筒口部位置以下，以達(dá)到較高的清灰效率，同時(shí)采用上部開(kāi)口散射器在較低的噴吹壓力下，仍能高效清灰，可降低脈沖清灰的噴吹壓力，節(jié)約脈沖能耗。

關(guān)鍵詞：散射器;脈沖噴吹清灰;側(cè)壁壓力峰值;濾筒

1實(shí)驗(yàn)參數(shù)

脈沖噴吹實(shí)驗(yàn)在無(wú)粉塵條件下進(jìn)行，在噴吹距離150mm條件下，試驗(yàn)參數(shù)噴吹壓力為0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa，安裝高度（指花板距散射器底部的距離）為40、0、-40、-80、-120、-160、-200mm（以花板為水平線，垂直向上為正，向下為負(fù)）。測(cè)點(diǎn)1.2.3.4.5分別距離濾筒口100mm、300mm、500mm、700mm、900mm。

2結(jié)果與討論

傳統(tǒng)脈沖噴吹清灰中，存在濾筒上部清灰壓力不足，下部清灰壓力過(guò)大的問(wèn)題。因此，濾料上清灰強(qiáng)度和清灰均勻性都對(duì)脈沖噴吹效果有很重要的影響。目前，評(píng)價(jià)清灰效果好壞的指標(biāo)[1]主要有：側(cè)壁壓力峰值，初始?jí)毫ι仙俾?，反向加速度，平均超壓。本?shí)驗(yàn)采用側(cè)壁壓力峰值及其平均值作為清灰強(qiáng)度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，L.M. Lo [2]等指出濾袋的側(cè)壁壓力峰值在一定范圍內(nèi)越大，除塵器的清灰性能越好，但側(cè)壁壓力峰值過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致濾料破損，增大耗氣量，造成過(guò)度清灰。研究發(fā)現(xiàn)，需要400-500Pa的側(cè)壁壓力峰值才能有效地清灰[3]。

2.1 噴吹壓力對(duì)濾筒側(cè)壁壓力峰值分布的影響

由圖2可知，隨噴吹壓力的增大，濾筒上各測(cè)點(diǎn)的側(cè)壁壓力峰值均呈增大的趨勢(shì)，無(wú)散射器在0.3MPa噴吹壓力下測(cè)點(diǎn)1處僅為366Pa，無(wú)法有效清灰，而在采用上部開(kāi)口散射器后，至少將側(cè)壁壓力峰值提高到了451Pa，實(shí)現(xiàn)了有效清灰。無(wú)散射器及采用上部開(kāi)口散射器的測(cè)點(diǎn)1在0.3MPa到0.6MPa，分別增大到了2.43倍、1.45倍，濾筒測(cè)點(diǎn)1的側(cè)壁壓力峰值隨噴吹壓力的增大，增長(zhǎng)幅度相比采用散射器后更大，無(wú)散射器時(shí)噴吹壓力對(duì)清灰效果的影響更大，但此時(shí)不管是否采用散射器，測(cè)點(diǎn)1壓力均已遠(yuǎn)超400Pa，因此采用散射器也能在0.3-0.6MPa之間有效提高濾筒頂部清灰壓力因此，不僅在傳統(tǒng)脈沖噴吹清灰過(guò)程中，通常采用增大噴吹壓力的方式來(lái)增大清灰強(qiáng)度，采用上部開(kāi)口散射器時(shí)也可采用此方法。

無(wú)散射器及采用上部開(kāi)口散射器的測(cè)點(diǎn)5在0.3MPa到0.6MPa，分別增大到了2.03倍、1.91倍。無(wú)散射器在0.6MPa時(shí)其最大側(cè)壁壓力峰值達(dá)到了3243Pa，壓力過(guò)高容易對(duì)濾料產(chǎn)生破壞，而采用上部開(kāi)口散射器后，在0.3、0.4、0.5、0.6MPa噴吹壓力下，與對(duì)應(yīng)噴吹壓力下無(wú)散射器的濾筒側(cè)壁壓力最大值之比，分別為：65.2%、61.5%、64.3%、61.3%，有效降低了濾筒的最大側(cè)壁壓力。因此，采用上部開(kāi)口散射器后，提高了濾筒上部側(cè)壁壓力（噴吹壓力較低時(shí)），降低了濾筒的最大側(cè)壁壓力，可有效減小濾袋底部的壓力，增加濾料壽命，同時(shí)在較低噴吹壓力下也能高效清灰，節(jié)約脈沖氣源能耗。

2.2? 散射器安裝高度對(duì)濾筒側(cè)壁壓力峰值分布的影響

由圖3可以看到，隨安裝高度減小，測(cè)點(diǎn)1、2的側(cè)壁壓力峰值同步增大，但在安裝高度為-160mm后開(kāi)始下降;測(cè)點(diǎn)3、4、5的側(cè)壁壓力峰值在安裝高度為40mm-0mm處上升，在0mm-（-80mm）降低，（-80mm）-（-160mm）增大，從（-160mm）-（-200mm）又開(kāi)始下降。這是由于在高度為40mm時(shí)，散射器距噴嘴很近，孔內(nèi)流會(huì)進(jìn)入濾筒，而大部分孔外流被阻安裝擋出濾筒，因此安裝高度為40mm時(shí)各測(cè)點(diǎn)的側(cè)壁壓力峰值均較低，降低安裝高度，進(jìn)入濾筒的脈沖氣體越來(lái)越多，各測(cè)點(diǎn)側(cè)壁壓力峰值將增加;當(dāng)安裝高度小于0mm并持續(xù)降低至-80mm時(shí)，整體的空氣誘導(dǎo)量增大，但此時(shí)散射器剛好從濾筒的外部進(jìn)入濾筒內(nèi)部，濾筒外的散射器表面積減少，這會(huì)導(dǎo)致散射器位置的誘導(dǎo)空氣量減少，由于散射器的阻擋作用，濾筒上部壓力增長(zhǎng)較快，而濾筒中下部會(huì)降低，因此1、2測(cè)點(diǎn)側(cè)壁壓力增大，測(cè)點(diǎn)3、4、5的側(cè)壁壓力減小;當(dāng)安裝高度繼續(xù)降低至-160mm，散射器已完全進(jìn)入濾筒，隨安裝高度增大，誘導(dǎo)氣流量增大，濾筒各測(cè)點(diǎn)側(cè)壁壓力均上升;安裝高度繼續(xù)增大，由于散射器位置的局部流場(chǎng)下移太多，測(cè)點(diǎn)1、2的側(cè)壁壓力將下降，測(cè)點(diǎn)3、4、5的側(cè)壁壓力繼續(xù)增大。

根據(jù)以上分析可知，散射器的安裝高度過(guò)大會(huì)浪費(fèi)脈沖氣源，同時(shí)也不宜過(guò)小，導(dǎo)致濾筒上部測(cè)點(diǎn)達(dá)不到最佳清灰壓力，本實(shí)驗(yàn)中安裝高度采用160mm可達(dá)到最佳的清灰效果。

結(jié) 論

1）相比于無(wú)散射器，采用上部開(kāi)口散射器在滿足清灰要求的條件下，解決了其上部清灰壓力不足，清灰不徹底，下部壓力過(guò)大，易損壞濾料的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了濾筒的清灰均勻性;

2）相比于無(wú)散射器而言，在滿足清灰要求的前提下，可降低脈沖清灰所需的噴吹壓力，節(jié)約脈沖氣源能耗;

3）本實(shí)驗(yàn)中將上部開(kāi)口散射器安裝在濾筒口部位置以下160mm可以得到最佳的清灰效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王沁淘，張明星，賴小林等.高溫濾袋的有效清灰強(qiáng)度[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2015，9（03）：1318-1322.

[2] L.M. Lo， D.R. Chen， D.Y. Pui， Experimental study of pleated fabric cartridges in a pulse-jet cleaned dust collector， Powder Technol. 197 （2010） 141–149.

[3] H.C. Lu， C.J. Tsai， A pilot-scale study of the design and operation parameters of a pulse-jet baghouse， Aerosol Sci. Technol. 29 （1998） 510–524.

基金項(xiàng)目：西南科技大學(xué)研究生創(chuàng)新基金（19ycx0091）

作者簡(jiǎn)介：

余洪浪，（1993-），男，碩士研究生。