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        上部開(kāi)口散射器對(duì)濾筒的脈沖噴吹實(shí)驗(yàn)研究

        2020-05-06 09:17:22余洪浪
        科學(xué)與財(cái)富 2020年5期
        關(guān)鍵詞:濾筒

        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俾剩聪蚣铀俣?,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。

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