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        電袋復(fù)合除塵器脈沖閥噴吹性能實驗分析

        2023-12-26 10:55:40楊偉興
        機電信息 2023年24期
        關(guān)鍵詞:脈沖閥實驗臺濾袋

        楊偉興

        (福建龍凈環(huán)保股份有限公司,福建 龍巖 364000)

        0 引言

        隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量要求的提高,我國制定的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。自GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行以來,燃煤鍋爐排放濃度限制為30 mg/Nm3,地方上對火電廠的排放甚至提出了更嚴(yán)格的限值要求。依靠單一的電除塵技術(shù)已難以保證設(shè)備的穩(wěn)定運行和高效排放,通過電除塵技術(shù)捕集粗顆粒,布袋過濾攔截細(xì)顆粒,1+1>2的技術(shù)集合能更好地達(dá)成超低排放的目標(biāo)。脈沖噴吹系統(tǒng)是常見的應(yīng)用于袋式除塵器及電袋復(fù)合除塵器的清灰技術(shù),脈沖閥作為噴吹系統(tǒng)的核心部件,其性能優(yōu)劣關(guān)系到清灰效率和濾袋的使用壽命等。為了研究脈沖閥的噴吹性能問題,通過在大型脈沖噴吹實驗臺對國內(nèi)外各廠商脈沖閥進(jìn)行實驗,對脈沖閥的性能進(jìn)行了比較分析。

        1 實驗平臺介紹

        大型脈沖噴吹實驗臺(圖1)主體長13 m、寬3.4 m、高12 m,是目前國內(nèi)最大的脈沖噴吹實驗臺。實驗濾袋長度最長可達(dá)10 m;噴吹管設(shè)計為可調(diào)節(jié)式,最大行噴吹數(shù)量可以在18~35之間自由配備;使用脈沖閥轉(zhuǎn)接頭設(shè)計,可以在氣包使用各種常規(guī)脈沖閥,整個實驗系統(tǒng)采用噴吹管上設(shè)置壓力傳感器,濾袋上加裝加速度傳感器,通過計算機采樣控制的技術(shù),構(gòu)成了一整套脈沖噴吹清灰過程從儲氣罐到濾袋的全程測量系統(tǒng)。通過該實驗平臺,已進(jìn)行了脈沖閥、濾袋、噴吹管等相關(guān)實驗,為噴吹系統(tǒng)的設(shè)計、脈沖閥和濾袋的選型提供了積極的參考和依據(jù)。

        圖1 脈沖噴吹實驗臺整體實拍

        2 實驗方法

        實驗將通過脈沖閥的噴吹量、噴吹波形、噴吹管壓力分布、濾袋內(nèi)壓力分布等數(shù)據(jù)對脈沖閥的噴吹性能進(jìn)行對比研究。對五種較為常用的3寸淹沒式脈沖閥[1]進(jìn)行實驗,編號分別為G閥、X閥、D閥、T閥、A閥。在同一位置、同一噴吹管的配置下,通過特制轉(zhuǎn)接頭更換安裝不同的脈沖閥,在同一噴吹壓力、脈沖閥導(dǎo)通時間等實驗條件下,通過儲氣罐、氣包及噴吹管上的壓力傳感器、濾袋上的加速度傳感器獲得數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,并以此對比分析脈沖閥的性能。

        3 實驗結(jié)果

        3.1 噴吹量

        設(shè)定噴吹壓力為0.3 MPa,設(shè)置脈沖閥導(dǎo)通時間為150 ms,固定單行噴吹19條8 m濾袋情況下[2],采用G閥、X閥、D閥、T閥、A閥進(jìn)行實驗,測得各脈沖閥噴吹量數(shù)據(jù)如圖2所示。

        圖2 各種脈沖閥的噴吹量

        3.2 噴吹波形

        設(shè)定噴吹壓力為0.3 MPa,設(shè)置脈沖閥導(dǎo)通時間為150 ms,固定單行噴吹19條8 m濾袋情況下,采用G閥、X閥、D閥、T閥、A閥進(jìn)行實驗,測得各種脈沖閥噴吹管內(nèi)壓力波形如圖3所示。

        圖3 不同3寸脈沖閥噴吹管壓力波形圖

        從圖3五種3寸脈沖閥噴吹管壓力波形比較可知,各脈沖閥膜片開啟速度相當(dāng),而膜片關(guān)閉速度各異,其中A閥與G閥的膜片最快,T閥膜片最慢。

        3.3 噴吹氣流在噴吹管內(nèi)形成的壓力分布

        采用常用的五種3寸脈沖閥,單行噴吹19條8 m濾袋,噴吹壓力為0.3 MPa,脈沖閥導(dǎo)通時間為150 ms。測點布置及噴吹管主要尺寸如圖4所示[3]。

        圖4 噴吹管上壓力傳感器分布位置

        分別對五種脈沖閥進(jìn)行測試,測試結(jié)果如表1所示。

        表1 采用不同脈沖閥測試時各測點壓力值單位:bar

        從表中數(shù)據(jù)計算得出,采用G閥噴吹時,噴吹管內(nèi)壓力分布首尾壓力峰值相差13.58%,采用X閥、D閥、T閥及A閥時,前后相差分別為15.06%、13.25%、7.16%與9.55%。由數(shù)據(jù)可知,氣流從氣包流向噴吹管底部的整個過程中,氣流壓力受噴吹管底部封盤影響逐漸增大,脈沖閥壓力峰值越大,首尾峰值相差越大。

        3.4 濾袋壓力分布

        設(shè)定噴吹壓力為0.3 MPa,設(shè)置脈沖閥導(dǎo)通時間為150 ms,采用五種3寸閥、單行噴吹19條8 m濾袋,濾袋材質(zhì)為PPS+PTFE浸漬,測試濾袋壓力分布,測試結(jié)果如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。

        圖5 采用G閥時濾袋上的壓力分布情況

        圖6 采用X閥時濾袋上的壓力分布情況

        圖7 采用D閥時濾袋上的壓力分布情況

        圖8 采用T閥時濾袋上的壓力分布情況

        圖9 采用A閥時濾袋上的壓力分布情況

        從圖中可以看出,五種閥在濾袋上形成的壓力分布情況整體趨勢是一致的,從濾袋口至下,壓力越來越小,直到底部,氣體積壓,壓力略微上升。其中T閥和A閥由于在噴吹管上形成的壓力較小,其袋口處壓力比其他脈沖閥也小些。另外,由于T閥的開啟時間相對長得多,其在濾袋底部積壓的壓力明顯大于其他脈沖閥。

        4 結(jié)論

        根據(jù)以上實驗結(jié)果,對五種脈沖閥噴吹過程中在噴吹量、噴吹管內(nèi)壓力波形、噴吹管內(nèi)壓力分布、濾袋上的壓力分布情況四個方面的性能表現(xiàn)總結(jié)如下:

        (1)T閥的噴吹量最大,從圖3可以看出,其噴吹量大是因為開啟持續(xù)時間長。A閥最小,其他三種閥相差不多。

        (2)T閥在噴吹管上形成的壓力最低,且壓力分布比較均勻,即噴射到濾袋的氣量比較均勻。

        (3)對于在濾袋上的壓力分布,G閥、X閥、D閥相差不多,T閥與A閥袋口處壓力比其他三種閥小,T閥的袋底處壓力比其他脈沖閥都大,這應(yīng)該是其開啟時間較長、壓力積累引起的。

        由以上總結(jié)可知,脈沖閥開啟持續(xù)時間影響到了整個過程數(shù)據(jù),脈沖閥開啟持續(xù)時間長,其噴吹量大,在噴吹管上形成的壓力峰值小,且噴吹管上各個噴口的壓力分布較均勻,即對濾袋的沖擊比較均勻,而濾袋上的壓力最小峰值相對于其他脈沖閥并沒有減小,所以適當(dāng)增加脈沖閥的開啟時間對濾袋整體壽命有一定的益處。

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