脈沖噴吹裝置-脈沖噴吹裝置的清灰特性及相關(guān)技術(shù)-一恒除塵設備

1 前言
    在20世紀80年代走入低谷，并經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展進(jìn)步之后，脈沖袋式除塵技術(shù)在近十幾年中以其全新的面貌和良好的技術(shù)經(jīng)濟指標，逐漸成為煙氣凈化和工業(yè)除塵工程中的首選袋式除塵設備。關(guān)心這一技術(shù)的人們，圍繞設計和應用提出了許多問(wèn)題。對這些問(wèn)題的深入了解，有利于脈沖袋式除塵技術(shù)的正確應用，可能避免或減少工程實(shí)踐中出現技術(shù)和經(jīng)濟方面的失誤。因此，擬借此文就有關(guān)問(wèn)題與同行探討。
2脈沖袋式除塵器的清灰機理衡量指標
(1) 脈沖噴吹清灰的實(shí)際過(guò)程可以描述為：在脈沖噴吹時(shí)，清灰氣流使濾袋內的壓力急速上升，濾袋迅速向外膨脹，當袋壁膨脹到限位置時(shí)，很大的張力使其受到強烈的沖擊振動(dòng)，并獲得大反向加    速度從而開(kāi)始向內收縮；但附著(zhù)在濾袋表面的粉塵層不受張力作用，由于慣性力的作用而從濾袋上脫落。
(2) 袋壁的大反向加速度與清灰效果是一致的，就是說(shuō)，大反向加速度越高，清灰效果就越好。
(3) 在研究脈沖袋式除塵器清灰機理的過(guò)程中，一些學(xué)者曾認為機械振打袋式除塵器的幾種清灰機理(諸如加速度、剪切、屈曲-拉伸、扭曲和逆向氣流等)，也是脈沖袋式除塵器的清灰機理。目前，絕大    多數研究者認為濾袋在噴吹時(shí)膨脹到限位置時(shí)的大反向加速度起主要作用，而另一些學(xué)者則認為噴吹時(shí)逆向穿過(guò)濾袋的氣流對清灰起作用。
    為了研究逆向氣流的清灰作用，一些學(xué)者進(jìn)行了有益的試驗。結果證明，逆向氣流要將塵粒從除塵濾袋表面吹落，其速度至少需要10~20m/s；粒子越小，其粘附力對拉力的比值越大，越難吹落，因而需    要更高風(fēng)速。
    實(shí)際情況下，脈沖袋式除塵器清灰時(shí)逆向氣流遠遠達不到上述速度：一位研究者估算，脈沖噴吹時(shí)的逆向氣流平均速度為150mm/s，無(wú)論無(wú)何也不會(huì )大過(guò)610mm/s；而另外兩位研究者在實(shí)驗室測得的逆向氣流速度僅30~50mm/s。由此可以認為，在脈沖噴吹時(shí)，逆向氣流對粉塵剝離所起作用非常小，粉塵從濾袋表面的脫落都是由于濾袋面運動(dòng)的結果。
一項試驗支持了上述觀(guān)點(diǎn)。研究者將袋籠的直徑稍微縮小，并在袋籠上楔入圓棒來(lái)縮小濾袋與袋籠之間的空隙，同時(shí)盡量保持氣脈沖的恒定，以使逆向氣流不發(fā)生大的變化。結果表明，在逆向氣流不變的條件下，通過(guò)限制濾袋壁面的運動(dòng)，清灰后的剩余壓差顯著(zhù)增加了。工程應用的脈沖袋式除塵器，也曾發(fā)現由于濾袋在袋籠上繃得過(guò)緊而清灰不良的情況，而此時(shí)脈沖噴吹的逆向氣流并末減少，只是濾袋被繃緊后袋壁的運動(dòng)大大受限，因而其膨脹到限位置時(shí)受到的沖擊振動(dòng)大為減弱。
至于反吹清灰袋式除塵器，由于逆向氣流的速度更小，通常只有16~30mm/s，所以更難以將粉塵從濾袋表面吹落。
(4) 國內研究者的結論與上述相同。實(shí)際上，脈沖噴吹清灰同爆破過(guò)程有相似之處。除了大反向加速度外，清灰時(shí)濾袋內的壓力峰值和壓力上升速度也是衡量清灰效果重要指標。
(5) 以濾袋內的壓力峰值、壓力上升速度和濾袋壁的大反向加速度這三項指標衡量清灰效果，不僅適用于脈沖袋式除塵器，也適用于反吹清灰的袋式除塵器。
圖1是菱形扁袋式除塵器清灰時(shí)濾袋的壓力和加速度波形?？梢钥闯?，不但壓力峰值低(僅55Pa)，而且壓力上升速度特別小(0.85Pa/ms)，只有脈沖噴吹(294.93Pa/ms)的2.88‰，其大反向加速度基本為零。這與該類(lèi)除塵器在實(shí)際運行中清灰效果不佳、阻力偏高的情況完全吻合。

（1）脈沖噴吹裝置有“管式”和“箱式”噴吹兩種形式。
前者是在每排濾袋上方設噴吹管，通過(guò)管上的噴嘴向濾袋內輸送清灰氣流。噴嘴孔徑各不相同，可確保各條濾袋清灰強度均勻。
后者則不設噴吹管，清灰氣流噴入上箱體并使之增壓，進(jìn)而將能量傳遞至濾袋以實(shí)現清灰。
（2）對箱式脈沖噴吹的試驗表明，處于不同部位的各條濾袋之間，清灰強度存在較大差異。
試驗對象是一種帶有集中引射器的噴吹裝置，每排12條濾袋。當引射器出口距條濾袋中心線(xiàn)110mm時(shí)，首、末兩端濾袋的袋底壓力峰值之比為1比4.94～13.44(表3)。將引射器位置移向遠處，此種差距可以縮小，當其出口距條濾袋中心線(xiàn)470mm時(shí)，上述比值為1：（1.93～2.20）。即使如此，位置靠前的濾袋仍嫌清灰能力不足，而且給整體結構增加了困難。
（3）實(shí)際應用的箱式噴吹袋式除塵器還存在以下不足之處：壓氣耗量較大；濾袋長(cháng)度受到限制；清灰效果對停風(fēng)（離線(xiàn)）閥的氣密性依賴(lài)較大。
(4 )箱式噴吹的優(yōu)點(diǎn)是換袋操作省去了拆、裝噴吹管的工序。
（5）綜上所述，在清灰效果、耗氣量、濾袋長(cháng)度等長(cháng)期起作用的因素方面，箱式噴吹存在著(zhù)明顯的缺點(diǎn)；而其換袋操作更簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，只在一年至數年才出現一次的換袋時(shí)體現出來(lái)。因此，采用管式噴吹更為合理。

表3  箱式噴吹裝置的清灰性能
序  號引射器出口與條濾袋的距離/mm袋底壓力峰值/Pa