袋式除塵器結(jié)構(gòu)阻力分析
除塵器本體(結(jié)構(gòu))阻力占其總阻力比重的40%,特別值得重視。該阻力主要由進(jìn)出風(fēng)口、風(fēng)道、各袋室進(jìn)出風(fēng)口、袋口等氣體通過的部位產(chǎn)生的摩擦阻力和局部阻力組成,即為各部分摩擦阻力和局部阻力之和。簡易公式表示為:
式中:Km——摩擦綜合系數(shù);Kg——局部阻力綜合系數(shù); v——?dú)怏w流經(jīng)各部位速度。可見,欲減小△pg,首先要減小局部阻力系數(shù)和降低氣體流速度。
由以上公式可看出,阻力的大小與氣體流速大小的平方成正比,因此,設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能擴(kuò)大氣體通過的各部位的面積,限度地降低氣流速度,減小設(shè)備本體阻力損失。
由于阻力與流速的平方成正比,故降低氣體流速。降低速度的關(guān)鍵是進(jìn)出風(fēng)口,進(jìn)出口氣流速度高,降速潛力大。
再加體速度的降低,把結(jié)構(gòu)阻力降為300Pa是可能的。圖1是某鋼廠除塵器內(nèi)部各環(huán)節(jié)流速的具體數(shù)值。
濾袋表面殘留粉塵阻力濾袋使用后,粉塵滲透到濾料內(nèi)部,形成“過濾”,但隨著運(yùn)行時(shí)間的增長,殘留于濾料中的粉塵會(huì)逐漸增加,濾料的阻力也會(huì)顯著增大,最終會(huì)形成堵塞,同時(shí)也意味著濾袋壽命終結(jié)。袋式除塵器在運(yùn)行過程中要防止粉塵進(jìn)入濾料纖維間隙,如果出現(xiàn)糊袋(煙氣結(jié)露、油污等)則過濾狀態(tài)會(huì)惡化。一般情況下,濾料阻力長時(shí)間保持小于400Pa是理想的狀況。如果保持在600~800Pa也是屬于正常的狀態(tài)。
濾袋清灰后,殘留在濾袋內(nèi)部的粉塵殘留阻力也是除塵器過濾的主要能耗。殘留粉塵阻力大小與粉塵的粒徑和粘度有關(guān),特別是與清灰方式、濾袋表面的光潔度有關(guān)。在凈化效率的前提下,應(yīng)盡量減小殘留粉塵的阻力,相關(guān)措施如下:(1)選擇清灰方式或縮短清灰周期,并清灰裝置正常運(yùn)行。(2)濾料表面光潔度,如砑光后處理。或采用表面過濾技術(shù),如使用覆膜濾料、纖維面層濾料。(3)粉塵荷電,粉餅結(jié)構(gòu),增強(qiáng)凝并效果。通過覆膜、上進(jìn)風(fēng)等綜合措施,濾袋表面殘留粉塵阻力可從500Pa降到250Pa左右,下降50%。
堆積粉塵層阻力△pd堆積粉塵層的阻力△pd與粉塵層的厚度有關(guān)
厚度的粉塵層,經(jīng)清灰后,粉塵抖落后重新運(yùn)行。經(jīng)過時(shí)間t之后,在過濾面積A(m2)上又黏附一層新粉塵。假設(shè)粉塵的厚度為L,孔隙率為εp時(shí)沉積的粉塵質(zhì)量為Md(kg),那么Md/A=md(kg/m2)就叫做粉塵負(fù)荷或表面負(fù)荷。負(fù)荷相對應(yīng)的壓力損失就是堆積粉塵層的阻力。堆積粉塵層阻力大于等于定壓清灰上下限阻力設(shè)定壓差值,清灰前粉塵層阻力達(dá)到大值,清灰后粉塵層阻力降到值或零。除塵器型式和濾料確定后,堆積粉塵層阻力是設(shè)備阻力構(gòu)成中的可調(diào)部分。對于單機(jī)除塵器,粉塵層阻力反映了清灰時(shí)被剝離粉塵的量,即清灰能力和剝離率;對于大型袋式除塵器,則體現(xiàn)了每個(gè)清灰過程中被噴吹的濾袋數(shù)量。堆積粉塵層阻力(即清灰上下限阻力設(shè)定差值)主要與粉塵的粒徑、黏性、粉塵濃度和清灰周期有關(guān)。粉塵濃度低時(shí),可延長過濾時(shí)間;當(dāng)粉塵時(shí),可適當(dāng)縮短清灰周期??桃獾刈非蟮偷姆蹓m層阻力是不合適的,一般認(rèn)為增加濾袋噴吹頻度會(huì)縮短濾袋的壽命,但是運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,除玻纖濾袋外,尚無因縮短清灰周期而明顯影響濾袋使用壽命的案例。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),粉塵層阻力選擇200Pa為宜。
一般袋式除塵器的阻力由除塵器結(jié)構(gòu)阻力、濾料阻力、濾袋粉塵殘留阻力(初層)和堆積粉塵層阻力四部分組成,傳統(tǒng)的袋式除塵器的結(jié)構(gòu)阻力和濾料殘留阻力較大,其節(jié)能的根本措施主要有:1)降低氣流在除塵器內(nèi)的流動(dòng)速度并采取導(dǎo)流措施使氣流合理運(yùn)動(dòng),這樣可以降低袋式除塵器的結(jié)構(gòu)阻力;2)采用覆膜濾料和纖維高密面層濾料,可顯著降低濾袋粉塵殘留阻力和粉塵層厚度;3)合理的清灰周期和清灰強(qiáng)度可減少粉塵層厚度降低粉塵阻力。