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淺議降低脈衝袋式除塵器運行費用的幾點措施

淺議降低脈衝袋式除塵器運行費用的幾點措施

  • 除塵效率:99.9%
  • 方案優勢:脈衝袋式除塵器,因其具有良好的清灰效果,並可在較高的過濾風速下穩定運行。
  • 所需設備:脈衝袋式除塵器
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方案介紹

1 概述

目前,隨著國內外濾料技術的不斷進步,使得袋式除塵器的應用範圍越來越廣,而脈衝袋式除塵器,因其具有良好的清灰效果,並可在較高的過濾風速下穩定運行,因而在袋式除塵器中,占有極其重要的地位。近幾年,國內使用的部分除塵器,如振打式袋式除塵器、反吹風式袋式除塵器,甚至電除塵器等,許多已改為了脈衝袋式除塵器,並取得了良好的效果。但是,脈衝袋式除塵器亦存在著運行費用較高的缺點。本文針對國內外現有技術,就如何降低脈衝袋式除塵器的運行費用提出幾點措施。

2 影響脈衝袋式除塵器運行費用的因素

影響脈衝袋式除塵器運行費用的因素有:

①除塵器本體結構阻力

②濾料阻力

③清灰方式

④清灰裝置

⑤濾料壽命

⑥濾料的性價比

⑦維護工作量

⑧除塵器漏風率

3 降低脈衝袋式除塵器運行費

用的幾點具體措施

3.1 除塵器本體結構阻力

除塵器本體結構的設計應盡量簡潔,需注意氣流的順暢,避免不必要的氣流拐彎,充分考慮操作中的實際需要,盡量減少閥門的設置。

3.2 濾料阻力

濾料阻力在除塵器整體阻力中占主要部分,因此,降低濾料阻力對於降低除塵器運行費用來說,非常關鍵。

濾料的運行阻力與下列因素有關:過濾風速、含塵濃度、清灰頻率、使用時間、濾料特性。

(1)過濾風速

過濾風速對濾料運行阻力影響很大,但通過降低過濾風速來獲得濾料的低阻力,必然帶來較高的設備投資。目前,國內袋式除塵器行業已對各種工況下的過濾風速提出了較為經濟的推薦值,設計中應予以采用。

(2)含塵濃度

通常在一定工況下是難以改變的,但在某些淨化係統中,如鋁電解煙氣淨化係統中可進行調節。在該係統中,在保證對HF氣體淨化效率的前提下,應盡量少地投加循環氧化鋁,甚至可以不投,減少含塵濃度將有效地降低濾料阻力。

(3)清灰頻率

濾料的運行阻力是一個動態的變化過程,清灰後濾料阻力得以降低,頻繁清灰可使濾料低阻力運行,但以犧牲空壓機能耗為代價,並不經濟。

(4)使用時間

濾料的初始阻力較小,在使用的第一個月內,阻力增長較快,此後,阻力較為緩慢地增長,達到某一設計值時,濾料視為堵塞,即需更換,此處阻力是指清灰後的阻力。

(5)濾料特性

目前,國內在脈衝袋式除塵器中使用最多的為針刺濾料。傳統的針刺濾料其過濾機理為深層過濾,潔淨濾料的阻力較低,粉塵穿透率高,初始時除塵效率僅為50%~80%,當使用一段時間後,部分細微粉塵進入濾料深層,使濾料的孔隙變小,此時,除塵效率顯著上升。因此,此類濾料依靠運行中形成的初級塵餅,實現較高的除塵效率。但是,由於進入濾料的細粉塵難以清下,使其運行阻力較高,而且隨著時間的延長,進入濾料的細粉塵越來越多,阻力不斷提高,最終阻力達到設計值時,即使濾料未損壞,亦必須更換了。

相對於傳統的深層過濾機理,目前,出現了細紗粘合聚脂濾料以及覆膜濾料,此2種濾料為表麵過濾機理,即粉塵的過濾不再依靠初級塵餅的形成,而依靠濾料本身致密的表麵,即可達到更高的除塵效率。清灰時,粉塵的剝離效果極佳,較之普通濾料,不僅在除塵效率上高出2個數量級,而且在同等清灰條件下,運行阻力亦可長期維持在很低的水平上,既能降低能耗,又可延長濾料壽命。細紗粘合聚脂濾料的物理特性堅挺,一般均製作成褶形濾筒,無需袋籠的支撐,同時,在相同的外形尺寸下,可增加過濾麵積2~3倍。表麵過濾以其極高的除塵效率以及相對很低的運行阻力,正成為袋式除塵器發展的必然趨勢。

3.3 清灰方式

有定時清灰及定壓清灰2種。定壓清灰方式是根據除塵器的設定阻力進行,即隻有需要時才清灰,此種方式最為經濟。目前,國內采用較多的仍為定時清灰方式,當工況較為穩定時,隻要管理人員重視對除塵器壓差變化的觀察,仍可找到經濟的噴吹周期。

3.4 清灰裝置

包括脈衝控製儀、壓縮空氣氣包、電磁脈衝閥、噴吹管、引射器等。部分除塵器無噴吹管,如氣箱脈衝除塵器。此外,還有許多除塵器無引射器,清灰裝置中影響除塵器運行費用的部件主要為電磁脈衝閥和引射器。

(1)脈衝閥

主要有直角式和淹沒式2種類型。直角式脈衝閥進出口之間形成直角,閥體阻力較大,氣源壓力要求在0.5~0.7MPa之間,因此亦稱高壓閥;淹沒式脈衝閥其進氣口安裝在氣包裏,閥體內通道阻力低,可應用於低壓氣源,氣源壓力在0.15~0.4MPa之間,亦稱低壓閥。低壓脈衝閥與高壓脈衝閥性能對比,見表1。

表1 低壓脈衝閥與高壓脈衝閥性能對比表
閥別 性能
氣源壓力/MPa 噴吹時間/ s 同等噴出氣量時的噴吹壓力/MPa 閥體耗壓比/ % 膜片壽命/M
低壓脈衝閥 0.15 ~ 0.4 0.065 ~ 0.085 0.15~ 0.25 20 ~ 25 15 ~ 50
高壓脈衝閥 0.5 ~ 0.7 0.1 ~ 0.25 0.5~ 0.7 75 ~ 80 2 ~ 10

在保證清灰效果的前提下,采用低壓閥比高壓閥在壓縮機能耗上,可節省約70%。此外,膜片壽命的延長,亦可有效降低運行成本。目前,國內外已經普遍推廣並采用低壓噴吹技術,而高壓閥除在氣箱脈衝除塵器中采用外,其使用已越來越少。

(2)引射器

主要有文氏管和環隙引射器2種,其主要作用是在壓縮空氣(一次風)的作用下,誘導引射周圍的二次空氣參與清灰作用,此種結構形式,曾在國內外得到較普遍的采用。隨著技術的進步,國內外多家機構不斷在實驗室及工業上進行了實驗,不僅推出了低壓噴吹方式,同時,逐步取消了文氏管或環隙引射器,濾袋的清灰主要依靠一次風來完成,而且實驗證明,引射器的設置大大增加了除塵器的阻力,尤其是文氏管阻力更大。北京市勞保研究所所做的試驗中,文氏管阻力超過了400Pa,而且想象中的誘導作用並不明顯。同時,由於文氏管伸入濾袋內部,使濾袋上部部分濾料得不到清灰而失去過濾作用。由此可見,設置引射器,實際上弊遠大於利,國內外在新型除塵設備的設計中,已極少采用引射器。

取消引射器並未影響清灰效果,還能有效降低除塵器阻力,減少設備投資,簡化濾袋的拆裝作業,目前,普遍推廣采用的漲圈式密封更簡單、更可靠。

3.5 濾料壽命

可分2種情況,一種是濾料破損漏風,另一種是濾料阻力過大,無法再生。對於濾料破損,用戶一般能及時更換,對於濾料堵塞,用戶常采用加快噴吹頻率的方式解決,而實際上難以達到效果,反而消耗了大量的壓縮空氣,得不償失。

對於整批濾袋,過去常以全部濾袋破損完後的平均使用時間,來衡量濾袋壽命,而現在,隨著經濟的發展,環保意識的增強,業內正以另一種標準來衡量濾料的壽命。即當一批濾袋的10%破損後,即認為該批濾袋壽命已到,需要更換了。這是由於當10%濾袋破損後,剩餘濾袋的破損則非常頻繁,如發現一個更換一個的話,換袋工作亦很頻繁。長期地開啟除塵器檢修門不利於除塵器的正常運行,同時粉塵的排放量亦大大提高,汙染了環境,而對於許多有價粉塵來說,更是一種浪費。因此,提倡整批集中更換的方式,但對於許多企業來說,此點尚難做到。

在設計及運行管理中,影響濾料壽命的因素主要有以下幾點:除塵器內部的氣流組織、袋籠的結構形式、噴吹壓力、壓縮空氣的質量、濾料的強度及耐磨性。

(1)除塵器內部氣流組織

應避免對濾袋的直接衝刷,並能使大顆粒粉塵不經濾袋而自然沉降於灰鬥內,某些除塵器的某個部位的濾袋總是頻繁地破損,其主要原因即為衝刷所致。目前,常以增大濾袋下部空間來延長濾料壽命。如設計得當,此部份投資還是值得的。

(2)袋籠的結構形式

袋籠與濾袋相貼,袋籠的加工及結構形式,對濾袋壽命影響很大。首先,袋籠必須光潔無毛刺;其次,對於某些2節拚接的袋籠來說,其連接方式須保證對濾袋無明顯磨損,目前,此問題已得到較好的解決。

(3)噴吹壓力

噴吹壓力過高,會使濾料纖維過度張緊,造成撕裂。因此,在運行中應不斷觀察總結,在保證清灰效果的前提下,盡量降低噴吹壓力。

(4)壓縮空氣的質量

壓縮空氣中如含水、含油較高,將會對濾袋造成極大損壞。如滌綸針刺氈在幹燥環境中,耐溫130℃,而在潮濕環境中,僅能耐溫約90℃。當其在100℃下工作時,如壓縮空氣含水較高,則常可見濾袋中出現燒焦的現象,形成漏袋。因此,壓縮空氣的除油除水非常重要。

(5)濾料的強度及耐磨性

濾料的材質及加工方法影響其耐磨性及抗拉強度,選擇優質的濾料可充分體會到其長壽命的優越性。

3.6 濾料的性價比

濾料是除塵器使用中消耗最大的備件,也是影響除塵器運行的最關鍵因素。如何在品種繁多的各類濾料以及多個廠家中進行選擇,也是一項繁雜的工作。此工作需從許多方麵綜合考慮,最終歸結為成本核算,即選擇性能價格比最高的產品,合理的選擇將為用戶節省大筆的開支。

3.7 維護工作量

除塵器的維護工作量主要體現在濾袋的更換及脈衝閥的檢修。

濾袋的更換操作應簡單、快捷,這主要是要求濾袋與花板間的密封方式不能複雜,複雜的方式不僅費工費時,同時對工人的要求亦較高,稍不注意即會形成漏料,同時更換破袋與及時發現並更換已被堵塞的濾袋,同等重要,此點不可忽視。

脈衝閥的故障主要造成2種現象:一是不能噴吹,濾袋阻力上升;二是壓縮空氣漏損。此2種結果的危害均較大。因此,加強對脈衝閥的巡檢非常重要,同時,應購買優質優價的脈衝閥易損件,主要為彈簧及膜片。

3.8 除塵器漏風率

漏風率是考察除塵器其質量的一個重要指標,漏風造成風機能量的無謂損耗。因內標準規定脈衝袋式除塵器的漏風率不大於3%,在除塵器的操作中應充分重視各檢查門的密閉,及時更換破損的密封條等。

4 結語

綜上所述,隻要在實踐中不斷地摸索、探討,在設計中不斷完善、勇於創新,就會找到一種適合國情的、較為完善的脈衝袋式除塵器的運行成本。

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