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生物质锅炉布袋除尘器结构设计知识

文章出处:网络 人气:发表时间:2024-04-11 02:59

  处理风量(过滤面积)决定着除尘器的规格大小。处理风量一经确定,即可根据确定的过滤风速来决定所必须的过滤面积。考虑今后工艺变化,风量设计指值在正常风量基础上要增加5%~10%的保险系数,否则今后一旦工艺调整增加风量,除尘器的过滤速度会提高,从而使设备阻力增大,甚至缩短滤料使用寿命,也将成为其他故障频率急剧上升的原因,但若保险系数过大,将会增加除尘器的投资和运转费用;

  由于布袋除尘器过滤风速一般采用1.2—2.0m/min是比较合理的,设计的处理风量以6000 m3/h为准,计算出过滤面积为不低于80 m2

  过滤风速是影响袋式除尘器性能的重要因素。过滤风速是指单位时间每平方米滤料表面积上锁通过的空气量。

  选用较高的过滤风速可以减小过滤面积,使设备小型化。但是会使设备阻力增大,除尘效率下降,并影响滤袋的使用寿命。每一个过滤系统根据它的清灰方式、滤料、粉尘性质、处理气体温度等因素都有一个最佳的过滤风速。一般细粉尘的过滤风速比粗粉尘低。设计是可参考表3.1确定[18]。

  由经验可选取,脉冲除尘器处理轻小颗粒粉尘的过滤风速为1.0—1.25m/min。

  外滤式圆形滤袋的直径为114~200mm,长为2~9m,常用的规格为直径120~160mm,长度为2~6m。常用规格的滤袋见表3.2.

  由于本设计采用的是外滤式圆形滤袋,选取滤袋直径D为130mm,为了保证除尘器的稳定性,减小占地面积,取长L为2.45m。

  烟气从冶炼炉出来进入冷却塔或者热能发电,经管道进入除尘器粉尘及烟气温度已经降到120度以下。可直接进入除尘器。

  主要考虑酸碱度,含水分,粘度,可燃可爆或者易燃易爆等因素,决定滤料、除尘器壳体材质及防腐等选择所必须考虑的因素。

  从现场情况看,粉尘烟气比较干燥,可使用布袋,但是需使耐酸耐碱防水解抗氧化材料。

  入口含尘浓度常以标态体积含尘质量表示,就入口含尘浓度,除尘器设计时要作如下考虑

  (1) 设备阻力和清灰周期。入口含尘浓度增大,相同过滤面积情况下,设备阻力也增加,为维持一定的设备阻力, 清灰周期也相应缩短;

  (2) 预除尘器及过滤风速。在入口含尘浓度很高的情况下,应设计较低的过滤风速及设计预除尘器;

  喷吹管是一根无缝耐压管,上面按滤袋多少开有若干喷吹空口。喷吹管的技术要点在于喷吹管直径、开孔数量、开孔大小及喷吹中心到滤袋口的距离要相互匹配。如果设计或需用不当会影响清灰效果。为保证清灰效果,这些参数可以通过实验确定,也可以通过实践经验选取。一般认为喷吹空口应小于18个,开孔为

  根据经验,每个喷吹管可以喷吹3~40㎡的滤袋面积,5~16条滤袋。优良的诱导器可适当增加过滤面积和滤袋数量。本除尘器使用81条滤袋,可按9×9布置,即每个喷吹管喷吹9条滤袋。每两条滤袋之间的距离等于滤袋的半径,即65mm。喷吹管需向滤袋中喷入气体,故喷吹管之间的距离为195mm。每个开孔距离随着距脉冲阀距离的增大而减小,即距脉冲阀越远的喷吹孔孔径越小。喷吹管的长度为l1=100+9×195+100=1955mm。

  脉冲布袋除尘器的清灰系统主要是由三个要素所撑控,那就是喷吹压力、喷吹周期和喷吹时间,这三个参数的设定直接影响着除尘器的运行。下面我们详细了解一下这三要素的技术参数。

  喷吹压力是指脉冲喷吹的压缩空气压力,喷吹压力越大,诱导的二次气流越多,形成的反吹气速越大,清灰效果越好,袋滤器压力下降越明显。图6为对由QMF—100型电磁脉冲阀组成的喷吹系统的测定结果。由图6可见,在袋式除尘器压降限定后,喷吹压力越高,处理能力越大。在喷吹间隔及喷吹时间不变的情况下,喷吹压力增加,允许入口含尘浓度可以相应提高。但喷吹压力过高,也会出现过度清灰现象,反而影响净化效率,即袋式除尘器出现瞬间“冒灰”现象,同时耗气量增加,浪费能源。由此可见,喷吹压力过低或过高都会影响过滤效果。试验表明,压缩空气的压力相当大的一部分消耗在克服喷吹系统本身的阻力上,其数值可达0.2MPa以上,其中脉冲阀的阻力占很大部分。近年来出现几种低阻脉冲阀,如直通脉冲阀和双膜片低压脉阀等,由于其内阻降低很多,也使喷吹压力相应降低,即低压喷吹系统,喷吹压力最低可达0.2MPa—0.3MPa。此外,加大气包及喷吹管直径,以喷嘴代替喷孔等均可降低喷吹压力。DMF—F属于低压脉冲阀,而DMF—Z为高压脉冲阀,它们本身的压力损失不同,要求喷吹压力也应不同。喷吹压力除了考虑脉冲阀阻力外,还应考虑滤袋长度,短滤袋采用低的喷吹压力,长滤袋喷吹压力要相应增大。对于滤袋长为2000mm、低压直通脉冲阀,喷吹压力0.45MPa—0.55MPa。扁袋除尘器一般采用高压角式脉冲阀,喷吹压力可适当提高到0.6MPa。

  喷吹周期的长短直接影响到除尘器的压降。对采用定时控制的脉冲袋式除尘器,喷吹间隔由脉冲控制仪设定,定时喷吹(开环控制)。通过调整脉冲间隔,可使除尘器压降基本保持在稳定状态下运行。在不影响正常运行的条件下,应尽量延长脉冲间隔,这样可以减少压缩空气耗量,还可以减少脉冲阀膜片及滤袋的损坏,延长使用寿命。延长喷吹间隔,喷吹系统耗电量虽然少了,但由于除尘器压降增加过多,会增加引风机的耗电量。

  喷吹时间(又称脉冲宽度)即脉冲阀开启喷吹的时间。一般喷吹时间越长,喷入滤袋内的压缩空气量也越多,清灰效果好。但喷吹时间增加到一定值后,对清灰效果的影响并不明显。图7为QMF—100型脉冲阀在过滤速度和入口含尘浓度一定时,不同喷吹压力下,喷吹时间和除尘器压降的关系。开始,随喷吹时间的增加,除尘器压降下降很快,而喷吹时间达到一定值时,压降下降很少,但压缩空气量却成倍增加。因此想通过调节喷吹时间来降低除尘器的压降是有限的,一般喷吹时间在0.1s—0.2s,通常取0.15s。

  本除尘器使用的是脉冲喷吹,喷吹压力为0.5~0.7MPa,且为逆喷,喷吹气体运动方向和净化后气体的运动方向相反。脉冲阀是脉冲喷吹清灰装置的执行机构和关键部件,主要分直角式、淹没式和直通式三类,每类有6个规格接口从20~76mm(0.75~3in)。每个阀一次喷吹耗气量30~600m3/min(0.2~0.6MPa)。淹没式脉冲阀采用淹没于气包中的安装方法,故称淹没式。它与其他结构形式比较,减少了流道阻力,降低了喷吹气源压力,因而能适用于压力低的场合,且可降低能源消耗和延长膜片寿命。脉冲喷吹周期为1min,每次喷吹时间为0.1s。

  参考其它设计计算,本设计中每根喷吹管喷吹9条滤袋,由于喷吹气体喷吹一排滤袋时,其它脉冲阀都处于关闭状态,故可使用9个脉冲阀,即气体一次喷吹通过一根喷吹管到每排滤袋,则需要选择脉冲阀的型号。

  而喷吹气体量为通过风量的2~3倍,故按照规格标准,选用的脉冲阀型号为SYKL-J76,其喷吹耗气量为170L/次。

  d.喷吹气量:在喷吹气源压力为0.25MPa,喷吹时间为0.1s时,喷吹气量见表3.3。

  SYKL-J76,其喷吹耗气量为170L/次。22个脉冲阀,每分钟喷吹两次,消耗压缩空气量0.34/min。

  在花板设计中主要是布置滤袋的距离,该间距与袋径、袋长、粉尘性质、过滤速度等因素有关。如果袋与袋之间的距离太靠近,滤袋底部相互碰撞摩擦,在运行几个月内部分滤袋底部破裂,还会令箱体内气流上升速度太快,导致烟尘排放量增加,滤料的局部过滤负荷太高和清灰力度不足。如果距离太大,则占地面积增大,会使成本上升,设计出的除尘器不经济。

  根据经验,袋与袋之间的边缘距离应该至少是滤袋本身直径的0.4倍。滤袋采用9×9的布置,即每排9条滤袋,共9排。滤袋之间的距离为滤袋直径的0.4倍,然后把滤袋固定在花板上,滤袋内部采用笼骨结构。

  在上箱体的空间内,布置2个检修门,采用1×2的布置,每排1个检修门,门的规格为500×300mm²,左侧安装脉冲阀。

  脉冲袋式除尘器的进气位置有多种,大中型脉冲除尘器多采用下进气,进气其原因是关断进气口阀比较方便。中小型除尘器有的采用中部进气,有的采用上部进气。本设计中采用下进气,即逆喷方式喷入气体。

  除尘器外形设计成长方体,其中长度为:共有9排,每排之间距离为195mm,两边的最边上滤袋距最边上距离为400mm,则有195×9+400×2=2155mm;

  宽度为:每排滤袋数为9条,左边第一条滤袋距进风口距离为1100mm,最边上滤袋距两边距离为270mm,则3125mm;

  高度为:最上部梯子栏杆高度为1200mm,出风口高度为400mm,固定滤袋的空间高度为2450mm,下面卸灰阀高度为2000mm,距地面高300mm,则总高度为6350mm。

  由于进风口处粉尘浓度较大,为了防止粉尘的沉积,因而风速较高,可选取为16~20m/s;经过除尘器净化后,出风口处粉尘浓度很小,风速可以取小一些[19]。

  进风口位置:进风风管中心线距箱体下面的梁的距离为300mm,进风风管管径为350mm(上一步一算出);

  气体分布板:大中型袋式除尘器进气量大,进气速度快(粉尘浓度大,为了保证粉尘不会在管道中沉积),气流的流线形状复杂,所以要充分考虑气体均与分配问题,这一点对脉冲袋式除尘器尤为重要,如果气流分布不均匀往往造成滤袋下部碰撞和过早损坏。当进气口从除尘器下部进入时可在灰斗上设置分布办,使含尘气体均匀到达每个滤袋。本设计中,挡板距箱体左边的距离为1100mm。这样可以使气体均匀的通过滤袋,提高净化效率,同时保护滤袋,减小磨损,延长滤袋使用寿命。

  在线清灰和离线清灰。脉冲布袋除尘器可采用在线清灰和离线清灰两种方法。在线清灰是指在进行脉冲喷吹时,布袋仍然进行含尘气体过滤,在线清灰过滤及清灰时对系统波动影响小,但清灰不彻底,不能在线检修。离线清灰是指把除尘器内部分成若干个过滤室,每个袋室的净气室上独立安装离线阀、气缸和电磁脉冲阀等压缩气控制系统,在对每个过滤室进行脉冲清灰喷吹前,通过离线阀首先关闭这个袋室,使该滤室在没有烟气过滤情况下进行清灰,因此离线清灰效果更彻底,且能在线检修,缺点是增加离线机构、造价高、清灰时对系统烟气波动有影响等。

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