袋式除塵器噴吹系統(tǒng)對清灰性能的影響

張炳忠

（福建龍凈環(huán)保股份有限公司，福建 龍巖 364000）

1 前言

目前袋式除塵器、電-袋式除塵器等已廣泛應(yīng)用于除塵行業(yè)。除塵效率、濾袋壽命、運行阻力等都是袋類除塵器很重要的性能指標(biāo)，而清灰性能的優(yōu)劣對除塵器的濾袋壽命、運行阻力等有直接的影響，甚至?xí)鸪龎m效率的降低[1、2]。

目前袋類除塵器的清灰方式主要有行噴吹清灰、回轉(zhuǎn)噴吹清灰和機(jī)械清灰三種。行噴吹清灰是在矩陣布置的濾袋上方橫置一根噴吹管，噴吹管與氣包相連，利用氣包上的脈沖閥開關(guān)動作，形成脈沖噴吹壓縮空氣，對噴吹管噴吹孔對應(yīng)的濾袋進(jìn)行噴吹清灰；回轉(zhuǎn)噴吹是在同心圓布置的濾袋上方設(shè)置回轉(zhuǎn)噴氣轉(zhuǎn)臂，利用脈沖閥開關(guān)噴出氣體，達(dá)到旋轉(zhuǎn)噴吹清灰；機(jī)械清灰是利用機(jī)械振打濾袋進(jìn)行清灰。三種清灰方式中，行噴吹清灰應(yīng)用最廣泛，相對于回轉(zhuǎn)噴吹清灰、機(jī)械清灰等方式，行噴吹清灰具有無運動部件、維護(hù)簡便、清灰效果好等優(yōu)點。特別是大型機(jī)組，行噴吹清灰應(yīng)用成熟，福建某公司目前投運的16臺百萬機(jī)組電袋除塵器均使用行噴吹清灰，運行穩(wěn)定，噴吹效果良好，維護(hù)工作量少。本文實驗所指的清灰方式均為行噴吹。

影響行噴吹清灰性能的因素很多，如清灰系統(tǒng)設(shè)計、脈沖閥的選型、噴吹管數(shù)量是否與脈沖閥規(guī)格匹配、壓縮空氣質(zhì)量等。目前對清灰性能的實驗研究主要是在不同噴吹壓力、不同噴吹管直徑、噴孔大小、個數(shù)、不同噴吹參數(shù)等條件下通過測取濾袋壓力峰值或反向加速度等來進(jìn)行噴吹性能的研究[1～5]。本文僅對影響清灰效果的兩個主要因素（噴吹量、噴吹管的噴吹壓力）進(jìn)行探討。本實驗通過對噴吹實驗臺的噴吹系統(tǒng)管道氣路進(jìn)行改造優(yōu)化，運用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得噴吹量及噴吹壓力數(shù)據(jù)，對比改造前后的噴吹量及噴吹管壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗研究。

2 實驗裝置及方法

實驗依托福建某公司搭建的脈沖實驗臺（如圖1），該實驗臺是按照行噴吹清灰系統(tǒng)實際尺寸1:1設(shè)計，采用可調(diào)式噴吹管，噴吹孔數(shù)量可在18～35個范圍內(nèi)選擇，且實驗濾袋長度最長可達(dá)10m，氣包、儲氣罐、噴吹管、濾袋等部件均安裝有傳感器，通過計算機(jī)采集數(shù)據(jù)、控制噴吹，獲得清灰系統(tǒng)各部件數(shù)據(jù)。實驗中對噴吹系統(tǒng)管道氣路進(jìn)行了改造優(yōu)化，主要是對儲氣罐與氣包之間的氣路管道進(jìn)行了減阻優(yōu)化，去掉了多余彎管，去掉截止閥等（如圖2、圖3）。通過對比改造前后的噴吹量及噴吹壓力等數(shù)據(jù)，分析改造對系統(tǒng)噴吹性能的影響，為工程設(shè)計提供實驗依據(jù)。

圖1 實驗平臺實圖及簡圖

圖2 實驗平臺改造前簡圖

圖3 實驗平臺改造后簡圖

實驗采用某廠商3”、3.5”、4.5”脈沖閥分別進(jìn)行了對比實驗，分別配置工程應(yīng)用中較常規(guī)的噴吹管、氣包等部件，三種脈沖閥對應(yīng)的配置參數(shù)如表1，噴吹壓力分別取3MPa、3.5MPa，脈沖寬度為150ms。

表1 脈沖閥對應(yīng)配置參數(shù)表

3 實驗數(shù)據(jù)

運用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得噴吹量及噴吹壓力數(shù)據(jù)，對改造前后的噴吹量及噴吹管壓力峰值進(jìn)行對比（見表2）。從表2中的數(shù)據(jù)可看出，當(dāng)氣包壓力由0.3MPa增加至0.35MPa時，改造前后的脈沖閥噴吹量和噴吹管各點壓力峰值均有所增加，氣包壓力的改變不影響改造后噴吹量和壓力峰值的變化。改造后，脈沖閥噴吹量均有提升，且大規(guī)格脈沖閥提升效果更明顯，4.5”脈沖閥噴吹量提升達(dá)到33%，3.5”脈沖閥的噴吹量提升23%左右，3”脈沖閥的噴吹量提升也達(dá)到了13%左右；噴吹管壓力峰值不如噴吹量增加明顯，但改造后的噴吹管壓力波形變得飽滿，各點噴吹管壓力均布性更好，有效噴吹壓力增加明顯（如圖4～圖9），且改造后的氣包壓力變化較平穩(wěn)（如圖10～圖15）。

表2 改造前后各閥噴吹量及噴吹管壓力峰值情況

圖4 3”閥改造前噴吹管壓力波形

圖5 3”閥改造后噴吹管壓力波形

圖6 3.5”閥改造前噴吹管壓力波形

圖7 3.5”閥改造后噴吹管壓力波形

圖8 4.5”閥改造前噴吹管壓力波形

圖9 3.5”閥改造后噴吹管壓力波形

圖10 3”閥改造前氣包壓力波形

圖11 3”閥改造后氣包壓力波形

圖12 3.5”閥改造前氣包壓力波形

圖13 3.5”閥改造后氣包壓力波形

圖14 4.5”閥改造前氣包壓力波形

圖15 4.5”閥改造后氣包壓力波形

4 實驗結(jié)論分析

對比分析上述數(shù)據(jù)：噴吹系統(tǒng)氣路改造后，氣路阻力減少，補(bǔ)氣速度加快，氣包內(nèi)壓力較為平穩(wěn)，脈沖閥噴吹量增大明顯，從而提升了噴吹效果。主要原因是改造前脈沖閥膜片內(nèi)側(cè)即氣包內(nèi)壓力在噴吹過程中的損失情況造成，改造后氣包內(nèi)的壓力保持較持久，可以有效提高噴吹效果，增大氣包容積，加快補(bǔ)氣速度（減少補(bǔ)氣氣路阻力），達(dá)到提升噴吹的效果。

5 工程應(yīng)用

本次實驗得出結(jié)論，對實際工程應(yīng)用或設(shè)計有較大意義，主要體現(xiàn)在：1）可以通過改造或優(yōu)化噴吹系統(tǒng)設(shè)計提升噴吹系統(tǒng)性能，如減少氣路中截止閥等高阻部件，部分截止閥替換為閘閥，增大氣包容積，氣包附近管路加設(shè)儲氣罐等（如圖16、圖17）；2）噴吹波形可作為脈沖閥利用情況的表征，飽滿的噴吹波形表征了脈沖閥噴吹性能的有效利用。根據(jù)波形情況合理選型，從而避免脈沖閥不必要的大材小用。

圖16 常用的噴吹系統(tǒng)氣路

圖17 優(yōu)化后的噴吹氣路系統(tǒng)

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