袋除塵濾料過濾性能測試平臺改造研究

俞應(yīng)珍，于淼涵

（南京際華三五二一環(huán)?？萍加邢薰?，南京 210001）

袋式除塵器作為高效除塵、控制粉塵排放最有效的手段，其應(yīng)用越來越廣泛。過濾材料是工業(yè)用袋式除塵器的關(guān)鍵，其性能直接影響著除塵效果，而過濾效率是濾料重要的性能之一。

1 過濾性能測試標(biāo)準(zhǔn)分析

為了保證測試的再現(xiàn)性和重復(fù)性，測試儀器和標(biāo)準(zhǔn)測試程序的選擇尤其重要。《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009）對濾料過濾性能的標(biāo)準(zhǔn)測試程序做出了規(guī)定，目的是對在標(biāo)準(zhǔn)條件下可清洗濾料的性能進(jìn)行對比。這些標(biāo)準(zhǔn)條件是從多種可能的條件下篩選出來的，符合典型的操作模式，故能表征濾料在實(shí)際運(yùn)行條件下的過濾與分離性能。本測試方法對于不同工業(yè)用濾料均可做出較好評價。標(biāo)準(zhǔn)測試程序的四階段順序見表1，濾料動態(tài)濾塵性能標(biāo)準(zhǔn)測試參數(shù)見表2。

表1 標(biāo)準(zhǔn)測試程序的四階段順序

表2 濾料動態(tài)濾塵性能標(biāo)準(zhǔn)測試參數(shù)

2 AFC（自動頻率控制）-132 濾料測試臺

在選擇合適的測試方法時，需考慮過濾器測試的實(shí)用性和靈活性，同時測試的執(zhí)行不應(yīng)該花費(fèi)太多時間且應(yīng)易于操作。

AFC-132 濾料測試臺是一種比較先進(jìn)的濾料過濾效率測試平臺，整個系統(tǒng)包括氣動單元、流量控制單元、測試管道、發(fā)生裝置、顆粒物測試裝置、電控柜和操作控制平臺等。AFC-132 濾料測試臺見圖1。

圖1 AFC-132 濾料測試臺

整個測試臺的設(shè)計結(jié)構(gòu)緊密、輕便，而且在運(yùn)行測試過程中，僅僅需要額外提供三相380V 交流電源和大于8bar 的壓縮空氣，就能適用于實(shí)驗(yàn)室的各種使用情況。

但在測試過程中，發(fā)現(xiàn)該測試平臺存在以下不足：

（1）現(xiàn)有AFC 測試平臺是水平放置的以測試空氣凈化濾料為主的測試平臺，而《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009）針對的袋除塵濾料一般為豎式懸垂，故在模擬實(shí)際工況條件上存在較大差異。

（2）由于管道水平放置，在測試中存在反吹階段粉塵積累、高濃度粉塵快速反吸等問題。

（3）在進(jìn)行10 000 次測試的人工老化階段，上游混勻管道積灰嚴(yán)重，粉塵無法排出，受測濾料有效過濾面積大幅減少，測試結(jié)果的準(zhǔn)確性無法保證。

鑒于上述問題，需要對AFC-132 測試平臺進(jìn)行改造。

3 測試平臺的改造

參照《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009）中的濾料動態(tài)過濾性能測試儀（見圖2），對AFC-132 濾料測試臺進(jìn)行了以下幾個方面的改造：

圖2 濾料動態(tài)過濾性能測試儀

（1）增加了豎向管道，發(fā)塵器管道入口至濾料夾具中心點(diǎn)350mm，濾料夾具中心點(diǎn)至排灰閥下端300mm。

（2）豎向管道上部增加了減壓裝置和單向閥，當(dāng)壓力過大時可及時排壓，以減少噴吹造成的脈沖正壓，同時單向閥可以避免外部空氣灌入測試管道。

（3）豎向管道下部增加了排灰系統(tǒng)，在10 000次反吹過程中，可以及時將積灰排出，避免灰塵堆積過高，從而影響濾料的有效過濾面積。

改造后的AFC-132 濾料測試臺見圖3。

圖3 AFC-132 濾料測試臺（改造后）

4 標(biāo)準(zhǔn)測試

本次改造雖未改動AFC-132 測試平臺的粉塵發(fā)散和喂入單元，但豎向管道的增加必然會影響含塵氣體濃度，所以要對儀器進(jìn)行標(biāo)定，調(diào)節(jié)粉塵喂入狀態(tài)，使之達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測試條件。

AFC-132 濾料測試臺測試管道直徑為150mm，濾料受測面積為0.017 7m2，根據(jù)《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009）規(guī)定的2m/min 過濾速度，計算標(biāo)準(zhǔn)上灰量應(yīng)為10.62g/h。

通過稱量在測試條件和相對氣體流量下濾料上粉塵的增加量可得到平均含塵氣體濃度。每批次的粉塵都需重新稱量上灰量，同批次的粉塵也需經(jīng)常進(jìn)行對比測試。含塵氣體濃度的標(biāo)定情況見表3。

表3 含塵氣體濃度的標(biāo)定情況

以濃度為x、轉(zhuǎn)速V(R)為y作直線，得方程y=kx+b，將x=10.5 代入，所得y值即為轉(zhuǎn)速：V(R)=2.4278×10.5-10.833=14.7r/min。

5 模擬實(shí)際工況測試

為了驗(yàn)證改造效果，對聚苯硫醚（PPS）+聚四氟乙烯（PTFE）復(fù)合濾料的過濾性能進(jìn)行了測試，測試結(jié)果見圖4。測試過程中，濾料開始的阻力為66.3Pa，30 個周期結(jié)束時的殘余阻力為135.7Pa；第一個周期的時間為18 分46 秒，第30 個周期的時間為6 分7 秒；30 個周期的過濾效率為99.992%；30 個周期的粉塵剝離率為92.3%。

圖4 改造后的AFC 平臺測試結(jié)果

該P(yáng)PS+PTFE 復(fù)合濾料經(jīng)東北大學(xué)濾料檢測中心使用《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009）中的標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行測試，檢測結(jié)果見表4。兩份檢測結(jié)果基本一致，說明改造后的AFC 測試平臺滿足《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009）的標(biāo)準(zhǔn)測試要求，證明了此次改造的準(zhǔn)確性和可行性[1]。

表4 測試報告

6 結(jié)語

AFC-132 測試平臺經(jīng)改造后，既保留了原有設(shè)計結(jié)構(gòu)緊密輕便、適合于實(shí)驗(yàn)室使用的優(yōu)點(diǎn)，又克服了管道積灰、受測濾料有效過濾面積減少的缺點(diǎn)，所搭建的實(shí)驗(yàn)平臺既能滿足《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T 6719—2009）的標(biāo)準(zhǔn)測試要求，又可以模擬生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際工況參數(shù)，發(fā)塵濃度、過濾風(fēng)速、清灰壓力等在一定范圍內(nèi)可調(diào)，得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加全面，對于濾料的優(yōu)化和發(fā)展具有重要意義。