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布袋除尘器工作原理及结构图

发布日期:2017-04-07 09:00 作者:admin

布袋除尘器的工作原理
布袋除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料,尘粒被过滤下来,过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用,捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用。滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。

布袋除尘器结构图
布袋除尘器除尘效果的优劣与多种因素有关,但主要取决于滤料。布袋除尘器的滤料就是合成纤维、天然纤维或玻璃纤维织成的布或毡。根据需要再把布或毡缝成圆筒或扁平形滤袋。根据烟气性质,选择出适合于应用条件的滤料。通常,在烟气温度低于120℃,要求滤料具有耐酸性和耐久性的情况下,常选用涤纶绒布和涤纶针刺毡;在处理高温烟气(<250℃)时,主要选用石墨化玻璃丝布;在某些特殊情况下,选用炭素纤维滤料等。

布袋除尘器运行中控制烟气通过滤料的速度(称为过滤速度)颇为重要。一般取过滤速度为0.5—2m/min,对于大于0.1µm的微粒效率可达99%以上,设备阻力损失约为980—I470Pa。
布袋除尘器安装要点
⑴ 重力沉降作用——含尘气体进入布袋除尘器时,颗粒大、比重大的粉尘,在重力作用下沉降下来,这和沉降室的作用完全相同。
⑵ 筛滤作用——当粉尘的颗粒直径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时,粉尘在气流通过时即被阻留下来,此即称为筛滤作用。当滤料上积存粉尘增多时,这种作用就比较显著起来。
⑶ 惯性力作用——气流通过滤料时,可绕纤维而过,而较大的粉尘颗粒zai惯性力的作用下,仍按原方向运动,遂与滤料相撞而被捕获。
⑷ 热运动作用——质轻体小的粉尘(1微米以下),随气流运动,非常接近于气流流线,能绕过纤维。但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后,便改变原来的运动方向,这就增加了粉尘与纤维的接触机会,使粉尘能够被捕获。当滤料纤维直径越细,空隙率越小、其捕获率就越高,所以越有利于除尘。
袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中,用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物,捕获粉尘微粒可达0.1微米。但是,当用它处理含有水蒸汽的气体时,应避免出现结露问题。袋式除尘器具有很高的净化效率,就是捕集细微的粉尘效率也可达99%以上,而且其效率比高。
布袋除尘器工作原理
气箱脉冲布袋除尘器安装注意事项
(1) 设备的吊装要注意防止变形,在设备出厂时,对关键部件均焊有吊耳,请用吊耳进行吊装。
 (2)箱体、袋室、进出风口、灰斗等安装后,全部联接处应保证密闭不漏气,要求焊接密封的,必须实行气密焊,用紧固件联接的,必须加密封垫,并将全部紧固件拧紧。对局部漏风处,应用硅胶或环氧树脂进行堵漏雨。除尘器的密封好坏是影响正常运行和寿命的重要因素,气箱脉冲袋式除尘器要求漏风率小于3%。
 (3)组装气路部分时,主气管(接电磁脉冲阀)在厂内已分别制作好,现场只要组装,控制气管(接提升阀气缸)要现场进行下料、套扣等安装,要求全部管路内必须清理干净,无任何杂物存在,全部接头均应填充密封材料,并经试压不漏气。
 (4)安装袋笼和滤袋是全部安装中最小心和仔细的工作,因此应放在最后进行安装,安装时,滤袋切不可与尖硬物碰撞、钩划,即使是小的划痕,也会使除尘滤袋的寿命大大缩短。安装滤袋的方法是先将除尘布袋由箱体花板孔中放入袋室,然后将袋口上部的弹簧圈捏成凹型,放入箱体的花孔板中,再使弹簧圈复原,使其紧密地压紧在花孔圆周上,最后将袋笼从袋口轻轻插入,直到袋笼上部的护盖确实压在箱体内花板孔上为止。为防止滤袋踩坏,要求每装好一个滤袋,就装一个除尘骨架。滤袋、除尘袋笼与花孔板的安装.
 (5)煤磨用气箱脉冲袋式除尘器上的袋笼装好后,还要安装压板,以便使滤袋上的接地线、袋笼、花板三者紧密接触。煤磨用气箱脉冲袋式除尘器上的防爆门,出厂前已经调好安装时不需再调。
布袋除尘器原理图

脉冲除尘器袋笼与布袋安装方法

脉冲除尘器安装袋笼和布袋是全部安装中最小心和仔细的工作,因此应放在最后进行安装,安装时,布袋切不可与尖硬物碰撞、钩划,即使是小的划痕,也会使布袋的寿命大大缩短。安装布袋的方法是先将布袋由箱体花板孔中放入袋室,然后将袋口上部的弹簧圈捏成凹型,放入箱体的花孔板中,再使弹簧圈复原,使其紧密地压紧在花孔圆周上,最后将袋笼从袋口轻轻插入,直到袋笼上部的护盖确实压在箱体内花板孔上为止。为防止布袋踩坏,要求每装好一个布袋,就装一个袋笼。
 
 除尘器袋龙布袋安装图
布袋除尘器的运转及注意要点
在日常运转中,仍应进行必要的检查,特别是对布袋除尘器的性能的检查.布袋除尘器的运转可分为试运转与日常运转.首先,进行试运转时,必须对系统的单一部件进行检查,然后作适应性运转,并要作部分性能试验.要注意主机设备负荷的变化会对除尘器性能产生的影响.在机器开动之后,应密切注意布袋除尘器的工作状况,做好有关记录.
        试运转在新的布袋除尘器试运行时,应特别注意检查下列各点:
        (一),要注意袋室结露情况是否存在,排灰系统是否畅通.防止堵塞和腐蚀发生,积灰严重时会影响主机的生产.
        (二),处理风量和各测试点压力与温度是否与设计相符.
        (三),滤袋的安装情况,在使用后是否有掉袋,松口,磨损等情况发生,投运后可目测烟囱的排放情况来判断.
        (四),风机的旋转方向,转速,轴承振动和温度.
        (五),清灰周期及清灰时间的调整,这项工作是左右捕尘性能和运转状况的重要因素.清灰时间过长,将使附着粉尘层被清落掉,成为滤袋泄漏和破损的原因.如果清灰时间过短,滤袋上的粉尘尚未清落掉,就恢复过滤作业,将使阻力很快地恢复并逐渐增高起来,最终影响其使用效果.
        两次清灰时间间隔称清灰周期,一般希望清灰周期尽可能的长一些,使除尘器能在经济的阻力条件下运转.因此,必须对粉尘性质,含尘浓度等进行慎重地研究,并根据不同的清灰方法来决定清灰周期和时间,并在试运转中进行调整达到较佳的清灰参数.
        在开始运转的时间,常常会出现一些事先预料不到情况,例如,出现异常的温度,压力,水分等将给新装置造成损害.
锅炉除尘器简易图
        设备试运转的好坏,直接影响其是否能投入正常运行,如处理不当,布袋除尘器很可能会很快失去效用,因此,做好设备的试运转必须细心和慎重.
        气体温度的急剧变化,会引起风机轴的变形,造成不平衡状态,运转就会发生振动.一旦停止运转,温度急剧下降,再重新起动时就又会产生振动.最好根据气体温度来选用不同类型的风机.
布 袋 除 尘 器 安 装 调 试
 概述4 b. e/ S4 C+ H, U6 @7 o6 ~
分室脉冲喷吹布袋除尘器采用过滤的方法来去除烟气中用其他方法难以去除的微小颗粒,具有极高的除尘效率.布袋除尘器内部没有运动部件,可以从除尘器顶部检查或更换滤袋,其设计特点保证了除尘器的多用途性与操作的简单性。布袋除尘器在许多行业如电力、冶金、化工、轻工、医药、粮食加工等行业都得到了广泛的应用。脉冲布袋除尘器主要特点如下:( W5 F/ L& D/ U- g- h2 u( ~
(1)单位体积处理风量大,除尘效率高。9 f1 D! r+ D7 P/ i; l$ R; O; J
(2)可直接处理含尘浓度高达1000g/Nm3的含尘气体,经处理后气体的排放浓度低于50mg/Nm3,也可根据用户的特殊要求,满足更加严格的排放标准。
(3)针对各种不同类型的烟气,可采用不同的滤料来加以处理,使之达到排放要求,适应性强。
(4)采用先进的脉冲阀,性能可靠。脉冲阀使用寿命100万次。
(5)采用先进的PLC可编程控制器,定时或定阻自动喷吹清灰,实行自动化运行,耗气量小,清灰彻底,性能稳定。
(6)可在线检修。分室换袋维修不影响主机的运行。- A/ v; O: M5 x3 S: x. T: P
- L3 B2 f3 N1 T1 C9 C0 R
2 结构与工作原理
本设备由上部箱体、袋室、排灰装置及脉冲喷吹清灰控制系统等组成(图1)。
除尘器内部被花板划分为两部分。上面的部分称之为上部箱体或净气室。下面这一部分称之为袋室或滤室。
2.1净气室:净气室装有喷吹管、压缩空气气包、脉冲阀、压缩空气管路、出口烟道、检修门等。
根据规格不同,净气室内分若干个室,互相之间用钢板隔开,互不通气。每个室均设一个提升阀和若干排滤袋,每一排滤袋设一根喷吹管,每一条滤袋都对应喷吹管上的一个喷吹孔。
2.2滤室:滤室包括花板、滤袋组件、灰斗、烟气进口烟道等。
滤袋材料是柔性的透气性介质,一般为针刺或覆膜材料。滤袋由金属笼骨支撑,以保证在过滤时不至于被吸瘪。滤袋和笼骨作为一个整体,悬挂在花板上。% o- s4 I! X+ k
滤室下方装有灰斗,灰斗也通常作为烟气的进口。
灰斗中的导流板用来吸收进口烟气高速运动粒子的动能并分配进口气流,保护滤袋免遭磨损,并使各个滤袋的负荷均匀。1 i8 y+ L/ F. g' t, _2 s
2.3排灰装置:在灰斗的出口。包括排灰阀、螺旋输送机或输送斜槽。  R) r* d. Z$ b! Y# {) A: U! n0 e
2.4脉冲喷冲清灰控制系统:包括脉冲喷冲阀、提升阀组件及压缩空气管路。* x1 O$ ]; b# V. S. V& I+ I
2.5工作原理:含尘气体在引风机吸引力的作用下进入灰斗,经导流板后被均匀分配到各条滤袋上。粉尘被拦截在滤袋外表面,气体则穿过滤袋,经过净气室后外排。# g. M# W- y" [
捕集在滤袋外表面上的粉尘会导致滤袋透气性的减少,使除尘器的阻力不断增加,等到阻力达到设定植(差压控制)或是过滤的时间达到设定值(时间控制),通常处于关闭状态的脉冲阀在脉冲喷吹控制仪PLC脉冲喷吹控制下打开极短暂的一段时间(0.1s左右),高压气体瞬间从气包进入喷吹管,并高速从喷吹孔喷出。高速气流喷入滤袋是还会产生数倍于喷射气体的二次引流。喷射气流与二次引流的共同作用使滤袋内侧的压力迅速升高,滤袋由原先内凹的形状变成外凸的形状,并在变形量达到最大值时产生一个很大的反向加速度,吸附在滤袋上的粉尘主要在这反向加速度作用下,脱离滤袋表面,落入灰斗,除尘器的阻力随之下降。                
  检修门9 上部箱体      气包    喷吹管7 n6花板   滤室        过滤状态
 将粉尘从滤袋表面清除的过程称为清灰。清灰工作是一排一排进行的。脉冲阀每动作一次,一排滤袋就得到清灰。脉冲阀按照设定的时间间隔与顺序依次动作,直到完成一个循环。整台除尘器就完成了一个清灰周期。/ |, H9 K/ n' @* q# z. a* P# B
在差压控制方式时,下一个清灰周期的开始与否取决于除尘器的阻。在时间控制方式时,下一个清灰周期的开始与否取决于过滤时间。差压控制方式可以使除尘器的阻力保持在一个动态稳定状态,还可以减少压缩空气的喷吹次数,减少压缩空气的消耗与滤袋的磨损,一般宜采用差压控制方式。
清灰时,如提升阀为开启状态,清灰的滤袋仍在过滤烟气,则称之为在线清灰。反之,如清灰时,提升阀为关闭状态,清灰的滤室不过滤,则称之为离线清灰。清灰时,从滤袋表面脱落的粉尘入灰斗需要一定的时间。在线清灰状态下,一部分微小粉尘在未落入灰斗前,就有可能又被吸附现象叫做粉尘的“二次吸附”。离线清灰可以有效地消除这种二次吸附现象,因此清灰效果更好。
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3设备的保管与开箱验收) m( {7 L' i* i5 c# d+ `* }1 G
3.1设备到达现场后,卸货时应对照供货清单检查件号、标记,零、部件在现场卸货搬运时必须小心,尤其是搬运滤袋、笼骨和电气零部件时应格外小心,并按下列要求要求保管。& X% B6 @( H* B- V& a
3.1.1堆放场地要合理布局,,基础稳固,便于装运作业,并作好防雨防涝措施。3. 1. 2产品堆放要符合预装及安装工艺流程要求,避免多次倒运以防变形。) K/ L! p! c7 N
3. 1. 3零部件的包装运输、标志、贮存应符合有关规定。. c5 U( F- i3 R/ I# I
3.2设备开箱验收; T  @, u8 t. ?9 Q: l
3.2.1设备开箱、清点、验收应有制造厂、用户、施工单位共同参加。
3.2.2验收条件
3.2.2.1包装清册、装箱清单等技术文件资料齐全。. r) D( D3 ^1 {& u
3.2.2.2设备铭牌上的型号、规格、数量与工程设计相符。
3. 2. 2. 3检查产品质量,如因运输、装卸、贮存过程中产生的变形和尺寸变动,应作校正,对无法修复的要给予报废及更换。
3. 2. 2. 4设备验收标准依据制造厂家设计图纸、有关技术文件的规定。
3.3设备存放
3. 3. 1下列部件安装之前必须放于包装箱内:
(1)螺母、螺栓垫片应放在相应尺寸的箱子中) N) m, a9 H0 @+ x  v* Y8 N
(2)垫圈与垫充材料
(3)膨胀节
3. 3. 2下列部件安装之前必须存放与室内干燥的地方:/ H0 P% ?0 W) E" y2 r6 r5 I2 l5 M
(1)        阀门. Q& [6 {; r  D
(2)        阀门架% q; E) P4 o9 s) A1 \1 J
(3)        滤袋、笼骨与其他电气件* m4 M% ]9 j- f" _
(4)        仪器仪表与各类传感器6 B* X# n" W: |9 }0 M( Q$ B5 s! R0 o
注意:存放前所有部件都要对照包装清单检查一遍,存放地应尽量靠近安装现场,以节约搬运的次数及费用,存放设备占地面积一般考虑为5平方米/吨, y# @2 J8 N74 X( {
4 施工前准备& w3 N2 H5 m3 r; m! F$ o# H, w; ^; ~
4.1安装单位应熟悉设备结构、性能、有关设计图纸和技术要求、编制《施工组织设计》,编制《工艺质量卡片》,施工过程中要严格做好质量检验纪录。
4.2按《施工组织设计》要求,进行场地平整、平台敷设、吊装机械设施安装、专用机器具配制等工作。
4.3制造厂作设备技术交底,必要时派员参加施工期间的技术指导。

布袋除尘器清灰方法及除尘影响

布袋除尘器目前常用的清灰方法有:
    1、气体清灰:气体清灰是借助于高压气体或外部大气反吹滤袋,以清除滤袋上的积灰。气体清灰包括脉冲喷吹清灰、反吹风清灰和反吸风清灰。
    2、机械振打清灰:分顶部振打清灰和中部振打清灰(均对滤袋而言),是借助于机械振打装置周期性的轮流振打各排滤袋,以清除滤袋上的积灰。
    3、人工敲打:是用人工拍打每个滤袋,以清除滤袋上的积灰。
    布袋除尘器的结构型式有:
    1、按滤袋的形状分为:扁形袋(梯形及平板形)和圆形袋(圆筒形)。
    2、按进出风方式分为:下进风上出风及上进风下出风和直流式(只限于板状扁袋)。
    3、按袋的过滤方式分为:外滤式及内滤式。
    滤料用纤维,有棉纤维、毛纤维、合成纤维以及玻璃纤维等,不同纤维织成的滤料具有不同性能。常用的滤料有208或901涤轮绒布,使用温度一般不超过120℃,经过硅硐树脂处理的玻璃纤维滤袋,使用温度一般不超过250℃,棉毛织物一般适用于没有腐蚀性;温度在80-90℃以下含尘气体。
   对于布袋除尘器来说,入口含尘浓度将直接影响下列因素:
  ⑴压力损失和清灰周期。入口浓度增大,同一过滤面积上积灰速度快,压力损失随之增加,结果是不得不增加清灰次数。
  ⑵滤袋和箱体的磨损。在粉尘具有强磨蚀性的情况下,其磨损量可以认为与含尘浓度成正比。
  ⑶预收尘有无必要。预收尘就是在除尘器入口处前再增加一级除尘设备,也称前级除尘。
  ⑷排灰装置的排灰能力。排灰装置的排灰能力应以能排出全部收下的粉尘为准,粉尘量等于入口含尘浓度乘以处理风量。
  ⑸操作方式。布袋除尘器分为正压和负压两种操作方式,为减少风机磨损,入口浓度大的不宜采用正压操作方式。
布袋除尘器结构设计及强度计算 (2010/11/22)
前言
       低压脉冲布袋除尘器广泛应用于电厂脱硫除尘及一般钢厂除尘中(应用于钢厂及电厂的主要区别是除尘器外表是否需要保温、烟气对钢板的腐蚀程度及滤料的选择等),脱硫后的烟尘经过该除尘器后,其排放到大气中的浓度基本控制在20~30mg/m3,低于国家环保部门规定的50mg/m3。
        低压脉冲布袋除尘器的工作原理:含尘气体由导流管进入各单元,大颗粒粉尘经分离后直接落入灰斗、其余粉尘随气流进入中箱体过滤区,过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体、排风管排出。随着过滤工况的进行,当滤袋表面积尘达到一定量时,由清灰控制装置(差压或定时、手动控制)按设定程序打开电磁脉冲阀喷吹,抖落滤袋上的粉尘。落入灰斗中的粉尘借助输灰系统排出。
低压脉冲除尘器的主要结构组成如下:底柱组件、滑块组件、顶柱组件、灰斗组件(含三通及风量调节阀,如果有的话)、进风装置、中箱体、上箱体、喷吹系统、离线装置、内旁路装置(外旁路,可供选择)、平台扶梯、防雨棚、气路配管及控制元件等组成。其结构简图如下:
        除尘器的设计过程中,应当对除尘器的载荷(包括静载、动载、风载、雪载及地震载荷等,单位KN)、除尘器承受的设计负压(单位Pa)、板件材料的屈服极限及抗拉伸极限等(单位MPa),要有一定程度的了解。必要时,结构设计人员可以查阅相关的机械设计手册,以加深自己对这方面的理解。
       如下的设计过程仅供除尘设备制造厂家及相关设计单位参考。
       1.除尘器载荷的确定: 
      1.1静载的确定:G静载=∑Gi(i=1~5) 
        式中,G1本体钢结构部分的重量,G2滤袋总重,G3袋笼总重,G4滤袋表面积灰5mm的重量,G5灰斗允许积灰重量。
按本公司多年来的设计经验,静载荷在除尘器基础上的分布,一般是,最外面一圈基础柱桩的载荷为总静载分布在所有柱桩上的平均值Gp的110%。次外圈一圈柱桩的载荷为Gp的120~200%,以此类推,直到最内圈载荷。内圈载荷高于外圈载荷,但内外圈载荷最大差别不得超过300KN。这样设计载荷的目的是保证本体结构系统的地基稳定性。关于载荷部分的详细分配及计算过程可以参考《建筑荷载设计规范》手册。
     1.2动载的确定 
      按楼面及屋面活荷载取标准值2.5KN/m2(检修平台按4KN/m2)来计算。
除尘器总动载荷:F=KA0A1+KA1A2,KA1检修平台活荷载取标准值,A1除尘器平面投影面积,A2平台扶梯平面投影面积。
设计时,单个承载点荷载值是平均值的100~120%左右。具体分布时,可以是平台扶梯结构多的部分取偏大值,结构少的部分取较小值。结构设计人员应合理安排,综合考虑影响动载荷分布的各种因素。
      1.3风载的确定 
       根据GB50009-2001,查全国基本风压分布图,可得相关值。风载的计算,也可以按经验公式:Kn=υ^2/1600(单位KN/m2)来计算,式中,υ为风速,单位m/s。
设计时,单个承载点荷载值是平均值的120~150%左右。具体分布时,最外一圈的载荷点为平均载荷值的120%,内圈载荷点为平均载荷值的150%。
        附:风载的设计,主要是考虑横向风的影响。一般地说,除尘设备都安装在平地上,不必考虑风从高空俯吹的影响。有些除尘设备厂家在计算风载时,特别考虑俯吹的影响,其实,那是不必要的。
     1.4震载的确定 
      在一些地震多发地区,必须考虑地震对结构强度的影响。设计单位在与用户签定除尘设备技术协议时,必须明确地震的烈度。
根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003),地震载荷的计算可以分为水平方向的剪力计算和竖直方向的拉(压)力计算。
公式如下:
       剪力标准值:FEK=α1 Geq
       拉(压)力标准值:FEK=α1 Geq
       各承载点的震载计算过程可以按照上面的计算步骤来进行。
      1.5雪载的确定 
       根据GB50009-2001,查全国基本雪压分布图,得雪压相关值。
       基于安全考虑,实际设计时,单个承载点的设计值建议是平均承载值的120~200%。
       除尘器载荷确定完毕后,结构设计人员就可以将载荷图提交给土建专业,由土建专业根据载荷的大小及相关特性确定土建部分包括混凝土配筋的规格、数量及混凝土开挖的深度及混凝土浇铸的样式。
       2.底柱组件的结构计算 
       对底柱的计算,主要是考虑底柱的柔度和挠度。
        2.1底柱的柔度计算
         因型钢的规格未知,无法求出柔度(长细比)λ,无法判断使用的公式。先采用欧拉公式计算,求出型钢的规格后,再检查是否满足欧拉公式使用条件。(具体过程可以参考《机械设计手册》第一卷1-178页)
惯性矩计算公式:Imin=Pc(μL)^2/(Eπ^2)〕
         式中,Pc底柱的临界载荷,E弹性模量,Ss稳定安全系数,μ长度系数,
         确定后应检查柔度λ是否符合要求,
         2.2底柱的挠度计算 
           挠度因风载而产生。
          计算公式,f=PL^3/(3EI)
 式中,P风载作用于底柱顶端的最大推力,L底柱长度,E弹性模量,I惯性矩。          
 其实,一般说,经过计算后,挠度均难以达到设计要求。需要增加斜撑。将风载的力,转为由斜撑来承担。在受拉的情况下,斜撑只要保证其受力截面面积符合要求。
          3.滑块组件的结构设计 
          滑块主要是消除钢材在温度变化时产生的线膨胀应力。滑块固定于底柱顶端。中箱体带动其上的所有与高温烟气接触的部件可以在滑块上自由膨胀(收缩)滑动。 设计滑块结构时,应考虑到滑块的布置、滑块的承载、滑动能力及材料以及滑动范围。
          3.1滑块的承载 
          滑块承受除立柱外除尘器的所有垂直向下的重量载荷。重量载荷在滑块组的分布一般是,靠近除尘器中心的四个滑点为平均承重的300%,其余均为250%。这样设计的目的是为了保证滑块材料有足够的强度支撑。
           3.2滑块的滑动能力及材料的选择 
          滑块采用光滑不锈钢板和滑板相结合的结构。不锈钢板焊接于顶柱底部平面上,能在固定的滑板上自由滑动。不锈钢板采用普通304材料制造,表面光洁度为6.3μm,厚度为2mm。滑板固定于底柱顶部平面上。切记:滑板的材料不能是钢,否则可能造成不锈钢板与滑板的胶着粘合而失去滑动功能(见《机械设计》第四版)。 
           3.3滑板材料的确定 
         滑板一般采用聚四氟乙烯。
          3.4滑块的滑动范围 
         滑块的滑动范围与碳钢的线膨胀系数αl有关(见《机械设计手册》表1-1-14)。本处设计计算从略。
滑板的设置一定要考虑到热膨胀的位移量。滑板的设计要有一定的裕量,应保证在钢板发生热膨胀后,除尘器的全部载荷必须全部作用在滑板上。
         4.顶柱组件的结构设计 
        计算过程同底柱类似,本处从略。
          5.灰斗组件的结构设计 
         灰斗上部与中箱体、顶柱连续焊接,下部接输灰装置。本工程共设置6个单独灰斗和两个船形灰斗,分两排布置。灰斗外表面均盘有蒸汽加热管。
         设计灰斗,除根据工艺要求确定灰斗的容积和下灰口尺寸外,还要对其强度进行计算。灰斗组件同其后介绍的进风装置、中箱体和上箱体一样,是属于负压装置。对其强度计算的目的是保证其在规定的最大负压(或规定正压)下能满足除尘器的正常运行,不会发生被细瘪(凹陷)的现象。灰斗壁板的厚度一般为5mm。
         5.1单独灰斗最大侧板的结构设计及计算 
         为安全起见,对单独灰斗壁板的强度设计主要是考虑其外表面均布的加强型钢能承受的载荷,确定外表面加强型钢的规格。灰斗外表面的加强型钢一般为角钢。
          计算公式,Imin= qL^4/(384fE)
         式中,q单根型钢承受的载荷,L型钢长度,f型钢允许的变形挠度,E弹性模量。
           5.2灰斗导流板的设计 
          导流板由若干组耐磨角钢板(材料为Q345A)组成,一般交错布置在灰斗进风口。它的主要作用是均衡烟气流,同时使烟气中大颗粒粉尘通过碰撞导流板减缓速度沉降于灰斗底部,减轻滤袋过滤的负荷。
导流板一般按经验进行布置。其布置也可以通过专业软件对烟气流的理论模拟而确定。
           6.进风装置的设计 
          进风装置由下风管、风量调节阀和矩形进风管组成。对进风装置进行设计,主要是考虑风管壁板的耐负压程度。风量调节阀可以作为厂通件,其内的阀板一般采用5mm厚度的16Mn钢板制作。此外,进风装置的合理布置也很重要:应保证烟尘在经过进风装置时,烟气流向合理,对管壁的冲刷降低到最低。
为防止高浓度含尘烟气对中箱体内滤袋及壁板的冲刷,烟气离开进风装置,通过矩形进风管的风速一般控制在4m/s以下。
进风装置耐负压强度一般按风机的全压来计算。其计算过程同灰斗部分类似。本处从略。
            7.中箱体的结构设计 
            中箱体由若干件壁板连接后连续焊接而成。中箱体壁板一般采用厚度为5mm的普通钢板制造。
在靠近中箱体中间部位有斜隔板组件,负责将尘气室和净气室隔离开。中箱体的结构设计,主要是考虑壁板的耐负压程度和斜隔板的耐负压程度。
中箱体耐负压强度一般按风机的全压来计算。其计算过程同灰斗部分类似。本处从略。
            8.上箱体的结构设计 
           上箱体在整个除尘器的设计中是属于关键部位的设计,它的设计好坏直接关系到除尘器能否正常运行。设计上箱体时,应考虑到花板孔在上箱体内的合理布置、上箱体横截面高度、离线孔的大小及方位。在有内旁通的情况下,还要考虑到离线孔与内旁通孔的位置关系。当然,对上箱体结构强度的验算也是同等的重要。上箱体在设计时,应考虑设计有一定的斜度,以利于雨水的顺利排放。
          8.1花板孔布置。 
          花板孔在上箱体内应该均匀布置。根据现场实际情况及工厂制造经验,在滤袋长度不超过8m的情况下,孔与孔之间的间隙为滤袋直径的1.5倍。举例来说,如果采用160×6000的滤袋,则孔与孔之间的距离为240mm。
          8.2上箱体横截面高度 
          对上箱体横截面高度进行控制,主要是保证净化后的气体在通过上箱体内部空间时,气流流向均衡,不会发生由于上箱体截面太小而造成气流阻力太大,甚至造成风机吸力不够、无法正常工作的情况发生。
根据多年来的设计经验,通过上箱体横截面的风速不应当超过3m/s。
          8.3离线孔大小及方位 
         经过上箱体每个仓室离线孔的风速一般控制在6~12m/s左右。理论上来说,经过离线孔的风速越低越好,这样可以使除尘器结构阻力降低到最低。但在实际工程中,这却是不必要的,因为风速越低,势必会使离线孔径变大,同时导致整个上箱体结构向外侧延伸变大,浪费材料,很不经济。
         8.4离线孔与内旁通孔的方位布置 
         内旁通孔径的设计过程同离线孔是相同的。需要注意的是:通过内旁通孔径的速度一般可以允许达到16m/s,但最大不允许超过18m/s。这样设计的目的是保证烟气在走旁通时,除尘器进出风口差压不超过1500Pa。(阻力与风速的平方成正比) 在某些除尘器上箱体个别仓室内,会出现即有离线又有旁通的结构。此时,就需要考虑一下离线与旁通的合理布置了。一般来说,当旁通打开时,大量烟气通过旁通口直接进入上箱体净气室汇风烟道内,此种情况下,需要将离线设置在烟气流的背侧。同时,要求离线必须有可靠的密封措施,防止大量烟尘灰透过缝隙进入上箱体仓室内。
         8.5花板框架强度计算 
         花板框架上面覆盖有花板。滤袋及袋笼安装时,对花板平整度有极其严格的要求,其平面度允差一般为1:1000。在这种情况下,要求花板框架必须有足够的安全强度,防止滤袋过滤表面积灰和操作人员检修维护时,对花板的平整度有不利的影响。
计算公式,Imin= qL^4/(384fE)
       式中,q单根型钢承受的载荷,L型钢长度,f型钢允许的变形挠度,E弹性模量。         壁板强度计算也按此公式进行。
        9.喷吹系统的设计 
        喷吹系统由脉冲阀、喷吹气包、喷吹管及管道连接件组成。喷吹系统是布袋除尘器的核心部件,它的设计好坏可以决定除尘器能否正常使用。设计喷吹系统时,应该注意脉冲阀的选择、喷吹气包容量的大小及喷吹管详细结构的设计。         
9.1脉冲阀的选取 
         有的脉冲阀厂家还提供关于喷吹气量、工作压力与喷吹脉宽的曲线图。在看这类曲线图时,要注意喷吹气量是标准状态下的气量,不是工作压力下的气量。我们可以将标准状态下的气量转换成工作状态下的气量。比如,在0.5Mpa的工作压力下,该脉冲阀喷吹气量500L,那么实际上,该脉冲阀所消耗的工作状态下的压缩气量为:500×0.1/0.5=100L(0.1MPa为标准大气压,0.5MPa为工作气压)。
         9.2气包容量的确定 
         气包的工作最小容量为单个脉冲阀喷吹一次后,气包内的工作压力下降到原工作压力的70%。在进行气包容量的设计时,应按最小容量进行设计,确定气包的最小体积,然后在此基础上,对气包的体积进行扩容。气包体积越大,气包内的工作气压就越稳定。我们也可以先设计气包的规格,然后用最小工作容量进行校正,设计容量要大于(最好远远大于)最小工作容量,一般来说,气包工作容量为最小容量的2~3倍为好。 
       9.3气包结构强度的设计 
       参考《钢制压力容器》/GB150-1998进行。
        9.4喷吹管结构的设计 
       喷吹管的设计,主要考虑喷吹管直径、喷嘴孔径及喷嘴数量、喷吹短管的结构形式及喷吹短管端面距离滤袋口的高度。
       9.4.1喷吹管直径 
       按澳大利亚高原脉冲阀厂家的设计规范,一般是,喷吹管直径与脉冲阀口径相对应。比如,采用3寸的脉冲阀,则喷吹管直径也为3寸。国内大多数厂家,例如,上海袋配、苏州苏苑、浙江奥斯托等,也都遵照喷吹管直径与脉冲阀口径相对应的原则。喷吹管的板厚,一般是,2.5寸以上采用4mm,2.5寸以下采用3mm的焊接钢管制作。从经济的角度考虑,不推荐使用无缝钢管来制造喷吹管
       9.4.2喷嘴直径及数量 
        喷嘴直径及喷嘴数量是整个喷吹管设计的核心。在脉冲阀型号确定后的情况下,喷嘴数量不能无限制增多,它要受到喷吹气量、喷吹压力及喷吹滤袋长度等各类因素的综合影响。目前,3寸脉冲阀所带领的喷嘴数量建议最多不要超过20只(一般来说,16只以下比较合适)。根据澳大利亚高原公司和国内上海袋配等知名厂家的多年试验,在中压喷吹的状态下,喷吹管上所有喷嘴口径的面积之和应该为喷吹管内径的60~80%,即:
        (60~80%)A喷吹管=nA喷嘴。
         应当注意,靠近脉冲阀侧的喷嘴比远离脉冲阀侧的喷嘴口径大0.5~1mm(澳大利亚高原公司建议),这样设计的目的,是要保证喷吹管上所有喷嘴喷射出的压缩气流均衡(压缩气量和压力的差别控制在10%以内)。
         若采用低压喷吹,喷嘴口径还要进一步加大2~3mm。
          9.4.3喷吹短管的设计 
           喷吹短管的作用是导向和引流(诱导喷嘴周围的数倍于喷吹气流的上箱体内净气流一同对滤袋进行喷吹清灰)。根据澳大利亚高原控制有限公司的多年喷吹试验,高速脉冲喷吹气流通过喷嘴后,气流沿喷吹轴线成20°角度(0.3Mpa的工作压力下)向轴线周围超音速膨胀(扩散锥形角为40°)。还有些时候,由于喷吹管上喷嘴的加工制造有缺陷,造成喷嘴略微歪向一边。这样,当喷吹气流通过喷嘴后,将不会垂直于喷吹管,产生吹偏现象。为了解决这个问题,便引入了喷吹短管的概念(有些除尘设备制造厂家称其为导流管)。
澳大利亚高原公司提供的喷吹短管的规格:在使用3寸脉冲阀时,建议采用φ36×3的圆管,长度L=50mm。在远离喷吹管一段距离20mm处,钻一φ20通孔(初次诱导气流与辅助纠偏)。喷吹短管与喷吹管间点焊固定即可。需要特别注意的是,喷吹短管与喷嘴的同轴度至少应控制在φ2内。 
        9.4.4喷吹短管端面距离滤袋口(花板)高度的确定 
        喷吹短管端面距离滤袋口(花板)的高度受气流沿喷吹轴线成20°角度和二次诱导风量的影响。理论上来说,二次诱导气量越多越好,也就是加大喷吹短管距离滤袋口的高度。但高度不能无限制抬高,气流沿喷吹轴线成20°角度扩散的现象注定其只能是一个确定的值。该值恰好能保证扩散的原始气流连同诱导的气流同时超音速进入滤袋口。进入滤袋的气流瞬间吹到滤袋底部,在滤袋底部形成一定的压力。然后,气流反冲向上,在滤袋内急剧膨胀,抖落覆着在滤袋外表面的积灰。根据澳大利亚高原公司的试验,脉冲气流在袋底的冲击力约1500~2500Pa。 
         实际上,喷吹压力越大,气流沿喷吹轴线的扩散角度就越小,喷吹短管端面距离滤袋口(花板)的高度就可以加大(诱导更多气流,能喷吹更多的滤袋);反之,喷吹压力越小,气流沿喷吹轴线的扩散角度就越大,喷吹短管端面距离滤袋口(花板)的高度就需要减小(诱导气流相对减少,喷吹滤袋的数量减少)。
 

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