脉冲除尘器结构图,布袋除尘器内部详细构造图,由4部分组成,壳体、滤袋总成、喷吹清灰装置、排灰装置。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
经过上箱体每个仓室离线m/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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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:
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)。
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Mpa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。
喷吹短管端面距离滤袋口(花板)的高度受气流沿喷吹轴线°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°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)。
设计离线装置时,应考虑离线口径、离线行程、离线气缸规格、阀板厚度及阀杆规格的确定。 除尘器正常工作时,通过上箱体离线m/s以内。速度越低,气流通过离线口对阀板产生的负压就小,阀板很容易被提升起来;反之,高的离线风速可能会造成阀板打不开,更严重的是,它会加剧除尘器内部局部结构的阻力。
在实际的运行环境中,建议将气缸压力调整至0.5Mpa,这一调节过程可由气缸前面的压力调节三联件来实现。当气路系统工作压力低于0.3Mpa。