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除塵器脈沖清灰控制系統(tǒng)分析及清灰過程
2019-11-04 14:58:17
袋式除塵器按其清灰方式的不同可分為振動式、氣環(huán)反吹式、脈沖式、聲波式及復合式等五種類型。其中脈沖反吹式根據(jù)反吹空氣壓力的不同又可分為,高壓脈沖反吹和低壓脈沖反吹兩種。脈沖清灰袋式除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調節(jié),清灰效果好,是目前世界上應用較為廣泛的除塵裝置。
脈沖噴吹清灰方式具有噴吹過程短、施加濾袋內側的剩余壓力高的特點。脈沖噴吹的持續(xù)時間一般只有0.01-0.5s,噴吹氣流沿濾袋自上而下移動,沖擊強度衰減,所以濾袋不能過長,以2.5米左右為佳。結構上,脈沖清灰不做停風處理,而是在正常過濾工況下進行噴吹清灰,過濾和反吹幾乎同時進行。袋式除塵器脈沖噴吹清灰按噴吹氣源的壓力,可分為高壓噴吹和低壓噴吹兩大類,高壓為0.5-0.7MPa,低壓為0.1-0.4MPa,較常見是高壓噴吹類。袋式除塵器脈沖噴吹清灰按結構形式分有兩類,一類是管噴吹脈沖式也稱為行脈沖,另一類是氣箱脈沖噴吹式。
1)管噴吹脈沖式
管噴吹脈沖式在每個濾袋室的上方都設有噴吹管,噴吹管通過脈沖閥與高壓氣源相連,在噴吹管上有很多噴吹孔,每個噴吹孔分別對準一個濾袋的入口,噴吹結構如圖2.12所示。在清灰的過程中,由脈沖閥控制的壓縮空氣直接進入噴吹管并通過噴吹孔射入各個對應的濾袋,使濾袋產生振動,加之逆氣流的作用完成清灰過程。從噴吹口噴出來的具有較高壓力的壓縮空氣流吸引周圍的空氣,高速噴入濾袋,在濾袋內側形成反向壓力。在這種反向壓力的作用下,濾袋被迫膨脹起來。由于濾袋的突然膨脹,附著在濾料表面的粉塵層發(fā)生變形、斷裂,以塊狀脫落。脫落的粉塵在灰斗聚集,達到量后由排灰系統(tǒng)排出。脈沖噴吹時,袋內的壓力是波動性變化的,脈沖閥開啟,袋內壓力突然升高,濾袋膨脹。接著,濾袋的變形脹鼓使濾袋容積突然變大,分氣體以通過濾袋,的氣量也隨之增大,袋內壓力又下降。二隨著粉塵層的脫落,阻力也隨之變低,加之一部進入袋內袋內側壓力又有所升高。在短促時間內,濾袋形態(tài)被迫成“鼓、癟、鼓”波浪式變化。正由于這種高加速度、振動和濾袋變形的綜合作用,才使脈沖噴吹清灰有了很高的清灰效率。由于清灰效果好、噴吹時間有很短促,它可在不停風的狀態(tài)下進行噴吹清灰,清灰次數(shù)頻繁,從而保持濾袋經常處于良好的透氣狀態(tài),過濾風速也可相應提高。
(2)氣箱脈沖噴吹式
氣箱脈沖袋式除塵器主要由氣箱箱體、袋室、灰斗、進出風口組成。與管噴吹脈沖式不同,氣箱脈沖噴吹式沒有噴吹管,濾袋上方沒有噴吹孔。壓縮空氣由箱體上設置的較大口徑的脈沖閥直接脈沖噴吹入氣箱箱體,每個氣箱對應數(shù)量的濾袋組合,其結構形式。氣箱式脈沖袋式除塵器的工作原理與高壓脈沖袋式除塵器相似。在進行清灰時,壓縮空氣從脈沖閥噴吹出來后,高速氣流直接沖入氣箱,在氣箱箱體內高壓高速氣流擴散,然后通過濾袋上端的入口沖入濾袋,使濾袋產生振動、膨脹,加之反向氣流的作用是濾袋表面的粉塵層破裂脫落,完成清灰過程。
氣箱脈沖噴吹系統(tǒng)具有結構簡單、控制容易、成本低、易維護等優(yōu)點,在煙氣治理的環(huán)保行業(yè)備受青睞。對箱式脈沖噴吹的試驗表明,處于氣箱不同部位的各濾袋之間,清灰壓力不同,清灰強度存在較大差異,濾袋壽命長短不均。為了這一缺點對除塵效果的影響,對傳統(tǒng)的氣箱脈沖噴吹系統(tǒng)做進一步的和。數(shù)值模擬對袋式除塵器氣流分布和氣箱脈沖噴吹氣流很有幫助。采用CFD數(shù)值模擬方法袋式除塵器氣箱脈沖噴吹時氣箱內部氣流流動規(guī)律,模擬計算出袋式除塵器內部噴吹氣流分布狀況,濾袋內任意斷面的氣流壓力分布。
袋式除塵器的脈沖噴吹清灰主要參數(shù):1)噴吹周期,相臨兩次噴吹間隔的時間即兩次清灰的時間間隔。2)噴吹壓力,噴吹過程中壓縮空氣從脈沖閥噴吹出來時的壓力。3)噴吹時間,又稱脈沖寬度或脈沖時間,即脈沖閥開啟噴吹壓縮空氣的時間。
袋式除塵器脈沖清灰控制方式壓差控制和定時控制。壓差控制時要實時監(jiān)測除塵器入出口的差壓,當除塵器壓差達到設定值時,通過傳感器啟動清灰程序。壓差控制清灰對壓力傳感器有很高的要求,尤其是抗干擾能力和使用壽命。除塵器運行中,一旦傳感器失靈,會造成清灰不利,甚至造成除塵器癱瘓。定時控制,不監(jiān)測除塵器阻力,設定時間間隔一到就開始清灰。清灰間隔過短和過長都對濾袋不利,所以要根據(jù)試驗和經驗合理設定時間。壓差、時間聯(lián)合控制程序,使除塵器運行狀態(tài)趨合理,既清灰效果,又減少不的清灰動作,有益于延長濾袋及脈沖閥的使用壽命。
提器的清灰效率,也是設備降低阻力的措施之一。除塵器清灰不,或者說清灰效率不高時,濾袋在表面粉塵未被清理干凈的情況下進入濾塵狀態(tài),致使濾袋阻力升高,除塵器運行動態(tài)阻力升高。壓差控制清灰時,會提高清灰頻率,加劇濾袋破損甚至失效,降低濾袋壽命。造成清灰不的原因可能是清灰時間過短或者清灰周期太長,所以清灰時間和清灰周期的合理性至關重要。對于袋式除塵系統(tǒng),脈沖清灰的控制參數(shù)是脈沖閥的脈沖寬度即噴吹時間,其設定沒有的公式或函數(shù)可遵循。一般根據(jù)實驗室的試驗數(shù)據(jù)和在現(xiàn)場調試結果設定,而且一旦設定,除塵器運行中不再改變。雖然噴吹時間很短,較長都不會超過1秒,但是對袋式除塵器的影響卻很大。噴吹時間長了,噴吹氣量高,清灰強度大,但對濾袋的損傷大;噴吹時間長了,清灰強度低,保護濾袋,但是可能清灰不,清灰效率低下。
袋式除塵器的除塵效果還受環(huán)境因素等諸多因素影響,例如過濾的煙氣量,過濾風速、噴吹壓力及噴吹元件參數(shù)等。清灰控制應是靈活的,在除塵器運行中清灰參數(shù)是可調整的,清灰周期的長短根據(jù)實際工況可調,噴吹時間根據(jù)清灰強度要求可調。現(xiàn)代控制方法模糊控制可滿足以上要求。