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布袋除塵器的畢業設計

布袋除塵器作為一種高效除塵設備，目前已廣泛應于各工業部門。近年來，隨著國民經濟的發展以及愈來愈嚴格的環境保護要求，布袋除塵器在產量上有了相當大的增長，品種也日漸增多。因此，在設計工作中合理地選定布袋除塵器的基本參數，正確地進行除塵系統設計，不僅對于控制污染、保護環境有重要作用，而且對于提高設備處理含塵氣體的能力，降低設備投資從而減少工程造價，也具有極重要的經濟意義。本文就布袋除塵系統設計實踐中常遇到的兩個問題，試圖從設計的角度并結合筆者的工作實踐作一探討。

過濾風速的選取，對保證除塵效果，確定除塵器規格及占地面積，乃系統的總投資，具有關鍵的作用。近年來，在工程項目除塵系統設計中，對過濾風速的選取有越來越偏低的現象究其原因可能是：

(1)有些設計者認為過濾風速取低一些，可以提高除塵效率，增強清灰能力，延長清灰周期，從而延長濾袋使用壽命；

(2)過去有些文獻或專著特別強調過濾風速不能取得太高，以免阻力增大，運行費用提高；

(3)目前國產的布袋除塵(小型布袋除塵機組除外)產品樣本規定的過濾風速，大都在2.5 m/min以下，較為普遍的是在1.0~1.5 m/min范圍，對于大布袋則在1.0 m/min以下，即使是采用壓縮空氣噴吹清灰的脈沖袋式除塵器，其過濾風速高也只是在3.0 m/min左右，超過4 m/min的較為少見。于是，設計者往往易于在產品樣本的過濾風速下，再降低一定的數值來確定過濾面積，從而導致過濾風速取值偏低。

基于上述原因，設計工作中過濾風速取低0.1~0.25 m/min的現象大量存在。

應該說，上述理由并非毫無道理。但是，如果輕易地降低過濾風速，即使降低的值較小，如0.1~0.25 m/min，由此將使過濾面積增加約10%，設備投資也將增加近10%，處理的風量越大，增加的投資必然越多，設備的占地面積亦相應加大。顯然，這是不經濟的；此外，孤立地看待上述理由，也是不合適的。

那么，如何正確地選定過濾風速呢?實際上這是一項較復雜的工作，它與粉塵質、含塵氣體的初始濃度、濾料種類、清灰方式有密切的關系。然而，從設計角度講，應該也可以抓住主要問題進行分析。這是因為，目前國內產品中可供選擇的濾料種類及其清灰方式相對講不是很多，濾料及其清灰方式相應地易于確定；于初始塵濃，除了工藝提供資料外，或經實測取得一手數據，或按設計者的經驗確定。這就是說，影響過濾風速的塵濃、濾料及清灰方式三個因素相對的說較易合理地確定。

所以，筆者認為，正確選擇過濾風速的關鍵，首先在于弄清粉塵及含塵氣體的質，其次要正確理解和認識過濾風速與除塵效率、過濾阻力、清灰能三者之間的關系。

對于粉塵及含塵氣體的質，應大限度地掌握以下幾點。

，要弄清粉塵的粒徑分布。粉塵的粒徑是它的基礎特，它是由各種不同粒徑的粒子組成的集合體，單純用平均粒徑來表征這種集合體是不夠的。

第二，要弄清粉塵的粘。粘是粉塵之間或粉塵與物體表面分子之間相互吸引的一種特。對布袋除塵器，粘的影響更為突出，因為除塵效率及過濾阻力在很大程度上取決于從濾料上清除粉塵的能力。

第三，應弄清粉塵的容重或堆積比重，即單位體積的粉塵重量。其中的單位體積包括塵粒本身體積、塵粒表面吸附的空氣體積、塵粒本身的微孔、塵粒之間的空隙。弄清粉塵的容重，對通風除塵具有重要意義，因為它與粉塵的清灰能有密切的聯系。

第四，應弄清含塵氣體的物理、化學質，如溫度、含濕量、化學成份及質。這些參數的確定與除塵附加處理措施、過濾風速的選擇有著直接間接的關系。如有的含塵氣體含有氯化物等化學成份，一般氯化物易于“吸潮”，如不采取附加的措施，可能導致“糊袋”。

應該承認，要全面準確地收集上述四方面的數據，從我國目前的設計實踐看，客觀上還有一定的困難。但是，作為設計師，少應對其有定的了解。

對于過濾風速與除塵效率、過濾阻力、清灰能三者之間的關系，可以從下述三方面來進行分析。

，除塵效率方面。我們知道，從除塵機理上說，有慣效應(包括碰撞、攔截)和擴散效應。對粉塵粒徑而言，按Friediander的理論，對濾料單一纖維的除塵效率為

式中KD、KI———由煙氣溫度、粘度、密度確定的常

由上式可知，若dp為1μm以下的微塵，借助擴散效應能有效地捕集，適當降低VS可以提高除塵效率η；若dp為5~15μm以內的粉塵，借助慣效應能有效地捕集，提高VS可以提高η。實踐證明，對一般煙塵，提高過濾風速VS對除塵效率η影響甚微。

第二，過濾阻力方面。過濾阻力隨濾料上粉塵量的增大而增大，濾料不同，單位濾料面積上容塵量也不同，但從工程角度講，其差異必竟較小，一般僅從粉塵粒度來考慮濾料的容塵負荷，對粒徑大的即粗粉塵取300~1000 g/m2，對微細粉塵取100~300g/m2。國內在80年代初就有專著介紹過對水泥粉塵的濾塵量、過濾風速、過濾阻力三者關系的實測數據，見表1。

從上表數據可以看出：當濾塵量一定時，過濾風速增加1倍，阻力增加25%~50%；即使過濾風速增加2倍，阻力增加亦不到80%，而且過濾風速越低，阻力增加的百分比越小；反過來說，當濾塵量一定，過濾風速降低1倍時，阻力降低不到30%。可見，過濾風速的增減與過濾阻力的增減并不成正比，如果簡單地用降低過濾風速的辦法來達到降低過濾阻力從而降低運行費用的目的是欠妥的。

第三，清灰能方面。粉塵的清灰能與粉塵的質，即粘、粒度、容重有極大的關系。粉塵的粘大、粒度小、容重小，清灰困難，過濾風速應取低一些，反之可取高一些。國內有人做過實驗，對于滑石粉類中細滑爽塵，在所有工況條件下，僅需一次反吹清灰，濾袋阻力即可恢復原值，二次積塵幾乎全被吹落，濾袋再生較好，反吹風量比率僅需25%~30%；而對于氧化鐵類超細粘塵，通常需要連續多次反吹清灰，才能有效降低濾袋阻力，還難以復回原值，反吹風量比率高達50%~70%。這就證明，對某一確定的布袋除塵器，粉塵的清灰能主要取決于粉塵及其含塵氣體的質，并不是所有的粉塵，只要過濾風速取低些，就可增強清灰能力。

此外，在濾料確定的情況下，降低過濾風速可以延長清灰周期，但是濾袋的壽命并不完全取決于清灰周期。因為當確定了某個過濾風速時，濾袋的不同地方過濾風速也不同，國外做過的實驗發現，在一條濾袋上的局部過濾速度相差可達4倍，甚超過4倍!

綜上所述，可以得出這樣的結論：盲目地降低過濾風速并不完全能保證提高除塵效率，也不一定能相應地降低過濾阻力，還可能造成不必要的經濟損失。只有在充分了解粉塵質及系統特，正確理解過濾風速與除塵效率、過濾阻力、清灰能之間的關系，并在這兩者的結合上有一個清晰的認識后，才可能合理地確定過濾風速。

2大氣反吹布袋除塵器的反吹風壓問題

大氣反吹布袋除塵器國內生產廠家、型號比較多，國外引進工程中采用這種設備的也不少。反吹風清灰的空氣可以取自大氣，也可以取自經過本設備凈化后的“煙氣”。這種除塵器以其維護管理簡便，在處理大流量含塵氣體時占地面積小的優點而被廣泛采用。但是，近年來我們通過一些實地調查和測定，發現有些設計者對反吹風清灰的風壓考慮不周，有的甚在設計大氣反吹布袋除塵系統時，還沒意識到必須認真考慮反吹風壓這個問題，因而投入運行后不久，由于濾袋積灰得不到有效清理而使濾袋阻力上升，當積灰達到某一厚度時，反吹效果幾乎為零，導致除塵器不能正常工作，吸塵點粉塵大量外逸。更有甚者，有的設計者在現場處理這樣的問題時，不去認真找出系統設計中的問題，而是簡單地采取加大風機電機功率以增加風壓的辦法，以致白白地增加能耗及噪聲污染。

筆者曾對西安某廠拋丸除塵系統進行了現場測定。該廠在系統中選用HBF-XⅣ/Ⅱ型橫扁袋反吹式除塵器，過濾面積420 m2，系統的簡圖如圖1。

該系統中，設計者從盡可能減少除塵系統管路阻力的原則出發，除塵器入口前管路計算阻力為800 Pa，初始塵濃度計算值為30 g/m3，實測為27.8g/m3，采用沉降室加布袋兩級除塵，選用風機G4-73-11No10D，風量61 600~33 100 m3/h，風壓為2296~3 237 Pa，從粉塵及含塵氣體質看，系統配置尚屬合理，測定結果見表2。

從圖1及表2的測定值可以看出，對本系統而言，清灰后濾袋阻力下降較小，除塵器反吹清灰時，反吹風壓僅為736~834 Pa時，它實際上等于除塵器入口處的全壓。

按一般的理解，除塵器前管路的阻力應該越小越好，但對于選用大氣反吹除塵器的系統，這種理解就不全面了。

如圖2，反吹風布袋除塵器清灰時，首先關閉濾袋室的出口閥門M，并打開反吹風管閥門N，由于其它各部都處于負壓，大氣通過反吹風管路進入濾袋室進行反吹清灰，清灰后的氣體與含塵氣體一起進入鄰室凈化后排出。因此，含塵氣體和反吹風匯合處(圖2中的A點)的壓力與除塵器前管路系統的起始點C(即吸塵罩口)的壓差在數值上應該等于A點的壓力與反吹風管路進口處(圖2中B點)的壓差，而A點與B點的壓差基本上就是反吹風壓。所以，如果除塵器入口前管路總阻力小于反吹風管路(包括反吹風管道、閥門、一層濾袋)的總阻力，這時要么反吹風量降低而使反吹風壓減小，要么反吹風根本不能穿透需清灰的濾袋。顯然，反吹風量減小意味著反吹風透過濾袋的強度減小。

現場實測時發現，該系統由于反吹風壓太小，清灰次數又不可能過于頻繁，因此運行不久，濾袋積灰越來越厚，反吹效果越來越差，以致系統阻力上升，吸塵點風量減小，粉塵大量外逸，不僅崗位塵濃大大超過衛生標準，刮壓時還造成嚴重的環境污染。

同樣的負壓反吹風布袋除塵器，當反吹風壓滿足要求時，則系統清灰順利，運行正常，除塵效果就相當好。筆者在貴陽某廠瀝青干燥系統、貯倉出料系統的實測數據充分說明了這點。這兩個除塵系統，根據粉塵質及系統特，設備選型大體恰當。詳見表3。

由表3數據可見，對瀝青干燥系統，反吹風壓在數值上約為3000 Pa；對貯倉出料系統約為2 140 Pa。顯然，這個數值是夠高的，故兩個系統的清灰效果十分突出。

通過以上的實測數據及其分析，可見選用反吹風布袋除塵器的除塵系統，設計時必須保證除塵器前管路阻力達到一定值，這個值必須大于反吹風管路(包括閥門)的阻力與一層濾袋的阻力之和。當然，為了加大反吹風壓而人為地加大除塵系統中除塵器前的管路阻力，或有意地加大系統風機的風壓，從而增加不必要的能耗，這是極不可取的，這也就失去了選用反吹風布袋除塵器的本來意義。

除塵器怎么做保溫

1、布袋除塵器的保溫層厚度為100MM，各加強筋上為50MM，保溫材料選用高溫玻璃棉（TYPE1000，δ=50），在厚度方向上分二層鋪設，層間應錯縫，錯縫距離不小于板長或板寬的三分之一，拼逢應嚴密平整，高溫玻璃棉的外層均應鋪設鍍鋅六角鐵絲網，再用自鎖墊片壓住。脈沖袋式除塵器灰斗下部小灰斗處鋪設鋼板網，再用自鎖墊片壓住。

2、保溫層應防水、防火、保溫后整體平面平整美觀（保溫后平面不外漏加強筋，加強筋與外護板平齊，外層設置空氣流動層的保溫結構）不影響除塵配件的使用。

3、保溫結構要求自鎖墊片布置每平方米不少于8只，抽芯鋁鉚釘水平方向間距200MM。使用于任何天氣狀況，因而外殼保護板的鋪設有利于瀉水。防止對除塵布袋的損壞。結構要求自鎖墊片布置每平方米不少于8只，抽芯鋁鉚釘水平方向間距200MM。

4、保溫內外層接縫應彼此錯開，層間和縫間不得有空穴，保溫密度應保證在長期運行中不致坍塌的密度。為保證金屬保護層外的整齊美觀，應適當設置金屬骨架以支撐金屬保護層。保溫材料選用高溫玻璃棉，容重為32千克每立方米。

5、保溫材料必須滿足保溫能，保證保溫后(環境溫度不高于25度時，保溫結構外表面溫度不超過50度；環境溫度高于25度時，保溫結構外表面溫度可比環境溫度高25度)。保溫結構在設計使用壽命內應保證完整，在使用過程中不許出現燒壞、腐爛、剝落等現象。保溫結構應有足夠的機械強度，在自重、振動、風雪等附加荷載的作用下不致破壞。

風速與除塵效率的關系

過濾風速的選取，對保證除塵效果，確定除塵器規格及占地面積，乃系統的總投資，具有關鍵的作用。近年來，在工程項目除塵系統設計中，對過濾風速的選取有越來越偏低的現象究其原因可能是：?

(1)有些設計者認為過濾風速取低一些，可以提高除塵效率，增強清灰能力，延長清灰周期，從而延長濾袋使用壽命；?

(2)過去有些文獻或專著特別強調過濾風速不能取得太高，以免阻力增大，運行費用提高；?

(3)目前國產的布袋除塵(小型布袋除塵機組除外)產品樣本規定的過濾風速，大都在2.5?m/min以下，較為普遍的是在1.0~1.5?m/min范圍，對于大布袋則在1.0?m/min以下，即使是采用壓縮空氣噴吹清灰的脈沖袋式除塵器，其過濾風速高也只是在3.0?m/min左右，超過4?m/min的較為少見。于是，設計者往往易于在產品樣本的過濾風速下，再降低一定的數值來確定過濾面積，從而導致過濾風速取值偏低。?

基于上述原因，設計工作中過濾風速取低0.1~0.25?m/min的現象大量存在。?

應該說，上述理由并非毫無道理。但是，如果輕易地降低過濾風速，即使降低的值較小，如0.1~0.25?m/min，由此將使過濾面積增加約10%，設備投資也將增加近10%，處理的風量越大，增加的投資必然越多，設備的占地面積亦相應加大。顯然，這是不經濟的；此外，孤立地看待上述理由，也是不合適的。?那么，如何正確地選定過濾風速呢?實際上這是一項較復雜的工作，它與粉塵質、含塵氣體的初始濃度、濾料種類、清灰方式有密切的關系。然而，從設計角度講，應該也可以抓住主要問題進行分析。這是因為，目前國內產品中可供選擇的濾料種類及其清灰方式相對講不是很多，濾料及其清灰方式相應地易于確定；于初始塵濃，除了工藝提供資料外，或經實測取得一手數據，或按設計者的經驗確定。這就是說，影響過濾風速的塵濃、濾料及清灰方式三個因素相對的說較易合理地確定。