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LCM系列低压脉冲布袋除尘器喷吹系统的设计

LCM系列低压脉冲布袋除尘器喷吹系统的设计
1.喷吹系统的设计
  脉冲除尘器喷吹系统一种是采用分室喷吹清灰技术(气箱脉冲),一个脉冲阀可以同时喷吹一个室,每室的滤袋数量有32、64、96、128条,所以较普通的高压脉冲除尘器1个脉冲阀喷吹6条布袋,可以减少脉冲阀数量6-20倍。另一种喷吹方式就是我们所要介绍的行喷吹,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。

1.1电磁脉冲阀的选取
  有的电磁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,该电磁脉冲阀喷吹气量500L,那么实际上,该电磁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)。

附:泊头市钰泰环保机械有限公司提供的各类规格脉冲阀最大喷吹耗气量(测试条件:喷吹压力为0.6Mpa,脉冲宽度 0.1S)

型号规格

喷吹放气量(升/次)

DMF-Z-20

27

DMF-Z-25

47

DMF-Z-40

75

DMF-Z-40S

87

DMF-Z-50S

171

DMF-Z-62S

206

DMF-Z-76S

324

DMF-Y-25

58

DMF-Y-40S

99

DMF-Y-50S

208

DMF-Y-62S

333

DMF-Y-76S

452

DMF-T-62S

400

DMF-2L-B G3/4

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1.2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。
1.3气包结构强度的设计
  参考《钢制压力容器》/GB150-1998进行。
1.4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。
1.4.1喷吹管直径
  按电磁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,泊头市钰泰环保机械有限公司,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。
1.4.2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。在电磁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、喷吹压力及喷吹除尘布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)。根据我公司的多年试验,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(我公司建议),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。
1.4.3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除尘滤袋进行喷吹清灰)。根据泊头市钰泰环保机械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)。
  我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。
1.4.4喷吹短管端面距离除尘滤袋口(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。根据我公司的试验,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,能喷吹更多的除尘布袋);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)。
   (1)通过对喷吹孔的孔径大小的合理选择,保证每个喷吹孔的气流量一致,提高了滤袋清灰的均匀性。
  (2)通过在滤袋口上方增设引流管,增加了二次诱导气流量,减少了喷吹气流对滤袋口的冲刷,延长滤袋的使用寿命。
  (3)通过改进喷吹孔的形状,减少了系统喷吹阻力,提高了清灰效果,降低能耗。