布袋除尘器设备设计应注意的问题

[ 摘要 ]  指出了当前在布袋除尘系统设计工作中 , 存在着不能正确选定过滤风速、不能正确确 定大气反吹布袋除尘器的反吹风压的问题 ; 分析了产生问题的原因 ; 提出了作者的看法。

布袋除尘器作为一种高效除尘设备 , 目前已广 泛应于各工业部门。近年来 , 随着国民经济的发展 以及愈来愈严格的环境保护要求 , 布袋除尘器在产 量上有了相当大的增长 , 品种也日渐增多。因此 , 在 设计工作中合理地选定布袋除尘器的基本参数 , 正 确地进行除尘系统设计 , 不仅对于控制污染、保护环 境有重要作用 , 而且对于提高设备处理含尘气体的 能力 , 降低设备投资从而减少工程造价 , 也具有极重 要的经济意义。本文就布袋除尘系统设计实践中常 遇到的两个问题 , 试图从设计的角度并结合笔者的 工作实践作一探讨。   

诺和高炉布袋除尘器在秦皇岛制药厂工程

一、  过滤风速问题

过滤风速的选取 , 对保证除尘效果 , 确定除尘器 规格及占地面积 , 乃至系统的总投资 , 具有关键性的 作用。近年来 , 在工程项目除尘系统设计中 , 对过滤 风速的选取有越来越偏低的现象。究其原因可能 是 :

 
 (1) 有些设计者认为过滤风速取低一些 , 可以提 高除尘效率 , 增强清灰能力 , 延长清灰周期 , 从而延 长滤袋使用寿命 ;
 
 (2) 过去有些文献或专著特别强调过滤风速不 能取得太高 , 以免阻力增大 , 运行费用提高 ;
 
 (3) 目前国产的布袋除尘(小型布袋除尘机组除 外)产品样本规定的过滤风速 , 大都在 2. 5 m/ min 以 下 , 较为普遍的是在 1 1 0 ~ 1. 5 m/ min 范围 , 对于大 布袋则在 1 1 0 m/ min 以下 , 即使是采用压缩空气喷 吹清灰的脉冲袋式除尘器 , 其过滤风速最高也只是 在 3 1 0 m/ min 左右 , 超过 4 m/ min 的较为少见。于 是 , 设计者往往易于在产品样本推荐的过滤风速下 , 再降低一定的数值来确定过滤面积 , 从而导致过滤 风速取值偏低。 基于上述原因 , 设计工作中过滤风速取低 0 1 1 ~ 0 1 25 m/ min 的现象大量存在。

 应该说 , 上述理由并非毫无道理。但是 , 如果轻 易地降低过滤风速 , 即使降低的绝对值较小 , 如 0 1 1 ~ 0 1 25 m/ min , 由此将使过滤面积增加约 10 % , 设备 投资也将增加近 10 % , 处理的风量越大 , 增加的投 资必然越多 , 设备的占地面积亦相应加大。显然 , 这 是不经济的 ; 此外 , 孤立地看待上述理由 , 也是不合 适的。
 
 那么 , 如何正确地选定过滤风速呢 ? 实际上这 是一项较复杂的工作 , 它与粉尘性质、含尘气体的初 始浓度、滤料种类、清灰方式有密切的关系。然而 , 从设计角度讲 , 应该也可以抓住主要问题进行分析。 这是因为 , 目前国内产品中可供选择的滤料种类及 其清灰方式相对讲不是很多 , 滤料及其清灰方式相 应地易于确定 ; 至于初始尘浓 , 除了工艺提供资料外 , 或经实测取得一手数据 , 或按设计者的经验确 定。这就是说 , 影响过滤风速的尘浓、滤料及清灰方 式三个因素相对的说较易合理地确定。 所以 , 笔者认为 , 正确选择过滤风速的关键 , 首 先在于弄清粉尘及含尘气体的性质 , 其次要正确理 解和认识过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能 三者之间的关系。
 
 
 
 对于粉尘及含尘气体的性质,应最大限度地掌握以下几点。 第一 , 要弄清粉尘的粒径分布。粉尘的粒径是 它的基础特性 , 它是由各种不同粒径的粒子组成的 集合体 , 单纯用平均粒径来表征这种集合体是不够 的。 第二 , 要弄清粉尘的粘性。粘性是粉尘之间或 粉尘与物体表面分子之间相互吸引的一种特性。对 布袋除尘器 , 粘性的影响更为突出 , 因为除尘效率及 过滤阻力在很大程度上取决于从滤料上清除粉尘的 能力。 第三 , 应弄清粉尘的容重或堆积比重 , 即单位体 积的粉尘重量。其中的单位体积包括尘粒本身体 积、尘粒表面吸附的空气体积、尘粒本身的微孔、尘 粒之间的空隙。弄清粉尘的容重 , 对通风除尘具有 重要意义 , 因为它与粉尘的清灰性能有密切的联系。 第四 , 应弄清含尘气体的物理、化学性质 , 如温 度、含湿量、化学成份及性质。这些参数的确定与除 尘附加处理措施、过滤风速的选择有着直接间接的 关系。如有的含尘气体含有氯化物等化学成份 , 一 般氯化物易于“吸潮” , 如不采取附加的措施 , 可能导 致“糊袋”。   应该承认 , 要全面准确地收集上述四方面的数 据 , 从我国目前的设计实践看 , 客观上还有一定的困 难。但是 , 作为设计师 , 至少应对其有定性的了解。
 
 
 综上所述 , 可以得出这样的结论 : 盲目地降低过 滤风速并不完全能保证提高除尘效率 , 也不一定能 相应地降低过滤阻力 , 还可能造成不必要的经济损 失。只有在充分了解粉尘性质及系统特性 , 正确理 解过滤风速与除尘效率、过滤阻力、清灰性能之间的 关系 , 并在这两者的结合上有一个清晰的认识后 , 才 可能合理地确定过滤风速。
 
 
 
二、  大气反吹布袋除尘器的反吹风压问题 大气反吹布袋除尘器国内生产厂家、型号比较 多 , 国外引进工程中采用这种设备的也不少。反吹 风清灰的空气可以取自大气 , 也可以取自经过本设 备净化后的“烟气”。这种除尘器以其维护管理简 便 , 在处理大流量含尘气体时占地面积小的优点而 被广泛采用。但是 , 近年来我们通过一些实地调查 和测定 , 发现有些设计者对反吹风清灰的风压考虑 不周 , 有的甚至在设计大气反吹布袋除尘系统时 , 还 没意识到必须认真考虑反吹风压这个问题 , 因而投 入运行后不久 , 由于滤袋积灰得不到有效清理而使 滤袋阻力上升 , 当积灰达到某一厚度时 , 反吹效果几 乎为零 , 导致除尘器不能正常工作 , 吸尘点粉尘大量 外逸。更有甚者 , 有的设计者在现场处理这样的问 题时 , 不去认真找出系统设计中的问题 , 而是简单地 采取加大风机电机功率以增加风压的办法 , 以致白 白地增加能耗及噪声污染。 笔者曾对西安某厂抛丸除尘系统进行了现场测 定。该厂在系统中选用 HBF – X Ⅳ / Ⅱ型横扁袋反 吹式除尘器 , 过滤面积 420 m 2 , 系统的简图如图 1 。 该系统中 , 设计者从尽可能减少除尘系统管路 阻力的原则出发 , 除尘器入口前管路计算阻力为 800 Pa , 初始尘浓度计算值为 30 g/ m 3 , 实测为 27 1 8 g/ m 3 , 采用沉降室加布袋两级除尘 , 选用风机 G4 – 73 – 11No10D , 风量 61 600 ~ 33 100 m 3 / h , 风压为 2 296 ~ 3 237 Pa , 从粉尘及含尘气体性质看 , 系统配置 尚属合理 。
 
 
 通过以上的实测数据及其分析 , 可见选用反吹风布袋除尘器的除尘系统 , 设计时必须保证除尘器 前管路阻力达到一定值 , 这个值必须大于反吹风管 路(包括阀门) 的阻力与一层除尘滤袋的阻力之和。当 然 , 为了加大反吹风压而人为地加大除尘系统中除 尘器前的管路阻力 , 或有意地加大系统风机的风压 , 从而增加不必要的能耗 , 这是极不可取的 , 这也就失 去了选用反吹风布袋除尘器的本来意义。