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袋式除尘器的脉冲清灰特点及运行阻力

2019-11-04 14:56:52
  1脉冲清灰
  脉冲清灰是袋式除尘器各种清灰方式中较常用的一种。清灰装置是袋式除尘器的重要的组成部分,脉冲清灰是袋式除尘器的主要清灰形式。
  (1)脉冲清灰的工作原理。袋式除尘器运行时,烟气从除尘器入口进入,经导流板导入除尘器下箱体。在下箱体(灰斗)处,烟气中一部分颗粒大、密度大的尘粒在重力作用下沉降下来。随后,烟气进入滤袋室进行过滤,烟气中颗粒小,密度小的粉尘颗粒再滤袋表面停留,粉尘沉积在滤袋表面,形成粉尘层。烟气中小的粉尘颗粒穿透滤袋,由于织物纤维地阻拦作用,停留在织物内部,这就是粉尘初层。随着时间推移,滤袋上附着的粉尘越来越多,粉尘层越来越厚,滤袋动态阻力越来越高,这是就需要清灰。脉冲喷吹清灰方式是将较高的压力压缩气体瞬间喷吹于滤袋的内部的过程。脉冲喷吹的持续时间一般只有零点几秒,非常短。
  滤袋过滤一段时间后,在滤袋表面形成一层粉尘层。滤袋在高压气流的作用下,被迅速膨胀,滤袋表面粉尘层被滤袋撕裂,以片块状脱离开滤布,落入灰斗。袋内高压力气流透过滤袋后,袋内压力降低,滤袋回缩,形成震荡。袋式除尘脉冲喷吹清灰的清灰效率和清灰效果来自滤袋的突然膨胀变形和震荡。喷吹时间很短促,因此可以在线清灰。除尘器运行中进行喷吹清灰时,只需要关闭清灰滤袋室的出口,不需要停风。
  (2)脉冲清灰的结构形式。除尘器脉冲喷吹清灰方式分为高压喷吹和低压喷吹,高压为0.5-0.7MPa,低压为0.1-0.4MPa,高压喷吹较为常见。
  (3)脉冲清灰的基本参数
  袋式除尘器的运行阻力、滤袋使用寿命都受到除尘器清灰效果的影响。在陈尘器实际运行中,除尘器清灰效果又受到脉冲清灰的喷吹参数影响。清灰参数影响除尘器的运行性能。脉冲喷吹袋式除尘器的清灰参数主要有喷吹压力、清灰周期和脉冲宽度。因此在除尘器设计和运行中,应选择合理的喷吹压力、清灰周期和脉冲宽度,保证除尘器运行稳定,保证运行除尘器阻力平稳,保证滤袋使用寿命。
  1)喷吹压力P:喷吹过程中压缩空气从喷吹管口出来时的压力。理论上讲,喷吹压力越高,瞬时喷吹到滤袋内部气体量越多,清灰效果越好。但是喷吹压力过高可能会造成过度清灰,加快滤袋破损。而如果喷吹压力过低,则不能清灰,滤袋阻力变化不明想,因此,过高或过低的脉冲喷吹压力都不能达到理想的清灰效果和除尘效果。
  2)脉冲宽度t:喷吹清灰时,脉冲阀开启时间。脉冲宽度的长短直接影响到除尘器的压力降和清灰效果。脉冲清灰的喷吹压力和脉冲宽度决定了喷吹气体流量,喷吹气体流量决定了清灰效果。而清灰效果与喷吹压力和脉冲宽度的关系却不是线性的。
  3)清灰周期T:清灰周期是指相临两次清灰的时间间隔。在保证除尘器阻力稳定保证除尘系统正常运行的条件下,延长喷吹周期可以减少喷吹系统部件的磨损,延长滤袋的使用寿命。清灰周期的合理性是的。
  2脉冲清灰系统组成
  袋式除尘器脉冲清灰系统包括喷吹气源、脉冲阀、喷吹管及相关连接件。脉冲清灰喷吹气源可由应用企业的压缩空气系统提供,可用减压阀调节脉冲阀的喷吹压力。除尘系统也可以根据设备需要,自带空气压缩机、储气罐及压缩空气净化元件。喷吹气源不仅为清灰提供脉冲清灰气流,同时为除尘器的其它气动装置如提升阀的气缸提供压缩空气。脉冲阀是脉冲喷吹清灰系统的执行机构也是除尘器清灰系统的关键部件。
  3脉冲清灰流程
  脉冲袋式除尘器的清灰系统由喷吹气源、脉冲阀、喷吹管、文氏诱导器和脉冲控制器组成。喷吹气源经由脉冲阀接喷吹管,脉冲阀接脉冲控制信号,清灰控制器根据脉冲宽度发出脉冲控制信号。脉冲控制信号控制脉冲阀的开启与关闭。脉冲阀收到控制信号,喷吹口打开,压缩空气经脉冲阀和喷吹管喷出。开启时间维持一个脉冲宽度后,信号消失,脉冲阀关闭,脉冲喷吹结束。气箱脉冲喷吹式清灰时,喷吹气流直接进入气箱,再进入滤袋进行清灰。管喷吹脉冲式清灰时,文氏管诱导器诱导了多的空气进入滤袋,造成滤袋内瞬时高压,滤袋膨胀,实现清灰。
  4脉冲清灰策略
  对于袋式除尘器,脉冲清灰系统,控制参数主要是喷吹压力、脉冲宽度和清灰周期。一般情况下,清灰控制参数的具体数值都是通过反复试验和实际应用经验而设定的,没有的公式或函数。
  传统上除尘器清灰多采用定时或定压差控制。定时清灰属于开环控制,按照预先设定的清灰周期控制清灰,并不考虑除尘器实际阻力。定压差清灰属于简单闭环控制,根据除尘器实际阻力与阻力设定值的偏差来控制清灰。根据除尘器的结构、规模及滤袋参数,确定除尘器阻力上限值为阻力设定值,除尘器运行阻力大于该设定值时,清灰系统开始清灰。
  定时控制可能会产生因烟气量变化而清灰频率不变而导致一次粉尘层破坏的现象。定压差控制就要严格保证压力传感器灵敏度状况,一旦传感器故障则导致系统不能清灰除尘器不能正常工作,损伤滤袋。而各种工业炉窑窑内本身就有的压力要求,但无论定时或定压差控制都没有考虑窑内压力要求。当窑压突然升高时,采用定压差控制清灰的除尘器阻力未达到阻力上限,即除尘器压差没有超出上限值,清灰系统不能启动清灰,阻力值继续升高。同样,采用定时控制清灰的除尘器未达到清灰时间,即使除尘器压差超出上限值,清灰系统也不能启动清灰,阻力值仍继续升高。这两种情况都会致使工业窑炉的窑压过高不能正常工作。
  在前期工作中,对某玻璃炉窑进行除尘器除尘时,除尘器采用定时清灰机制,当窑压超出限压力时,除尘器不能及时做出反应。除尘器改用定压差清灰策略后,发现窑炉超压和除尘器阻力并不是关系。导致窑炉窑压大的原因很多可能是因为沿路阻力过大,也可能是窑内空、煤气量过多或空、煤气配比不当,造成烟气量增多,又或者烟道、空气蓄热室门、闸板和空气交换器等处有漏风之处,冷空气吸入等原因。因此,当窑压升高时,除尘器的阻力或压差并非处于高值,定差清灰机制不能启动清灰,窑炉压力不能。这样当窑压出现升高接近限定值时只能采用人工方式,人工切换排烟通道,烟气不经过除尘器直接排放,致使粉尘排放超标。
  除尘系统在设计时便考虑了除尘系统对原排烟系统或者窑炉窑压的影响,其阻力是由除尘系统所配套的大功率引风机来克服的。因此烟气经除尘器排放和经由原排放管道排放,对工业窑炉的正常运转的影响是一样的。当人工将烟气有除尘系统切换致原来的排烟通道,如果窑炉压力后不能及时将烟气切换致除尘器,不仅会造成烟气直接排放、粉尘超标,还会造成滤袋损伤。北方冬季寒冷,温度可降至零下二十或者三十几度,为防止结露,除尘系统都要采用保温措施。烟气温度加保温,才确保烟气温度维持在露 点以上,如果烟气温度不够高,还要加加温系统。冬季低温下,如果除尘器长时间没有高温烟气通过,就会使除尘器内部温度下降。当除尘器内的温度降至露 点以下,烟气中水分析出,发生结露,一旦发生糊袋现象,则滤袋失效。
  综上分析,提出除尘系统时间、压差和窑压三方联合的控制策略,使除尘器运行状态趋合理,延长滤袋及脉冲阀部件的使用寿命。根据时间、压差及炉窑压力的变化共同完成清灰动作,采用模糊控制方式融合多个清灰参数,保证除尘器清灰系统的可靠运行。改进后的清灰逻辑框。新的清灰控制策略引入窑压控制,同时兼顾时间控制和压差控制。在实际运行中根据实际工况设定时间、压差及窑压值。根据三个设定值的大小,可以区分三个参数的主次。如当时间设定值取得长一些时,则以压差控制为主,当时间设定值取得短一些时,则以时间控制为主。每次清灰开始,计时器清零。而当某一个设定值超出实际应用范畴时,则失去控制功能。如玻璃炉窑的窑压为微负压,如果将其值设定为一个高压值,则实际值达不到设定值,也就失去了控制意义。因此,新的控制策略灵活多变,可以满足各种控制要求。