
目前除塵布袋脈沖噴吹清灰技術存在及急需解決的問題和解決問題(一)、目前脈沖噴吹清灰技術存在及急需解決的問題
綜合分析近年來國內外有關脈沖噴吹清灰過程的研究成果,不難發現:引發除塵布袋表面粉塵層剝離的原因大多歸結為噴射氣流在袋內形成的壓力峰值、壓力沖量、反向風速,以及壓力上升與下降過程中濾布在靜壓和張力共同作用下所形成的除塵布袋表面反向加速度等清灰強度指標中的一個或幾個相組合的作用結果;而導致這些指標變化的因素包括氣源壓力、噴嘴直徑、噴射距離、袋口結構、除塵布袋尺寸及材質、粉塵層屬性、離線或在線清灰狀態及過濾風速、甚至還涉及袋籠構造等。因為影響因素過多,而且這些因素之間往往還存在著相互牽制的連帶關系。無論采用理論分析、數值模擬還是實驗測試等研究手段,都很難找到能夠涵蓋所有影響因素與這些指標之間關系的方法。
縱觀脈沖噴吹清灰的全過程,無論是脈沖電磁閥和粉塵層的運動速度、位移、加速度、乃至于較后表現出的清灰效果,這些指標變化的原因,除了包括很難受控于人的電磁脈沖閥膜片響應特性、濾布彈性等因素外,較主要的驅動力無非就是噴射氣流在袋內形成的壓力和反吹風速,實際為袋內清灰氣流所具有的“較大瞬時功率”。現有的研究成果和清灰系統設計也都以實現袋內壓力峰值和反吹風速即清灰氣流所具有的“較大瞬時功率”為著力點。在其研究報告中也認識到脈沖噴吹清灰的效率與作用在粉塵層上的壓力差有很好的相關性。然而,關于袋內壓力及反吹風速這對表征袋內流場狀態也是驅動粉塵層剝離的“動因”與清灰系統的結構及運行參數、除塵布袋尺寸及粉塵層阻力屬性之間的關系,己有研究成果還不能給出清晰的理論闡述,這在程度上成為清灰系統設計方法難以逾越的障礙;同時,也妨礙了對脈沖噴吹袋式除塵器清灰系統運行中出現的眾多現象的科學解釋。例如:短除塵布袋宜采用帶文丘里管的高壓脈沖噴吹清灰方式,而長除塵布袋采用低壓脈沖噴吹清灰效果往往好;對特定除塵布袋,未必氣源壓力愈高清灰效果愈好;噴射距離對清灰效果的影響是難以形成共識。等等,都是目前脈沖噴吹清灰所急需解決的問題。
(二)、目前袋式除塵及其清灰技術存在需解決的問題
(1)濾料、清灰及袋式除塵器阻力設計的匹配問題
除塵濾袋使用壽命、運行阻力、除塵效率是袋式除塵器較重要的影響因素。脈沖噴吹清灰是目前較常用的清灰方式,較好的清灰效果除塵器能夠長期穩定地在低壓差條件下運行;若清灰效果不好,將導致系統阻力較大,嚴重時甚至影響除塵器的穩定運行,另外,清灰不均會導致除塵濾袋外表面剩余粉塵不均而造成過濾不均,從而加速除塵濾袋的腐蝕和磨損,縮短脈沖電磁閥膜片使用壽命。對于濾料,需要深入分析粉塵層、效率、清灰間的關系,“、低阻、易清灰”是目前的濾料技術的發展方向。
(2)脈沖清灰動態過程描述
脈沖清灰影響因素眾多,各因素之間相互影響,相互作用,目前仍無完備體系能說明清灰機理及其影響因素,因此對袋式除塵器清灰過程的描述有利于分析清灰機理,對研究清灰的影響因素有重要意義,對優化袋式除塵器設計也有重要作用。
(3)脈沖清灰影響因素分析
目前袋式除塵器的清灰多采用脈沖清灰技術。一般高壓脈沖清灰強度較大,但因其對除塵濾袋損傷較嚴重而出低壓脈沖清灰技術,但高壓脈沖仍然是當前應用較多的方式。對于清灰技術的衡量,不少學者僅以脈沖清灰的噴吹壓力作為衡量清灰強弱的參數。
實質上,脈沖清灰的影響是多方面的,如脈沖氣流壓力、脈沖氣流的時間間隔、脈沖頻率、噴吹形式、除塵濾袋與噴口的匹配、文丘里管的布置、除塵濾袋的幾何尺寸、濾料特性參數、煙氣特性參數等。
總結前人的研究成果和分析脈沖噴吹袋式除塵器清灰的實驗過程,二者都表明,關于清灰機理已經基本達成的共識是:對于一個特定規格和材質的除塵濾袋,其粉塵剝離的動力主要來自噴吹氣體在除塵濾袋內形成的反向氣流在粉塵層上產生的粘滯力(反吹氣流作用)或慣性力(反向加速度作用),或者說是二者的聯合作用的結果實現了粉塵層的剝離。
但是由于缺乏對脈沖噴吹袋式除塵器清灰過程深入的研究,導致現有的研究成果難以形成對清灰過程的系統描述,從而不能形成較為成熟的脈沖噴吹袋式除塵器清灰系統設計方法。
基于對脈沖噴吹袋式除塵器清灰機理的基本認識,可以將脈沖噴吹袋式除塵器清灰過程歸納為壓縮空氣從噴嘴噴出、噴出的高速氣流在噴嘴至袋口之間的射流發育、射流氣體進入脈沖電磁閥膜片內部對除塵濾袋及其粉塵層作用實現清灰等三項基本內容。課題力圖揭示噴嘴的壓縮空氣壓力和噴口直徑與噴嘴出口流量和出口氣流速度之間的關系;繼而研究噴嘴噴出的高速氣流在噴嘴至除塵濾袋引射管喉部之間所形成的射流的發展規律;較后考查射流在除塵濾袋內形成的流場對粉塵層的作用與清灰效果之間的關系;并且,以上述研究成果為基礎,提出脈沖噴吹袋式除塵器清灰系統的設計方法。
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