布袋除尘器脉冲清灰工艺优化分析

引言

近年来，随着世界经济的快速发展，工业生产过程中大量粉尘被排放到大气环境，造成严重的空气污染。作为高效实用的除尘设备，布袋式除尘器对微小粒状物有良好的捕集效果。采用现代工艺制造的布袋除尘器可将粒状污染物排放浓度降至10 mg/m3以下，远低于国家排放标准80 mg/m3。因此，布袋除尘器在工业生产、节能减排和大气污染控制中发挥举足轻重的作用。

布袋除尘器运行时，主要过程是过滤- 清灰- 过滤的循环过程，可见要保证袋式除尘器长期、安全、稳定地运行，清灰过程至关重要。

1 清灰系统分类

含尘气体进入布袋除尘器，粉尘被滤料捕集，干净空气则透过滤料的缝隙排出，完成过滤过程。当滤袋外表面的粉尘达到一定厚度时，就应该对滤袋进行清灰，否则除尘器阻力将持续升高，系统无法继续运行。常见的清灰装置主要有：机械振动式、回转反吹式和脉冲喷吹式。

a) 机械振动式布袋除尘器，是利用周期性机械振打装置，使吸附在滤袋上的粉尘脱落。优点是清灰效果较好，工作性能稳定;缺点是由于滤袋经常受机械力的作用损坏较快，因而近年来使用渐少;b) 回转反吹式布袋除尘器，是利用反吹风机导通净化烟气，从滤袋的上口反向吹入滤袋内表面，在净化烟气的作用下，吹落了附着在滤袋外表面的粉尘层，从而实现离线清灰。优点是清灰自动化，效果好，运行维护简便;缺点是滤袋之间阻力及负荷不均，二次扬尘严重，尚需进一步改进;c) 脉冲喷吹式布袋除尘器，以压缩气体为动力，采用瞬间释放的方式，将压缩气体喷入滤袋中，使滤袋受到冲击振动，从而将滤袋上的粉尘清落。优点是无二次扬尘，运行安全可靠;缺点是对高浓度及含尘量较大烟气净化效果不佳。

综合比较三种类型的袋式除尘器，可以看出脉冲喷吹式布袋除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可调节、检修维护方便、占地面积小等优点，在今后燃煤电厂除尘领域中将有十分广阔的前景。

2 清灰能力的评价指标

脉冲喷吹式布袋除尘器清灰能力可用两个指标进行评价，即最大反应加速度和最大压力上升速率。

对于脉冲袋式除尘器，最大反向加速度是压气脉冲作用于滤袋所产生冲击的一个直观反映，因此常用它来表征脉冲喷吹清灰能力。

3 脉冲清灰系统优化

为实现脉冲喷吹式布袋除尘器最佳运行，需要对以下参数和部件进行优化设计：

a) 气源气压值。脉冲喷吹除尘器主要是通过脉冲阀形成高压脉冲气流，将洁净空气逆向吹至滤袋内，进行脉冲抖动，从而将滤袋外侧表面的尘饼破坏并清除。如果气源压力过低，则清灰强度不够，易形成滤袋表面局部积灰，导致其阻力增大，滤袋负荷不均等现象，缩短滤袋寿命;反之若气源压力过高，将使滤袋表层的微细颗粒被打出表面，形成二次粉尘现象，同时，滤袋也可能因为震荡力度过大而导致破裂。因此，气源气压值必须根据工艺、粉尘和滤料性质等合理设定;

b) 气包。气包进气管口径尽量选大，满足补气速度。对大容量气包可设计多个进气输入管道。每个气包底部必须带有自动或手动油水排污阀，周期性地向外排出容器内的杂质。脉冲阀安装在气包的上部或侧面，避免气包内的油污、水分经过脉冲阀喷吹进滤袋;

c) 稳压罐。稳压罐容积应在满足脉冲阀喷吹气量要求的基础上，起到恒定压力的作用。即在场地、资金允许的条件下，稳压罐容积应尽量选大。稳压罐应靠近气包安装，防止压缩气输送过程中经过细长管道而损耗压力;

d) 喷射管。喷射管的长度根据过滤袋的数量确定，壁厚由其长度和材质硬度确定，以确保不会因喷射管自重而弯曲变形。在喷吹管上安装超音速引流喷嘴可防止喷吹气偏离中心，从而提高喷吹效率。喷嘴的孔径是确定脉冲喷吹系统的清灰压力和气流量的最主要参数。为保证进入第一个滤袋和最后一个滤袋的脉冲气流量的差值在10%以内，同一条喷射管上的喷嘴孔径可能会不同，远离气包喷嘴的孔径比靠近的小0.5 mm 1.0 mm;

e) 连接管。气包进气管口径要尽量选大，满足补气速度;大容积气包可设计多个进气管路;对于多个气包连接成的储气回路中，可用3管连接，且管路越短越好，弯头越少越好，以减少管路压力损失。

4 结语

脉冲喷吹系统是布袋除尘器的关键部件，清灰效果直接影响整个除尘装置的效率。脉冲喷吹式布袋除尘器清灰能力可用最大反向加速度ap和最大压力上升速率p两个指标进行评价。气源气压值、气包、稳压罐、喷射管和连接管是脉冲喷吹系统优化设计过程中重点考虑的参数和部件。