布袋除塵器節(jié)能增效清灰技術(shù)

布袋除塵器是除塵效率較高的一種環(huán)保設(shè)備。近年來(lái), 布袋除塵器得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是冶金行業(yè)和電力行業(yè),布袋除塵器比其他類(lèi)型的除塵器有更多的優(yōu)越性。隨著布袋抵抗高溫的能力越來(lái)越高,布袋除塵器的應(yīng)用范圍必將更加廣泛。

布袋除塵器獲如此廣泛的應(yīng)用,其關(guān)鍵技術(shù)是采用布袋作為過(guò)濾煙塵的方法。布袋的進(jìn)步可以代表該類(lèi)除塵器的發(fā)展歷史,從*初的有機(jī)織物到現(xiàn)有的覆膜針刺滌綸面料, 有關(guān)專(zhuān)家一直致力于減少布袋的過(guò)濾阻力和延長(zhǎng)其工作壽命方面的研究。但無(wú)論怎樣改變布袋的面料和制造工藝,除塵器隨工作時(shí)間的延長(zhǎng),煙塵通過(guò)布袋所形成的阻力逐漸增大,除塵器所需要的風(fēng)速就越高,除塵能源損耗也就越大。減少過(guò)濾阻力就是節(jié)約能耗,人們不得不借助清灰來(lái)減輕這種阻力。以極短的高壓氣流脈沖(約持續(xù)數(shù)十ms) 噴吹進(jìn)入布袋內(nèi)腔,使布袋壁上附著的粉塵獲得一定的加速度從而被剝離布袋。當(dāng)然這種剝離速度受到脈沖強(qiáng)度的限制,不可能全部粉塵都會(huì)被剝離出來(lái)。殘余的粉塵經(jīng)受一定脈沖氣流的沖擊后對(duì)布袋織物的附著力增加因而更不易被清除,隨工作時(shí)間進(jìn)一步延續(xù),殘余粉塵在布袋上越積越多,布袋阻力也越來(lái)越大,脈沖清灰的效率也越來(lái)越低,導(dǎo)致除塵器的能耗大幅度增加而崗位粉塵捕集的能力同時(shí)降低。綜上所述, 應(yīng)該采取措施延緩布袋工作阻力的快速增加。

2 　產(chǎn)生問(wèn)題的原因及改進(jìn)措施

在減少布袋阻力過(guò)程中,人們一直強(qiáng)調(diào)布袋織物的改進(jìn)。但本文認(rèn)為清灰控制模式方面的改進(jìn)會(huì)產(chǎn)生更加明顯的效果。

一臺(tái)除塵器有多個(gè)箱體,每個(gè)箱體里有多列布袋。一般按照其相鄰位置對(duì)箱體及布袋列進(jìn)行順序編號(hào),也習(xí)慣用順序控制的模式完成清灰程序。即一旦布袋阻力較大,箱體前后壓力差達(dá)到規(guī)定值就開(kāi)始清灰。每個(gè)箱體中按布袋列編號(hào)順序進(jìn)行清灰,完成一個(gè)箱體內(nèi)所有布袋的清灰動(dòng)作后再按編號(hào)順序進(jìn)行下一個(gè)箱體的清灰。

事實(shí)上,箱體中每列布袋的清灰效果互相是有影響的。據(jù)筆者的研究,每只布袋清除下來(lái)的粉塵彌漫空間直徑達(dá)到 1. 2 m ,從布袋上部到箱體出灰口,90 %以上的粉塵需要30 s 以上的沉降時(shí)間。若小于30 s 的時(shí)間間隔,在直徑1. 2 m 范圍內(nèi)有先后有2 列布袋實(shí)施清灰,則一列袋清除下來(lái)的一些粉塵會(huì)被鄰近布袋的過(guò)濾動(dòng)作吸引而附著于其布袋壁上。同時(shí),鄰近列袋清除下來(lái)的粉塵也會(huì)被前一列已清灰相對(duì)整潔且阻力較低的布袋所吸引而更多附著于此列布袋壁上。這種情況持續(xù)下去,整個(gè)箱體的多列布袋會(huì)相互影響,給整個(gè)箱體的清灰?guī)?lái)明顯的負(fù)面影響。

同時(shí),清灰用氣將造成本箱體獨(dú)立設(shè)置的空壓包壓力明顯下降。空氣壓力恢復(fù)到正常水平需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間段。若本箱體清灰頻率過(guò)高,包內(nèi)空氣壓力沒(méi)有足夠的時(shí)間得到補(bǔ)充因而達(dá)不到規(guī)定要求,脈沖氣流使布袋產(chǎn)生的加速度不夠,依附在袋壁上的灰塵不會(huì)有足夠的剝離力,同樣也會(huì)嚴(yán)重影響布袋的清灰效率。本箱體清灰頻率較低雖然可以保證空壓包內(nèi)的壓力達(dá)到規(guī)定要求,但是會(huì)導(dǎo)致除塵器布袋清灰周期耗時(shí)太長(zhǎng),同樣導(dǎo)致布袋的工作阻力不斷增加。

另外,清理完一個(gè)箱體內(nèi)所有布袋再清與其相鄰的下一個(gè)箱體里的除塵布袋也是不合理的控制模式。有下面2 個(gè)事實(shí)可以證明這個(gè)結(jié)論。

(1) 如果將一個(gè)箱體里的布袋全部清灰后再實(shí)施另外一個(gè)箱體的清灰,清理好的箱體阻力會(huì)顯著下降,其他箱體阻力相對(duì)較大,待處理的煙塵氣將順著阻力*小的路徑大量進(jìn)入比較干凈的箱體中,造成氣流分配的嚴(yán)重不均,進(jìn)而使該箱體的布袋承受更多的不均勻壓力而提前損壞。

(2) 現(xiàn)在大部分除塵器每個(gè)箱體配一個(gè)清灰用的空氣壓縮包。所有空壓包用管道串聯(lián),*后連接在一個(gè)儲(chǔ)氣罐上。由于管道承受的壓力較大(清灰脈沖壓力可達(dá)0. 3 MPa) 管道直徑一般較細(xì),高壓空氣在管道里的流動(dòng)會(huì)引起一定的壓力下降。布袋清灰時(shí)由于脈沖用氣較多,包內(nèi)空氣壓力會(huì)明顯降低,箱體之間沒(méi)有單向閥阻止空壓包的相互影響,即箱體的空壓包壓力明顯下降時(shí)也會(huì)導(dǎo)致臨近箱體空壓包的壓力下降,進(jìn)而影響各箱體的清灰效果。

為解決這些問(wèn)題,筆者提出“跳躍清灰”的概念。與傳統(tǒng)的順序排號(hào)做法完全不同:在清灰的控制軟件中對(duì)清灰的次序采用在箱體之間“跳躍”,同時(shí)也在箱體內(nèi)布袋列號(hào)之間 “跳躍”的辦法,同時(shí)單個(gè)箱體內(nèi)每次僅完成適當(dāng)比例的布袋清灰就跳躍到另外箱體。這種控制模式使得已清灰的布袋之間相互影響降低。相鄰箱體也互不影響,配置的空壓包可以一直保持較好狀態(tài)?？偠灾?跳躍清灰的概念即不按順序而是根據(jù)計(jì)算,充分考慮布袋粉塵的彌散范圍和沉降時(shí)間,箱體空壓包的壓力下降數(shù)值和恢復(fù)時(shí)間,鄰近空壓包的管道損失以及相互影響等各個(gè)參數(shù),合理安排跳躍位置以達(dá)到減少布袋工作阻力和延長(zhǎng)布袋工作壽命的*終目的。

綜上所述,筆者認(rèn)為清灰應(yīng)該實(shí)現(xiàn)“跳躍”方式:在箱體間跳躍保持流量配置的平衡和空壓包壓力的恢復(fù),在箱體內(nèi)跳躍保持清灰的效果不會(huì)相互影響。

當(dāng)然這兩種跳躍應(yīng)以箱體間的跳躍為主。因?yàn)檫@種跳躍會(huì)同時(shí)延長(zhǎng)同一個(gè)箱體內(nèi)兩列布袋清灰的時(shí)間間隔,也就使得同箱體布袋相互影響減輕。

3 　舉例

以實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明“跳躍清灰”的基本概念和步驟。設(shè)除塵器有10 個(gè)箱體,每箱有5 列布袋,如圖1 所示。

經(jīng)計(jì)算,認(rèn)為下述的控制模式較好:

(1) 箱體內(nèi)的跳躍模式為1 —4 —2 —5 —3。

(2) 箱體之間的跳躍模式為1 —6 —2 —7 —3 —8 —4 —9 — 5 —10。

(3) 每只箱體每一次清灰均完成本箱布袋總數(shù)的1/ 5 就跳躍到下一個(gè)箱體,這樣逐次逐步進(jìn)行布袋清灰。

在某電廠按上述控制模式編制了一套 PLC 軟件,初步實(shí)現(xiàn)了跳躍清灰的理念。據(jù)測(cè)定,按此模式進(jìn)行清灰的大型布袋除塵器工作阻力長(zhǎng)時(shí)間保持在1. 2 kPa 以下,比同地點(diǎn)的另外1 臺(tái)同型號(hào)傳統(tǒng)清灰模式除塵器工作阻力低10 %～15 %。換袋時(shí)間也延長(zhǎng)了10 %以上。通過(guò)不改動(dòng)硬件設(shè)施僅靠軟件中清灰控制模式的跳躍特點(diǎn)就取得了10 %以上的節(jié)能增效結(jié)果。此例說(shuō)明跳躍清灰理念有比較明顯的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4 　結(jié)語(yǔ)

跳躍清灰模式相比傳統(tǒng)的順序清灰明顯平衡了氣流的分配,保持了空壓包的壓力穩(wěn)定,也使箱體內(nèi)布袋的相互影響得以降低,有明顯的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但尚有一些關(guān)鍵問(wèn)題要進(jìn)一步研究才能解決。例如每次清灰的數(shù)量占本箱體布袋總數(shù)的1/ 5 ,在箱體之間循環(huán)5 次全部清理完除塵器所有布袋,這個(gè)比例不一定是*優(yōu)的策劃。*優(yōu)值還有待于進(jìn)一步討論才可能得出。這種“跳躍”方法能引起業(yè)界同行一些興趣就達(dá)到了本文的基本目的。