毕业设计论文脉冲袋式收尘器Word格式.docx
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1.1收尘器的设计要求
现代化的水泥厂煤磨系统一般都采用烘干兼粉磨的工艺流程，煤磨系统废气是含煤粉具有燃爆危险的热废气，对它进行净化处理也比一般废气难度更大。
该收尘器在机理和结构上具有防燃防爆功能，确保收尘器内清灰彻底，设备阻力低，使得系统阻力稳定，50mg/Nm³
的低浓度排放。
1.1.1煤磨系统粉尘的特点
1.粒度细，一般<
0.1mm（大部分厂煤粉<
0.08mm占80%以上）；
2.粉尘挥发份高，一般>
20%，属于燃爆危险品，具有一定的燃爆危险性；
3.粉尘的浓度在爆炸极限之内（煤粉爆炸极限35~2500g/m³
）；
4.含尘气体具有一定的温度，一般为60～110℃；
5.含尘气体具有一定的湿度，湿含量为5～10%，露点一般为40～55℃。
煤磨系统收尘器的设计的基本原则：
预防燃烧爆炸即是采取积极措施有效抑制下述三个条件的产生，也就是说降低系统对爆炸的敏感性能，缩小爆炸的效应。
（1）浓度处于爆炸极限范围内（煤粉的爆炸极限根据煤质不同，一般为35~2500g/m³
）。
（2）含氧量大于13%；
（3）引燃的火种。
1.1.2收尘器的类型及其特点
目前市场上的主流收尘器为静电收尘，脉冲收尘，洗涤塔，旋风收尘。
静电收尘成本高，效率低，设备维护麻烦费用大；
洗涤塔比较原始，适用场合少；
旋风收尘效率低下，安全系数低，处理风量小；
脉冲袋式除尘器处理风量大、系统阻力小、清灰彻底、除尘效率高。
1.1.3收尘器类型的确定
水泥厂的生产规模从日产数百吨到日产万吨，尽管生产规模差别很大，但生产线上的扬尘点却基本相似，只是处理风量不同，因此收尘器的规格有较大的差异。
虽然收尘器的规格大小不同，但收尘器的数量多在40台以上，其中绝大多数是袋式收尘器。
现在由于袋收尘技术迅速发展，特别是新型滤料的不断涌现，使得以往窑尾和冷却机收尘习惯多采用电收尘器的也有逐步改用袋收尘器的趋势。
采用脉喷式清灰方式，确保了收尘器内每条滤袋清灰彻底，设备阻力低，且在线清灰方式使得系统阻力稳定，在一定程度上缓解了煤磨系统高阻力的矛盾，实现了收尘器高效、低阻、安全运行。
小于50mg/Nm³
的低浓度排放，在相当长的时间内能满足不断提高的环保新标准的要求。
故本案采用脉冲袋式收尘器。
1.2所选收尘器的基本原理
1.2.1收尘器的类型及其特点
当含尘气体由进风口进入灰斗后，一部分较粗尘粒在这里由护跳性碰撞、自然沉降等原因落入灰斗，大部分尘粒随气流上升进入袋室，经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧。
净化后的气体则由滤袋内部进入箱体，并由阀板孔、出风口排入大气，达到除尘的目的，参见图1-1，图1-1随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧的积尘也逐渐增多，从而除尘器的运行阻力也逐渐增高，当阻力增到预先设定值（1245-1470Pa）时，清灰控制器发生信号，首先控制提升阀将阀板孔关闭（见图1-1）,以切断过滤气流，停止过滤过程，然后电磁脉冲阀打开，以极短的时间（0.1,左右）向箱体内喷入压力为0.5～0.7MPa的压缩空气，压缩空气在箱体内迅速膨胀。
涌入滤袋内部，使滤袋产生变形、震动，加上逆气流的作用，滤袋外部的粉尘便被清除下来掉入灰月一清灰完毕后，提升阀再次打开，除尘器又进入过滤工作状态。
图1—1气箱脉冲袋式除尘器
1—气包；
2—压气管道；
3—脉冲阀；
4—提升阀；
5—阀板；
6—袋室隔舱板；
7—排风口；
8—箱体；
9—滤袋；
10—袋室；
11—进风口；
12—灰斗；
13—输灰机
1.2.2收尘器各个部位的作用
（1）箱体
箱体主要是固定袋笼、滤袋及气路元件之用，并制成全密闭形式，清灰时，压缩空气首先进入箱体，再冲入各滤袋内部。
顶部设有人孔检修门，安装和更换袋笼、滤袋全部在这里进行，十分方便，根据规格的不同，箱体内又分成若干个室，相互之间均用钢板隔开，互不透气，以实现离线（off-ine）清灰，每个室内均设有一个提升阀，以切换过滤气流。
（2）袋室
袋室在箱体的下部，主要用来容纳袋笼和滤袋，且形成一个过滤空间，烟气的净化主要在这里进行，同箱体一样，根据规格的不同也分成若干个室，并用隔板隔开，以防在清灰时各室之间的相互干扰，同时形成一定的沉降空间。
（3）灰斗
灰斗布置在袋室的下部，它除了存放收集下来的粉尘以外，还作为进气总管使用（下进气方式），当含尘气体进入袋室前先进入灰斗，由于灰斗内容积较大，使得气流速度降低，加之气流方向的改变，使得较粗的尘粒在这里就得到分离，灰斗下部布置有螺旋输送机或空气斜槽等输送设备，出口还设有回转卸料器或翻板阀等锁风设备，可连续进行排灰。
（4）进出风口
进出风口根据除尘器的结构形式分为二种，64系列的进风口为矩型.直接焊在灰斗的侧板上，出风口安排在箱体下部.袋室侧面，通过提升阀板孔与箱体内部相通（见图1—1）其他系列的进出风口制成一体，安排在袋室侧面、箱体和灰斗之间（见图1—1）。
中间用斜隔板隔成互不透气的两部分，分别为进风口和出风口，这种结构形式体积虽大些，但气流分布均匀，灰斗内预除尘效果好，适合干烟气含尘浓度较大的场合使用。
第2章袋式脉冲收尘器的设计计算
2.1参数计算
2.1.1计算总过滤面积
根据《除尘器钢结构设计》第10页公式2-3：
≈234㎡2—1
=10000×
（273+110）/273≈14030m³
式中
——滤袋计算过滤面积，㎡;
——工况气体流量，m³
/h;
v——滤袋过滤速度，m/min；
表2-1滤袋过滤速度推荐值
序号
粉（烟）尘类别
代表性粉（烟）尘
过滤速度（m/min）
1
金属矿石生产性粉尘
铁矿石，锰矿石，有色金属
0.85～1.10
2
金属冶炼及其氧化物烟尘
烧结，炼铁，炼钢，轧钢，铁合金及其二次烟尘
0.70～1.20
3
非金属矿石生产粉尘
粘土，硅石，石灰石，岩石，白云石，菱镁石，滑石
0.75～1.00
4
水泥、白云石、镁粉、活性白石灰、陶瓷等炉窑类烟尘
水泥，白云石，镁粉，白灰，陶瓷
0.80～1.00
5
煤化工、炭黑、煤粉类烟（粉）尘
焦炉烟尘，炭黑，煤粉，焦粉
0.60～0.85
6
生物性粉尘
茶叶，棉花，粮食，皮毛，饲料，木材
1.00～1.50
2.1.2单袋过滤面积
根据《除尘器钢结构设计》第10页公式2-4：
=31.4×
130×
2450=1㎡2—2
——1条过滤袋的过滤面积，㎡；
d——滤袋直径，m,一般取d取120～160㎜；
L——滤袋有效长度，m,一般L取6.0～9.0m。
10-3
表2—2常用滤袋材料的主要技术性能和应用范围
过滤材料
密度（kg/m³
）×
抗拉性能（MPa）
耐酸性能
耐碱性能
耐磨性能
吸湿性（%）
最高使用温度（℃）
一般应用范围
天然纤维
棉毛
1.5~1.6
34.5
差
好
8~9
80
无腐蚀性气体
1.28~1.33
110
10~15
100
弱酸性气体
合成纤维
尼龙类
1.14
300~600
中
4~4.5
磨损性粉尘
奥伦类
—
1.3~2.0
140
腐蚀性粉尘
涤纶类
0.4
170
无机纤维
玻璃纤维
2.4~2.7
100~300
260
高温和腐蚀性
表2—3各种滤料的物理特性
滤袋名称
结构
厚度（㎜）
单位面积（g/m³
）
真密度
容积密度（g/m³
孔隙率
破断强度（N/cm³
径向
横向
玻璃长丝布
锻纹
0.418
497
2.5
1.19
52.5
1225
208号涤纶绒布
斜纹单面起绒
1.55
392
1.38
0.26
81.2
2090.3
1027
No.3针刺毡
针刺毡
1.79
405
1.30
0.23
82.4
744.2
686
No.4针刺毡
2.16
519
1.31
0.24
82.5
911.4
980
表2—4滤袋具体参数表
涤纶针刺毡Polyesterneedlefelt
重量Wight（g/㎡）
500
材质Meterital
涤纶（Polyester）
厚度Thickness
1.8
透气度Airpermeability（L/㎡/s）
200～350
断裂强度Tensikestrength
（N/5×
20cm）
经向Warp
1000
纬向Weft
1100
断裂伸长度Tensikeelongation（%）
＜35
＜40
工作温度Temperature（℃）
连续Continue
120
瞬间Instant
150
后处理方式
Finshingtreatment
烧毛、轧光
Singeing,Calengdering
脉冲喷吹型煤磨防爆袋收尘器宜选用抗静电涤纶针刺毡滤料，根据滤料行业推荐风速为0.8~1.0m/min。
过滤袋具体参数如表2—4
2.1.3滤袋数量的计算
据《除尘器钢结构设计》第10页公式2-5：
2—3
——滤袋的数量，条。
滤袋规格：
Φ130㎜×
2450㎜；
单袋过滤面积：
=3.14×
0.13×
2.45=1㎡；
滤袋的数量：
=243，条。
2.1.4滤袋的布置
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-6：
2—4
式中n——排列组合后实装滤袋数量，条；
a——喷吹管配装的滤袋数，条/组，一般取α取14~18条/组；
b——排列组合后的喷吹管数量，组；
本案有意设计成气箱式脉冲收尘器，由于气箱式的特点，各个气室分开由一个脉冲阀控制，故不需要喷吹管等配件;
根据一般厂家设计经验：
每室有32,64，96，128个滤袋等多种配合方式，由于本案具有防爆设计，过滤风速不能过快，故选用每室64个滤袋的配置。
2.1.5实际过滤面积
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-7：
=256×
1.0=256㎡≥243㎡2—5
——排列组合后的实际过滤面积，㎡；
——滤袋实际数量，条；
——滤袋的过滤面积，㎡/条
2.2相关尺寸的设计及计算
按运行操作和检修需要，综合决定除尘器主体结构尺寸和外形尺寸，如图2-1所示：
图2-1脉冲袋式除尘器外形尺寸
1—进风口；
2—灰斗；
3—箱体；
4—滤袋；
5—花板；
6—净气室；
7—出风口；
8—脉冲喷吹清灰装置
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-8：
2—6
=2（32×
185+500×
6+200×
8）≈4618㎜
式中A——除尘器长度，㎜;
m——除尘器长度方向滤袋中心距组数，个；
，
——边距，㎜；
——除尘器长度方向滤袋中心距，㎜/组。
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-9：
=130+55=185㎜2—7
式中d——滤袋直径，㎜；
——除尘器长度方向花板孔净间隔尺寸，㎜，推荐
值取50㎜~70㎜。
花板除承受滤袋和袋笼的重量外，还要承受收尘器内的气体压力，所以要有足够的刚度。
如果稍有变型，就可能影响滤袋和花板孔间的密封效果。
花板的钢板厚度一般为4~6mm，主要取决于过滤室内悬挂滤袋的数量。
为增加花板的刚度，花板上应增设加强筋。
花板外观应平整、光洁，不应有翘曲或凹凸不平等缺陷，其平面度偏差不大于花板长度的2/1000。
花板孔的加工应采用冲孔或采用等离子切割，不允许采用气割。
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-10：
=2（6×
100+200+300）≈22002—8
式中B——除尘器的宽度，㎜；
——除尘器宽度方向滤袋中心距组数，个；
——除尘器宽度方向滤袋中心距，㎜。
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-11:
=2（2×
130+55+55）2—9
——除尘器宽度方向孔净间隔尺寸，㎜，推荐
取50㎜～70㎜。
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-12：
=2450+300+2741+650=6010㎜2—10
式中H——除尘器高度，㎜；
——净气室高度，㎜；
——滤袋长度，㎜；
——安全距离，㎜，其通常取300㎜～500㎜；
——灰斗装置高度，㎜。
根据《除尘器钢结构设计》第11页公式2-13：
=800+1941=2741㎜2—11
——灰斗高度，㎜，应保证灰斗堆料角度在53°
～60°
，必要时增设振动清灰设施；
——安装输灰设施需要的高度，㎜。
为滤袋花板开孔直径，见表2—5。
一定要按样孔与滤袋装合适为准。
表2—5滤袋直径与花板开孔直径的关系
滤袋直径
开孔直径
125～128
130
135～138
145～148
155～158
第3章脉冲系统的研究
3.1清灰方式的选择
袋式收尘器常用的清灰方式有：
机械振打式清灰，反吹风式清灰，气箱脉冲式清灰，脉冲喷吹型清灰。
机械振打式清灰方式虽然滤袋运动幅度较大，但由于清灰动能较低，容易导致清灰不彻底，且滤袋损伤大，寿命短，目前已较少采用。
反吹风式清灰由于造成局部的滤袋或滤袋的局部的粉尘不能及时清除干净，对处理一般粉尘来说，影响的只是使收尘器的阻力升高，而对于处理含煤粉的废气，就留下了煤粉因长期在滤袋上滞留而自燃的隐患。
脉冲喷吹型煤磨防爆袋收尘器采用脉冲喷吹型清灰方式，利用压缩空气对每个气室分别清灰，清灰动能高，清灰更彻底。
3.1.1袋式脉冲清灰的分类
（1）喷吹管式脉冲袋收尘器是采用喷吹嘴直接对滤袋喷吹清灰的。
图3—1脉冲喷吹系统
（2）气箱脉冲袋收尘器是采用分箱室清灰的。
图3—2气箱式脉冲喷吹系统
3.2喷吹压力的确定和研究
3.2.1清灰分析
气箱脉冲袋收尘器是采用分箱室清灰的。
一个室从清灰开始到结束，称为一个清灰过程，清灰过程一般3-10s，参见图4-150从第一个室的清灰结束，到第二个室的清灰开始，称为清灰间隔，清灰间隔的时间长短取决于烟气参数、选型的大小等，短则几十秒钟，长则几分钟甚至更长时间，清灰闻隔又可分集中清灰间隔和均匀清灰间隔二种，所谓集中清灰间隔是指从第一室清灰开始到最后一个室清灰结束以后，全部室进入过滤状态，直至下一次清灰开始;
而均匀清灰间隔则在最后一个室清灰结束以后，仍以间隔相同的时间启动第一室的清灰。
因此均匀清灰间隔的清灰过程是连续不断的。
从第一室的清灰过程开始到该室下一次的清灰过程开始之间的时间间隔，称为清灰周期，清灰周期的长短取决于清灰间隔时间的长短。
清灰动作均由清灰控制器进行自动控制，清灰控制器有定时式和定阻式二种，定时式是根据除尘器阻力的变化情况，预置一个清灰间隔时间，除尘器按固定预置时间进行清灰，这种控制器结构简单，调试、维修方便，价格便宜，适用于工况条件比较稳定的场合。
定阻式是在控制器内部设置一个压力转换开关，通过设在除尘器上的测压孔测定除尘器的运行阻力，当达到清灰阻力时，压力转换开关便送出信号，启动清灰控制器进行清灰。
这种控制器能实现清灰周期与运行阻力的最佳配合，因此非常适合工况条件经常变化的场合，但仪器较复杂，价格也比较贵。
图3—3清灰周期图
清灰时，逐箱隔离，轮流进
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