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浅议集尘滤料清灰周期性的确定
点击次数:635 发布时间:2017-06-05

对袋式除尘用清洁滤料性能的检测研究,国内外已经进行了大量的工作,各个国家对袋式除尘器滤料检测也制定了相应的标准。但是,对于集尘条件下滤料的测试则鲜有报道,而该测试得到的滤料压力损失与过滤速度、粉尘负荷间的关系对明确袋式除尘器清灰周期的研究具有理论指导意义。

  袋式除尘器的清灰控制有时序控制和压差控制两种方式,压差控制方式能够及时反映设备的过滤阻力状况,但会受到采样点和压力传感等的影响;时序控制相对简单,在实际操作中只需设置合适的清灰周期、清灰宽度等变量。目前工程中清灰周期多同时采用两种控制方式,使得控制系统繁锁且成本较高。为优化清灰系统设计,本文通过测试分析对不同过滤方式滤料集尘条件下的理论清灰周期进行了探讨。

  2研究对象及方法2.1实验装置及方法参考GB12625-90设计滤料过滤性能测试装置。

  环境空气由测试管道入口进入管道,经过被测滤料、流量计,由吸气泵抽吸排除。该装置配置了两台Grimm便携式尘粒监测仪,测试滤料前后两侧不同粒径尘粒的质量浓度,过滤效率由该分析仪读出的数据计算而得。

  2.2测试参数2.2.1过滤速度过滤速度指滤料表面通过气流的速度,单位为m/min.可根据式(1)求得。

  (1)式中:Q―通过滤料的风量,m 3 /h;f―有效过滤面积,m 2。通过控制转子流量计的流量可改变过滤速度。

  2.2.2压力损失袋式除尘器滤料的压力损失由通过清洁滤料的压力损失和通过粉尘层的压力损失组成。滤料两侧压力损失为进、出口管中气流的平均全压之差。当进、出口管的断面面积相等时,则可采用其进、出口管中气体的平均静压之差计算。测试中,滤料的压力损失根据数字式微压计直接读出的进、出口管的压力计算而得。

  2.3测试对象常用袋式除尘器滤料按过滤方式可分为:深层过滤、表面过滤和表层过滤三种。常规滤料多为深层过滤,覆膜滤料属于表面过滤,梯度针刺毡属于表层过滤。各取具有代表性的滤料:常规针刺毡(A)、基布覆膜(B)、梯度针刺毡(C)进行测试。

  2.4粉尘厚度采用325目滑石粉为试验粉尘,堆积密度()为0.6g/cm 3。在稳态过滤条件下,粉尘集尘厚度是时间的线性函数,时间t内粉尘厚度可根据式(2)得到。

  (2)式中:m―发尘量,kg;C-粉尘浓度,kg/m 3;Q―通过滤料的风量,m 3 /h;t-时间,min;f―有效过滤面积,m 2;ν―过滤速度,m/min;―粉尘的容积密度,kg/m 3;δ-过滤介质厚度,m.

  2.5数据处理采用回归分析法对测试数据进行处理,得到特性参数变化关系式,自变量主要为过滤速度ν、过滤时间t、粉尘厚度δ,因变量为压力损失△P.

  3测试结果3.1清洁滤料在常温常压的实验室环境条件下,对清洁状态的滤料进行测试,得到各滤料的过滤速度与压力损失的关系。回归分析得:,拟合参数a、b及反应线性程度的相关系数R 2。

  由回归分析得到:清洁状态下,各滤料的压力损失△P与过滤速度ν呈一次方关系。可以看出,对于清洁滤料,同一过滤风速下覆模B、梯度针刺毡C的阻力要比常规针刺毡A高,并且随着过滤风速的提高,压力损失也会相应升高,而且损失的变化率要比常规滤料快,但清洁状态下的测试不能完全反映运行条件下的滤料阻力情况。

  3.2集尘滤料在1.5m/min下均匀发尘,2min一次,尘量为0.5g/min,粉尘浓度为66.5g/m 3。回归分析得拟合曲线形式分别为:、。

  改变过滤速度得各滤料的压力损失与过滤时间、粉尘层厚度的关系;基布覆膜B;梯度针刺毡C.在不同过滤速度下,不同滤料的拟合曲线的R 2值。

  在集尘状态的某一速度下,各滤料的压力损失与过滤时间及粉尘层厚度呈二次方关系。显示了在集尘状态下,常规针刺毡A、基布覆膜滤料B和梯度针刺毡C的压力损失随过滤时间、粉尘层厚度的变化情况。随着集尘时间的增加,各滤料的压力损失也相应增加,过滤速度越大,对压力损失的影响越大。在相同的过滤速度下,基布覆膜B的压力损失增加的zui快,其次是梯度针刺毡C,常规针刺毡Azui慢。这是因为常规滤料在过滤的初始阶段,粉尘进入内部的较少,过滤性能改变不大。随着过滤的进行,微细尘粒不断进入滤料内部,堵塞纤维间的空隙,使阻力快速增加,甚至超过其他两种滤料,这会导致清灰频繁。在实际应用中,覆膜滤料由于其表层的微孔膜结构,不易在表面形成粉尘层,当粉尘负荷达到一定程度时,压力损失将趋于恒定。梯度针刺毡C由于其表层超细纤维层提高了阻挡微细尘粒的能力,梯形通道前窄后宽使滤料内层不易集尘,保持了滤料的长期运行而压力损失上升变化速度缓慢。

  4集尘滤料清灰周期的确定滤料阻力一般包括清洁滤料阻力、粉尘层阻力(含粉尘初层和粉尘沉积层阻力)。滤料一旦选定,滤料清洁阻力一般认为是恒定的。一般情况下滤料的压力损失在刚投入运行后增长较快,但在一个月内即趋于稳定,以后虽有增长但比较缓慢,增长速度多数近似为定值,即形成了粉尘初层,粉尘残留率近似为定值。

  假设清洁滤料达到压力设定值的时间为t 1、粉尘层厚度为δ1:(3)(4)假设粉尘残留率为k,则清灰后粉尘层厚度为δ2(δ2 =kδ1),该压力损失条件下对应的时间为t 2:(5)(6)根据式(4)~(6)求得ΔP(δ2)即为ΔP(t 2),得(7)其中清灰周期t 1 -t 2,根据式(3)和式(6)得(8)工程应用参数设置属热态工况,实验室测试属冷态检测,为更好地反应工况条件需将热态参数转化为冷态参数,压力修正为,浓度修正为。以表层过滤方式的梯度针刺毡为例,根据式(8)计算得到不同气流速度条件下的集尘滤料清灰周期.

  粉尘残留率越低,过滤速度越小,清灰周期就越长。选择滤料时,要选择粉尘残留率、粉尘剥落性好的滤料。粉尘残留率过大,长久不能清除必然导致系统运行阻力过大、清灰频繁等问题,缩短滤料的使用寿命。

  测试得出的理论周期是对平板状集尘滤料的粉尘层形成zui不利的工况即以粉尘为完全自然均匀堆积为前提的,而实际工程应用中,粉尘层形成的影响因素众多,包括进口风量、粉尘浓度、气流组织、袋间距等,可通过分析影响因素确定负荷系数来进一步修正清灰周期。

  5结论对已知袋式除尘器工况参数进行冷态测试修正,并在集尘条件下对所采用的滤料进行测试,通过拟合分析得到确定粉尘残留率的条件下该滤料的理论清灰周期。

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