袋式除尘器用过滤单元设计及安装技术要求

2018-06-29王春兰蒋孟杰瞿晓燕

中国环保产业 2018年6期

关键词：清灰袋式滤袋

王春兰，蒋孟杰，瞿晓燕

（1.机械工业环保产业发展中心，北京 100823；2.上海袋式除尘配件有限公司，上海 200241）

1 袋式除尘器过滤单元的作用和重要性

在日趋严格的大气污染排放标准下，袋式除尘器以稳定的运行性能（特别是对PM2.5微细粉尘）、具有除尘效率高的特点，在各类工业烟气除尘中得到广泛的使用，其技术也在适应市场需求飞速发展。

过滤单元是袋式除尘器中配套箱体、管道和风机后能实现过滤与清灰功能的独立除尘组件，在袋式除尘器中起独立运行、模块化除尘清灰的作用。

过滤单元因设计或安装不当造成除尘器运行效率低、寿命短的案例层出不穷，如因脉冲阀选型不当造成过度清灰；因分气箱与脉冲阀匹配不当导致清灰不力；因喷吹管设计不当造成清灰气流不均及近袋口位置被吹破；因框架与滤袋配合不当造成滤袋磨损等。

过滤单元各配件本身的设计、安装及配件的匹配设计及安装都会直接影响整个除尘器的除尘效率和寿命。因此，过滤单元应有严格的技术要求，使其设计及安装规范化、高效率。

2 过滤单元定义

袋式除尘器过滤单元包括滤袋（或含滤袋框架）、花板和清灰装置构成，并在配套箱体、管道和风机后能实现过滤与清灰功能的独立除尘组件。

滤袋是在袋式除尘器中起气固分离作用的袋状过滤元件，其内部或含起支撑作用的滤袋框架。其滤料的选材、过滤面积的计算、尺寸及数量设计、内部框架的配合等都直接影响整个除尘器的过滤效率和寿命。

花板是用于固定滤袋并分隔尘气室与净气室的多孔板。其强度、平面度和花板孔的设计是关键。

清灰装置包括脉冲阀、分气箱和喷吹管，其中脉冲阀是执行脉冲清灰的关键部件。各清灰部件的性能及相互配合决定着除尘器清灰、过滤能力再生的效率和寿命。

3 过滤单元设计要求

过滤单元设计应符合袋式除尘系统及生产工艺的要求，应充分了解生产工艺、排放限值，以及含尘气体的理化特性，确定清灰方式、滤料材质及结构、过滤风速、过滤面积、滤袋规格、数量和布置。过滤单元的设计技术重点和难点集中在滤袋、框架、花板、脉冲阀、分气箱及喷吹管等关键部件。

3.1 滤料选择

过滤材料应根据烟气温度、湿度、粉尘粒径及性质、酸碱腐蚀性等工况进行针对性地选择。应充分掌握滤料技术性能，包括单位面积质量、厚度、透气率、强度和断裂伸长率、收缩率、阻力特性、除尘效率、耐温特性、耐腐蚀性、耐水解性、耐氧化性等参数，作为滤料选择的依据。

3.2 滤袋设计

滤袋是袋式除尘器用过滤单元内实际起过滤作用的关键部件，其设计的合理性及品质直接影响过滤单元的过滤能力及效率。滤袋设计关键在于过滤面积的计算。

3.2.1 总过滤面积的计算

式 ①中：

S — 袋式除尘器总过滤面积，m2。

Q — 处理风量，进入袋式除尘器所有过滤单元的含尘气体工况流量，m3/h。

v — 过滤风速，m/min。

3.2.2 单条滤袋过滤面积

式②中：

Sd— 单条滤袋过滤面积，m2。

C — 滤袋迎尘面周长，m。

L— 滤袋长度，m。

3.2.3 滤袋条数

式③中：

n— 过滤单元滤袋总条数，计算后取整。

3.3 框架设计

框架是支撑外滤式滤袋，保持滤袋形状并正常过滤清灰的部件，其品质直接影响滤袋的寿命，从而影响整个过滤单元的寿命。

框架设计必须根据滤袋材质、尺寸及烟尘工况进行个案独立设计。框架可做成1节，也可分成2节或多节拼接。多节拼接框架的拼接部位应牢固、表面光滑，不会对滤袋造成磨损和划伤，结构形式应便于拆装，保持上下节框架的同心度和垂直度。框架横截面形状应与滤袋横截面形状相匹配。

框架与滤袋的间隙配合应根据滤袋与框架的结构、滤料特性、清灰方式、处理烟气的性质等因素确定，尤其是玻纤滤袋，其滤袋内径与框架外径的配合甚至需要达到1mm的精确度。

3.4 花板设计

花板表面应平整、光洁，花板孔应光滑无毛刺，平面度公差小于花板长边长度的2‰，其强度也应满足结构件自重、滤袋组件及挂尘重量、非正常积灰重量、检修荷载、运行压力荷载等组合的最大值。其中非正常积灰重量按全部滤袋内部积灰达滤袋长度的20%计算。

花板设计的关键技术在于花板孔径及其间距的确定。脉冲行喷吹袋式除尘器花板孔直径应与滤袋外径紧密配合，相邻两孔中心间距宜比花板孔直径大50mm或以上。

3.5 脉冲阀设计选型

脉冲阀是袋式除尘器用过滤单元实现清灰的关键执行部件，其设计选型直接影响过滤单元的清灰效率，从而影响整个过滤单元的运行效率。

3.5.1 脉冲阀单阀喷吹面积计算

式④中：

Ad— 脉冲阀单阀喷吹面积，m2。

np— 脉冲阀单阀所带滤袋条数。

3.5.2 脉冲阀个数计算

式⑤中：

nf— 脉冲阀个数，计算后取整。

3.5.3 脉冲阀选型

脉冲阀选型应综合考虑滤袋尺寸和布置的方阵位置，根据供应商提供的脉冲阀喷吹面积数据选择脉冲阀的尺寸。

行喷式脉冲袋式除尘器单个脉冲阀所承担的喷吹面积受滤料、滤袋尺寸及分布、烟尘粒径及黏性、喷吹管开孔、在线/离线清灰方式、过滤风速、分气箱容积、喷吹压力、脉冲阀型式及公称通径等参数影响，可参照表1选择脉冲阀尺寸。

表1 行喷式脉冲袋式除尘器用脉冲阀推荐表

3.6 分气箱设计

分气箱设计的关键在于容积设计，应满足每个脉冲阀喷吹时对气源压力和气量的要求。

回转式脉冲袋式除尘器用脉冲阀配套分气箱容积可参照表2。

表2 回转式脉冲袋式除尘器用脉冲阀配套分气箱容积推荐表

3.7 喷吹管设计

喷吹管是袋式除尘器用过滤单元清灰气流的关键输送装置，其品质直接影响清灰气流组织和清灰效率。

喷吹管设计关键在于喷孔孔径设计，行喷吹脉冲袋式除尘器用喷吹管开孔总面积宜不小于喷吹管横截面积。喷吹管单孔直径可在上述计算值基础上适当调整，保证各喷吹孔气量均匀。

4 过滤单元安装技术要求

过滤单元各部件经合理设计、高品质加工出厂后，在安装现场遭遇错误安装、野蛮安装导致除尘器试运行故障、运行效率降低、寿命缩短等状况屡见不鲜。因此，过滤单元的安装也至关重要。

4.1 滤袋安装

滤袋安装前应将净气室内部清扫干净，逐个检查滤袋外观质量，完好无损方可安装。滤袋安装时应采用滤袋保护套，避免刮擦滤袋和踩踏袋口，防止滤袋损伤和袋口变形、松脱。安装完毕后应逐个检查滤袋的安装质量，确认袋口与花板连接牢固、严密、无缝隙，滤袋与短管和袋帽的连接应牢固、严密。对滤袋安装质量的检查率和合格率应达到100%。