袋式除塵器畢業(yè)設(shè)計

PAGE3目錄1緒論 11.1課題的背景 11.2粉塵的危害及除塵的意義 21.3袋式除塵器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 52袋式除塵的基本技術(shù)原理 92.1袋式除塵概述 92.1.1袋式除塵的原理及過程 102.1.2附灰層概論 112.1.3典型除塵系統(tǒng)的組成 122.2袋式除塵器的主要性能 132.2.1影響過濾效率的主要因素 132.2.2出口煙塵濃度 152.3袋式除塵器的特點 152.4袋式除塵器應(yīng)用前景 162.5脈沖袋式除塵器原理、構(gòu)造及特點 172.5.1脈沖袋式除塵器的工作原理 172.5.2脈沖袋式除塵器的構(gòu)造 182.5.3脈沖袋式除塵器的主要特點 212.6濾料 212.6.1幾種常用高溫濾料 212.6.2幾種常用高溫濾料特性簡要分析及選取 242.7濾袋及濾袋框架 282.7.1袋除塵器核心部件—濾袋 282.7.2濾袋的布置 292.7.3濾袋框架 303袋式除塵器的設(shè)計 313.1袋式除塵器設(shè)計的有關(guān)參數(shù) 313.2除塵器的選型 313.3布袋及袋室尺寸的設(shè)計 323.3.1處理氣體量的計算 323.3.2過濾風(fēng)速的選取 333.3.3過濾面積的確定 333.3.4阻力計算 353.4除塵器進(jìn)出口系統(tǒng)的設(shè)計 363.4.1管道內(nèi)的氣流速度和管道直徑的確定 363.4.2管道的總壓力損失 373.5鋼架結(jié)構(gòu)的支撐與計算 383.5.1鋼材的選型 393.5.2對虛軸計算： 393.5.3截面驗算： 393.5.4綴板計算： 403.6灰斗的強(qiáng)度校核 403.6.1倉庫的選材 403.6.2斗型鋼倉的結(jié)構(gòu)布置 413.6.3方形鋼倉的計算 42結(jié)束語 44致謝 45參考文獻(xiàn) 46第49頁共52頁1緒論1.1課題的背景我國的經(jīng)濟(jì)規(guī)模龐大，重化工、原材料、能源工業(yè)中不少還是粗放型生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝及設(shè)備相對落后，資源、能源耗費大，污染嚴(yán)重。我國袋式除塵設(shè)備的市場卻不太大。據(jù)2000年統(tǒng)計，袋式除塵設(shè)備產(chǎn)值才17.7億元，與我國粉塵、煙塵污染需要治理的情況很不相稱。我國的火電廠大型燃煤鍋爐除塵，是高效除塵設(shè)備的巨大市場。由于種種原因，我國的袋式除塵設(shè)備在這個市場還未打開局面。而國外發(fā)達(dá)國家鋼鐵廠除塵、脫硫，袋式除塵設(shè)備占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。袋式除塵設(shè)備的除塵效率最高，并且不受粉塵比電阻變化的影響，同時還有一定的脫硫功能。在未來相當(dāng)長的時期內(nèi)，我國以煤炭為主的能源格局不會改變，布袋除塵設(shè)備將大有用武之地。一、袋式除塵器研究背景及意義當(dāng)前，我國仍是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭消耗量占全國能源消耗量的75%左右。2005年全國煤炭消耗量為22.4億噸，2006年達(dá)到24.6億噸，2007年達(dá)到26.5億噸，2008年煤炭產(chǎn)量為28.5億噸，呈逐年上升趨勢。隨之帶來工業(yè)廢氣排放總量的不斷增加，為控制污染物排放總量，國家和地方制定的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也將逐步提隨著國家環(huán)境保護(hù)法的日趨嚴(yán)格，對除塵技術(shù)的要求也越來越高。當(dāng)前，袋式除塵和靜電除塵是我國主要的除塵技術(shù)，從靜電除塵器在國內(nèi)外電廠鍋爐的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，由于煤種、脫硫方式、制造、安裝、調(diào)試、運轉(zhuǎn)等因素的影響，靜電除塵器要達(dá)到國家最新污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求變的越來越困難。而袋式除塵器不僅可以有效控制污染物排放總量，而且可以有效地控制微細(xì)顆粒的排，將成為控制煙塵污染物排放濃度完全達(dá)標(biāo)的把關(guān)設(shè)備。袋式除塵器和電袋組合除塵器在電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)都取得了一定的效果，有效的控制了煙塵的排放。而目前尤其是火電行業(yè)還是以靜電除塵器為主，因而靜電除塵設(shè)備仍需要改造。同時，國家實施節(jié)能減排計劃，生產(chǎn)設(shè)備朝向效率高、容量大、大機(jī)組、大型化趨勢發(fā)展。以火電為例，2005年至2007年火電機(jī)組容量分別為37270,18050,55607萬kW，截止到2008年機(jī)組容量60132萬kW，約占發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?5.87%，到2010年機(jī)組容量達(dá)到66400萬kW。標(biāo)準(zhǔn)煤耗從2005年的374g/kWh下降到2008年的341g/kWh，到2010下降到329g/kWh，標(biāo)準(zhǔn)煤耗的下降勢必要采用裝機(jī)容量更大的發(fā)電機(jī)組。在此背景下，所以迫切要求袋式除塵設(shè)備結(jié)構(gòu)也要大型化，以適應(yīng)大型鍋機(jī)組和鋼鐵、水泥爐窯的煙氣凈化需求。袋式除塵設(shè)備的大型化，單臺除塵設(shè)備處理的煙氣量越來越大，對其性能也提出了更高的要求。1.2粉塵的危害及除塵的意義大量的煙塵隨燃料燃燒或生產(chǎn)工藝排出，如果不凈化處理，直接排入大氣，除對大氣環(huán)境及生態(tài)平衡帶來嚴(yán)重影響外，對人體健康也造成不同程度的危害。粉塵對人體的危害程度，除與吸入量有關(guān)外，與粉塵的物理化學(xué)特性也有密切關(guān)系。人體呼吸系統(tǒng)的不同部位對不同粒徑塵粒的滯留、沉積作用是不同的。一般說來，粒徑大于10μm的塵粒，在空氣中停留時間較短，不易被人吸入，即使被吸入到呼吸道，也往往被鼻腔、鼻咽及上部氣管的粘膜或纖毛所阻留。粒徑小于10μm的塵粒，可較長時間地懸浮在空氣中，較易被人體吸入。這部分塵粒通過呼吸系統(tǒng)，可達(dá)到肺泡管，其中大部分5～10μm的塵粒，有可能被呼吸道的粘膜鼻腔顫毛粘附或阻留下來，然后通過鼻腔顫毛的生理活動，逐漸推移到咽喉部，最終經(jīng)咳嗽、噴嚏等保護(hù)性反射作用，隨痰咳出。小于5μm的微小塵?？缮钊氩粼诜闻輧?nèi)，從而對肺組織造成危害。粉塵作為對人體健康及大氣環(huán)境污染的重要有害物，越來越受到人們重視，因而世界各國也采取了相應(yīng)的限制措施，其中之一是制定嚴(yán)格的法律、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。由于各國排放標(biāo)準(zhǔn)日趨提高，特別是對微?？刂频囊笤絹碓絿?yán)，致使高效除塵設(shè)備得到迅速的發(fā)展，同時也促進(jìn)了高效除塵器的研究和發(fā)展，其中最為突出的是電除塵器和袋式除塵器。但是電除塵器的除塵效率不穩(wěn)定。除塵效果不斷下降，電除塵器的運行綜合費用高。維修投入的人力、物力及檢修停產(chǎn)帶來的損失都很大。電除塵器已經(jīng)不能滿足除塵要求，袋式除塵器獲得了良好的發(fā)展機(jī)遇。布袋除塵器的研究和制造，國內(nèi)外都非常重視。因而近年來得到很快的發(fā)展。但現(xiàn)在的布袋除塵器也有明顯的缺陷：用于處理相對濕度高的含塵氣體時，如沒有保溫措施（特別在冬天），會因結(jié)露而造成“糊袋”。用于凈化有腐蝕性氣體時，濾料會很快受到腐蝕，在處理高溫?zé)煔鈺r缺乏降溫措施。設(shè)備運行阻力大，一般壓力損失為2000～3000Pa。造成能源的巨大消耗。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計和現(xiàn)場操作的不科學(xué)、不合理，造成濾袋壽命短。開發(fā)研制新型布袋除塵器具有十分廣闊的市場應(yīng)用前景，國內(nèi)火電廠使用靜電除塵器的比例占99％以上，幾乎全部需要改造。布袋除塵器在礦山、水泥、鋼鐵冶金、糧食、機(jī)械等行業(yè)除塵領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。采用新型布袋除塵器無論在新上項目還是除塵設(shè)備改造上，都有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。另外，當(dāng)前我國每年煙塵排放量約1000萬噸，其中微細(xì)塵粒（小于10微米）排放量超過500萬噸，微細(xì)沉粒是影響城市大氣質(zhì)量和能見度的主要因素，并嚴(yán)重危害人體健康。開發(fā)研制新型高效的布袋除塵器將會創(chuàng)造巨大的社會效益。根據(jù)國家環(huán)?？偩譁y算，我國環(huán)境問題所造成的損失約占國民生產(chǎn)總值的10%，污染問題已經(jīng)十分嚴(yán)重，因此環(huán)保要求也日趨嚴(yán)格，國家已經(jīng)對煙塵及SO2的排放提出更加嚴(yán)格的要求，我國十分重視環(huán)境保護(hù)工作，強(qiáng)調(diào)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，必須做到科學(xué)的保護(hù)環(huán)境，合理利用資源，努力防止“三廢”污染和公害發(fā)生。近些年來，我國環(huán)保工作取得顯著成績，環(huán)保治理技術(shù)取得長足進(jìn)步。但是，環(huán)保的關(guān)鍵在于預(yù)防，過去二十年的經(jīng)驗已經(jīng)說明了“先污染，后治理”的方案的錯誤。要做好預(yù)防工作，就必須限制煙塵向大氣中的排放量。這個排放量的高低與否需要那些先進(jìn)的除塵設(shè)備來保證，因此，增加對除塵事業(yè)的投入，加強(qiáng)對除塵設(shè)備的研發(fā)與改進(jìn)，已是環(huán)保事業(yè)的一部分，是一項維護(hù)社會與環(huán)境和諧的工作。1.3袋式除塵器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀袋式除塵器早在19世界80年代就開始應(yīng)用，自Betn工廠的機(jī)械振打袋式除塵器取得德國專利(1881)己有一百多年的歷史，直到1957年T.VReinauer發(fā)明的脈沖袋式除塵器，被認(rèn)為是袋式除塵技術(shù)的一次重大發(fā)明，至今仍保持旺盛之。當(dāng)時使用的袋式除塵器只是掛一些袋子，上口導(dǎo)入含塵氣體，正壓操作，定時人會拍打并在下口回收粉塵。1890年后普遍采用機(jī)械振打清灰法。1950年出現(xiàn)氣環(huán)反吹袋式除塵器，除塵裝置實現(xiàn)連續(xù)操作，使用氣量提高數(shù)倍，濾袋壓力損失穩(wěn)。袋式除塵器的使用主要還是應(yīng)用在物料的回收方面，自上世紀(jì)70年代以后由于環(huán)境保護(hù)的要求，袋式除塵器越來越多的應(yīng)用到電力、鋼鐵、水泥和化工等領(lǐng)域。70年代以后，袋式除塵技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用并逐漸向大型化發(fā)展，美、日及歐洲等國家和地區(qū)，相繼開發(fā)了大型袋式除塵器應(yīng)用于燃煤電站鍋爐、干法水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾除。澳大利亞從20世紀(jì)80年代開始實施“電改袋，工程，己實現(xiàn)80%火電廠采用袋式除塵;歐洲和日本的袋式除塵器的使用比例近50%;目前美國電力行業(yè)已開始利用袋式除塵器控制汞的排。我國袋式除塵技術(shù)起步于上世紀(jì)六七十年代，90年代至今，是我國袋式除塵技術(shù)的迅速發(fā)展期，袋式除塵器應(yīng)用飛速增加。2006年我國己成為全球袋式除塵器及濾袋市場增加最快的地。我國袋式除塵器整機(jī)臺數(shù)及濾袋年使用數(shù)量僅次于美國和歐洲，有發(fā)展成為全球最大市場的趨。袋式除塵器是治理大氣污染的高效除塵設(shè)備，對減少氣溶膠對大氣的污染起重要作用，在化工、冶金、礦山、機(jī)械、水泥、糧食、制藥、輕工等行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，它主要用來捕集細(xì)小、干燥的非纖維性粉塵，袋式除塵器的粉塵排放濃度可達(dá)到lOmg／m3以下。降低氣流流通阻力及延長濾袋的使用壽命，減少振動和噪音，是袋式除塵器需要解決的問。隨著人類對環(huán)境質(zhì)量與生存的認(rèn)識不斷加深及技術(shù)進(jìn)步，袋式除塵器的清灰技術(shù)及袋濾技術(shù)得以迅速發(fā)展與提高。目前袋式除塵器對工業(yè)廢氣中微粒粉塵的控制，尤其是對高溫冶煉和燃料燃燒生成的高活性微粒粉塵的控制，從技術(shù)上已日趨成熟。其對粒粉塵的除塵效率在99%以上，且規(guī)格齊全，適用范圍廣，不受粉塵比電阻的影響，不存在水污染問題。在采取其他技術(shù)措施的條件下，可同時潔化工業(yè)廢氣中的固、液、氣三類污染。目前，生產(chǎn)中應(yīng)用廣、市場占有率高的大型袋式除塵器是反吹風(fēng)大布袋除塵器、回轉(zhuǎn)反吹扁袋除塵器和脈沖噴吹袋除塵器。表1為這3種大型設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能對比。圖1.1袋式除塵器結(jié)構(gòu)性能對比我國袋式除塵主機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在袋式除塵器對于煙氣的高溫、高濕、高濃度以及微細(xì)粉塵、吸濕性粉塵、磨琢性粉塵、易燃易爆粉塵有了更強(qiáng)的適應(yīng)性;并且在加強(qiáng)清灰、提高效率、降低能耗、減少故障、方便維修方面達(dá)到了更高的水平，尤其是在處理200萬/h煙氣以上的超大型袋式除塵器方。我國大型袋式除塵技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在鋼鐵、水泥和電力行業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域。轉(zhuǎn)爐煉鋼二次煙氣和電爐煙氣均采用的是脈沖袋式除塵器，也是鋼鐵行業(yè)除塵器大型化的應(yīng)用場所，處理風(fēng)量達(dá)100萬一150萬/h。轉(zhuǎn)爐煙氣的一次除塵目前大多還采用的是濕法，從節(jié)能減排政策的要求來看，用袋式除塵取代濕法意義重大，但因為安全方面等技術(shù)瓶頸，該問題成為世界性難題，需要攻。水泥行業(yè)袋式除塵器設(shè)備的大型化應(yīng)用進(jìn)展顯著，生料磨、水泥磨、窯頭、窯尾用袋式除塵器的處理風(fēng)量越來越大，從幾十萬/h,100多萬/h到近200萬/h;尤其是窯尾袋式除塵器。電解鋁行業(yè)主要采用袋式除塵煙氣凈化技術(shù)，隨著電解槽的加大，處理100萬一300萬/h風(fēng)量的超大型袋式除塵器也將越來越多。目前我國火電廠燃煤鍋爐近80%的煙氣除塵設(shè)備仍采用電除塵器，但隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格，袋式除塵器的應(yīng)用比率迅速增加。國內(nèi)200MW和300MW機(jī)組使用袋式除塵器案例較多，并已有幾臺600MW機(jī)組采用袋式除塵器。處理能力可達(dá)400萬/h，排放濃度一般可以控制在20mg/以下。進(jìn)入21世紀(jì)由于環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，加上煤質(zhì)變化等因素，原燃煤電廠鍋爐單一采用靜電除塵將難以達(dá)到環(huán)保要求，因而采用靜電除塵技術(shù)與過濾機(jī)理相結(jié)合新型復(fù)合式袋式除塵器得到了進(jìn)一步的研究和發(fā)展。電袋組合除塵器具有高效低阻等優(yōu)點，在電力行業(yè)形成了熱點，但仍需要進(jìn)一步提高技術(shù)性能?？傮w看來，袋式除塵設(shè)備對其性能也提出了更高的要求，袋式除塵器不僅要滿足工藝要求而且還要有良好的技術(shù)性能指標(biāo)。2袋式除塵的基本技術(shù)原理2.1袋式除塵概述袋式除塵技術(shù)通常是指利用濾袋進(jìn)行過濾除塵的技術(shù)。濾袋的材質(zhì)有天然纖維、化學(xué)合成纖維、玻璃纖維、金屬纖維或其他材料。用這些材料織造成濾布，再把濾布縫制成各種形狀的濾袋，如圓形、扁形、波紋形或菱形等。用濾袋進(jìn)行過濾與分離粉塵顆粒時，可以讓含塵氣體從濾袋外部進(jìn)入到內(nèi)部，把粉塵分離在濾袋外表面，也可以使含塵氣體從濾袋內(nèi)部流向外部，將粉塵分離在濾袋內(nèi)表面。含塵氣體通過濾袋分離與過濾完成除塵過程。粉塵經(jīng)濾袋被過濾分離所受到的力在各種除塵技術(shù)中是最復(fù)雜的。盡管有許多過濾分離的表達(dá)方程式，但不足以定量表示符合實際結(jié)果的除塵效率、過濾阻力等各種因果關(guān)系。所以說，袋式除塵技術(shù)是一種料學(xué)和實踐經(jīng)驗完美結(jié)合的產(chǎn)物。利用袋式除塵原理進(jìn)行除塵的設(shè)備稱為袋式除塵器。袋式除塵器是最早出現(xiàn)的除塵設(shè)備之一，一百多年前人們就用簡單的掛袋，上口進(jìn)氣下口排塵，定期人工拍打，完成除塵過程。1881年貝特工廠的機(jī)械振打清灰袋式除塵器取得德國專利權(quán)。20世紀(jì)40年代出現(xiàn)了逆氣反吹清灰袋式除塵器。1950年氣環(huán)逆噴清灰實現(xiàn)了袋式除塵器的連續(xù)操作。1957年美國粉碎機(jī)公司利奧爾發(fā)明了脈沖袋式除塵器，促進(jìn)了袋式除塵器的進(jìn)步。袋式除塵器的突出優(yōu)點是除塵效率高，運行穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，因此，應(yīng)用中倍受青睞。它的應(yīng)用數(shù)量約占各類除塵器總量的60～70％。2.1.1袋式除塵的原理及過程袋式除塵是采用過濾技術(shù)將空氣中的固體顆粒物進(jìn)行分離的過程。袋式除塵設(shè)備是采用過濾技術(shù)進(jìn)行氣固分離的設(shè)備?？諝膺^濾技術(shù)目前主要有纖維過濾，膜過濾和顆粒過濾。三種過濾技術(shù)分離機(jī)理不同，但都能達(dá)到氣固分離的目的。袋式除塵是纖維過濾，或膜過濾與顆粒過濾的組合。袋式除塵設(shè)備的除塵機(jī)理是粉塵通過纖維時產(chǎn)生篩濾、碰撞、鉤住、擴(kuò)散、重力和靜電等效應(yīng)而被阻留，從而得以捕集。簡單的袋式除塵設(shè)備原理構(gòu)如圖2-1所示：圖2.1袋式除塵設(shè)備原理圖含塵氣體從下部進(jìn)入濾袋，在通過濾料的空隙時，粉塵被捕集于濾料上。透過濾料的清潔氣體由濾袋的另一側(cè)排出口排出。粉塵因截流，慣性碰撞，靜電和擴(kuò)散等作用，聚集在濾袋表面形成粉塵層，常稱為粉塵初層。粉塵初層形成后，它成為袋式除塵設(shè)備的主要過濾層。提高了過濾效率。濾布只不過起著形成粉塵初層和支撐它的骨架作用。沉積在濾料上的粉塵，可在機(jī)械震動，逆氣流反吹的作用下從濾料表面脫落，落入灰斗中。2.1.2附灰層概論由過濾除塵的機(jī)理可知附灰層在實際除塵過程中起了非常重要的作用。附灰層包括穩(wěn)定附灰層（粉塵初層）和不穩(wěn)定附灰層（在一定情況下需清除掉的部分）。濾袋表面的一層剩余附灰層（粉塵初層），是經(jīng)過長時間形成的。效果好的清灰方法，就是在整個濾袋表面上去掉新增附灰層即不穩(wěn)定附灰層，而不傷及濾袋表面的剩余附灰層。濾袋表面的附灰層由大小不同的煙塵顆粒組成，具有各種結(jié)構(gòu)性質(zhì)和孔隙性質(zhì)，在正常情況下，它影響布袋除塵設(shè)備的除塵效率和阻力，決定運轉(zhuǎn)性能。濾布是形成粉塵層和支撐粉塵層的骨架。1．過濾除塵過程中附灰層的影響1)附灰層足夠厚時可以實現(xiàn)很高的除塵效率。2)附灰層薄或多孔隙時，透氣性好，除塵阻力和除塵效率低。3)附灰層比重大時清灰時表現(xiàn)的慣性大，受震后容易和布袋表面分離，加強(qiáng)清灰效果。4)附灰層粘性大時，不易清灰，阻力也高。2．附灰層的生成過程附灰層的生成過程，大致可分為以下三個階段：1)新濾布開始使用后的幾分鐘或幾小時里，煙塵填塞濾布孔隙過程。2)濾布使用幾個星期或更長一些時間后多次清灰直至建立穩(wěn)定的剩余附灰層為止。3)每次從濾袋清下的灰量，約等于后一次清灰前積附在濾袋上的灰量，而且在清灰條件不變的情況下，阻力也相同。此時附灰層的結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定。形成穩(wěn)定的附灰層（粉塵初層）。2.1.3典型除塵系統(tǒng)的組成一般袋式除塵系統(tǒng)由塵源捕集及控制裝置，管道，風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置，溫度調(diào)節(jié)裝置，除塵設(shè)備，風(fēng)機(jī)、煙囪等及部分組成。其工藝流程如圖2-2所示：塵源塵源溫度調(diào)節(jié)裝置袋式除塵設(shè)備風(fēng)機(jī)煙囪圖2.2袋式除塵系統(tǒng)工藝流程典型的袋式除塵設(shè)備有塵氣室，凈氣室，濾袋，清灰裝置，卸灰裝置五部分外加輸氣管道，動力設(shè)備，控制設(shè)備組成控制?？刂啤⑦^濾、清灰是袋式除塵設(shè)備的三大組成部分，前者是袋式除塵設(shè)備的控制核心，后兩者是執(zhí)行結(jié)構(gòu)，是除塵設(shè)備的主要部分。這三個方面的技術(shù)互相促進(jìn)，協(xié)同發(fā)展，推動著袋式除塵技術(shù)的不斷進(jìn)步。其中，濾袋是袋式除塵設(shè)備的主要組成部分，通過濾袋的過濾，使含塵氣體得到凈化，濾料的阻力在除塵設(shè)備中占有很大的比重，有時高達(dá)75%。因此，袋式除塵設(shè)備的性能在很大程度上取決于濾料的性質(zhì)。濾料的性能，主要是指過濾效率，透氣性和強(qiáng)度。這些都與濾料材質(zhì)和結(jié)構(gòu)有關(guān)。根據(jù)袋式除塵設(shè)備的特點和粉塵性質(zhì)，對濾料的要求是：容塵量大；清灰后還保持一定量的粉塵，以保證高效率；透氣性好，過濾阻力?。豢柜薨?，耐磨，耐腐蝕，耐高溫，使用壽命長，吸濕性小，容易清除吸附的灰塵。2.2袋式除塵器的主要性能除塵設(shè)備主要以它的除塵效率和處理氣體量以及設(shè)備造價來衡量其優(yōu)良程度的，下邊，簡單介紹了袋式除塵設(shè)備的主要性能指標(biāo)和影響因素，指出了清灰方式是除塵設(shè)備過濾效率及出口煙塵濃度的重要影響因素。2.2.1影響過濾效率的主要因素1．濾袋的選擇。濾袋應(yīng)選擇耐磨耐高溫的材質(zhì)，有玻璃纖維布?xì)?、針刺氈等，選擇時應(yīng)考慮到濾袋的耐磨性、耐用高溫以及費用等因素。不同的濾料結(jié)構(gòu)其濾塵效率是不同的。不起絨的素布濾塵效率最低，且清灰后效率急劇下降。呢絨濾料（如呢料、毛氈等）的容塵量大，能夠形成強(qiáng)度高和較厚的多孔粉塵層，且有一部分粉塵形成永久性容塵，因此濾塵效率高，清灰后效率降低不多，但存在清灰困難的缺點。2．溫度的控制。一般濾袋承受溫度為200℃所以處理設(shè)施進(jìn)口溫度應(yīng)控制在200℃以下，通過長煙管后的煙氣到達(dá)除塵箱體時，溫度都能降到3．風(fēng)機(jī)選用。引風(fēng)機(jī)比送風(fēng)機(jī)效果好。4．漏風(fēng)與阻力。理論上計算袋式除塵器除塵效率達(dá)99%，但實測中達(dá)不到，主要是漏風(fēng)和阻力的影響，漏風(fēng)率越低，除塵效果越好；阻力對除塵效果有一定影響，經(jīng)常清空濾袋，減少阻力，可提高除塵效果。5．設(shè)備維護(hù)。儀器設(shè)備及布袋容易損壞應(yīng)及時維修和更換布袋。6．過濾速度。它定義為煙氣實際體積流量與濾布面積之比，所以也稱為氣布比。過濾速度是一個重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從經(jīng)濟(jì)上考慮，選用高的過濾速度，處理相應(yīng)體積煙氣所需要的濾布面積小，則除塵設(shè)備體積，占地面積和一次投資等都會減小，但除塵設(shè)備的壓力損失卻會加大。從除塵機(jī)理看，過濾速度主要影響慣性碰撞和擴(kuò)散作用。選取過濾速度時還應(yīng)考慮與捕積粉塵的粒徑及其分布。一般來講，除塵效率隨過濾速度的增加而下降。另外，在1～3m/min氣流速度下，除塵效果最佳，一般風(fēng)速控制在2～4m7．面積越大，除塵效率越高，但造價會相應(yīng)提高。所以應(yīng)預(yù)先計算風(fēng)量，已便合理確定除塵面積。2.2.2出口煙塵濃度出口煙塵濃度是衡量除塵設(shè)備的另一主要性能指標(biāo)，一般情況下，環(huán)保技術(shù)部門都是通過實測來獲得出口煙塵濃度來監(jiān)測環(huán)境是否達(dá)標(biāo)，因此，除塵設(shè)備的出口煙塵濃度設(shè)計必須達(dá)到環(huán)保部門規(guī)定的要求。2.3袋式除塵器的特點1．除塵效率高，特別是對微細(xì)粉塵也有較高的除塵效率，一般可達(dá)99％。如果在設(shè)計和維護(hù)管理時給予充分注意，除塵效率不難達(dá)到99.9％以上。2．適應(yīng)性強(qiáng)、可以捕集不同性質(zhì)的粉塵。例如，對于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器比電除塵器優(yōu)越。此外，入口含塵濃度在一相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化時，對除塵效率和阻力的影響都不大。3．使用靈活，處理風(fēng)量可由每小時數(shù)百立方米到數(shù)十萬立方米。可以做成直接安裝于室內(nèi)、機(jī)器附近的小型機(jī)組，也可以做成大型的除塵器室。4．結(jié)構(gòu)簡單，可以因地制宜采用直接套袋的簡易袋式除塵器，也可采用效率更高的脈沖清灰袋式除塵器。5．工作穩(wěn)定，便于回收干料，沒有污泥處理、腐蝕等問題，維護(hù)簡單。6．隨著新型耐高溫材料的發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣。7．處理風(fēng)量大時，占地面積大，造價高。8．濾料是袋式除塵器中的主要部件，其造價一般占設(shè)備費用的10～15％左右需定期更換，從而增加了設(shè)備的運行維護(hù)費用。2.4袋式除塵器應(yīng)用前景雖然我國在鍋爐上應(yīng)用袋式除塵器還不多，但是隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展，燃煤鍋爐煙氣治理的袋式除塵器產(chǎn)品必將迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。因為：1．對環(huán)境保護(hù)要求日趨嚴(yán)格，促使我國鋼廠燒結(jié)機(jī)除塵方面使用袋式除塵器。日前世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家在燒結(jié)機(jī)除塵方而應(yīng)用袋式除塵器是相當(dāng)多的。他們解決了袋式除塵器在使用中出現(xiàn)的一些問題，燒結(jié)機(jī)應(yīng)用袋式除塵器成為一項成熟的技術(shù)而推廣。2．通過工程實踐，燒結(jié)機(jī)機(jī)尾煙氣處理采用布袋除塵器是完全可行的。國外燒結(jié)機(jī)上使用袋式除塵器己是相當(dāng)普遍了，濾袋使用壽命也很長，一般都超過2年，有的甚至達(dá)到6年以上。3．它除塵效率高一次性投資省，設(shè)備，占地小(相對于四電場以上靜電除塵器)。運行成本及排污收費低。尤其是近年來，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，濾袋的腐蝕、磨損等問題都得到了有效地解決，為袋式除塵器的應(yīng)用提供了有力保證。4．除塵器的運行、故障及異常診斷均采用自動化監(jiān)控管理，使其操作管理較簡便。所以，在燒結(jié)機(jī)上應(yīng)用袋式除塵器來凈化煙氣，在技術(shù)上是成熟的，在經(jīng)濟(jì)上是可行的。我們相信只要針對鍋爐煙氣的具體條件采用適應(yīng)的設(shè)備部件、運行方法和設(shè)計，對除塵器的制造質(zhì)量嚴(yán)格要求.加強(qiáng)日常的維護(hù)管理，鍋爐應(yīng)用袋式除塵器肯定能取得良好效果。2.5脈沖袋式除塵器原理、構(gòu)造及特點2.5.1脈沖袋式除塵器的工作原理圖2.3脈沖袋式除塵器的工作原理圖脈沖袋式除塵器主要由凈氣室(上箱體)、塵氣室、灰斗、噴吹裝置、濾袋及濾袋框架、輸灰裝置等部件組成。含塵氣體由除塵器進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入沉氣室后，由于氣流斷面的突然擴(kuò)大，氣流中一部分大顆粒粉塵因慣性而落入灰斗，顆粒小的粉塵進(jìn)入濾袋室后，通過篩分、慣性、粘附、擴(kuò)散和靜電等作用而被收集、阻留在濾袋外側(cè)，凈化后的氣體則進(jìn)入袋內(nèi)匯集到凈氣室，經(jīng)出口管道排出。濾袋內(nèi)有骨架，防止負(fù)壓運行時被吸癟。濾袋經(jīng)一定過濾操作時間后，由于粘附等作用，塵粒在濾布網(wǎng)孔間產(chǎn)生架橋現(xiàn)象，使氣流通過濾布的孔徑變小，濾布網(wǎng)孔及表面迅速截留粉塵形成粉塵層。隨著濾袋外表面的粉塵不斷增加，設(shè)備阻力上升，當(dāng)運行到設(shè)定的時間或壓差達(dá)到設(shè)定值時，壓力控制儀發(fā)出信號，噴吹裝置工作，壓縮空氣從氣包通過脈沖閥經(jīng)噴吹管上的噴嘴射入各濾袋內(nèi)由于膨脹產(chǎn)生的加速度和反向氣流的作用，附在濾袋外表面的粉塵脫離濾袋落入灰斗，經(jīng)輸灰裝置排出。噴吹結(jié)束后，濾袋即恢復(fù)過濾狀態(tài)。2.5.2脈沖袋式除塵器的構(gòu)造該設(shè)備主要由除塵過濾系統(tǒng)、抽風(fēng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、反吹清洗系統(tǒng)、物料集收系統(tǒng)、動力電源系統(tǒng)等構(gòu)成。除塵主要是在除塵過濾系統(tǒng)進(jìn)行的，該系統(tǒng)是由纖維材料制成的布袋，按一定幾何形體排列的筒構(gòu)成。除塵箱體的上部是氣動控制閥、沖洗吹管、氣動減壓裝置等。除塵箱體的下部是錐形貯槽和回收料桶。1．除塵過濾系統(tǒng)含有粉塵的空氣由抽風(fēng)機(jī)從入口處吸進(jìn)，這些空氣碰到按一定順序排列的除塵布袋的圓柱形外表面，使空氣中的塵顆粒不斷地被吸附在布袋上，按這樣的原理逐步凈化，直到過濾干凈為止。使用一定的時間后，吸附在布袋上的粉塵顆粒逐漸增多，使引風(fēng)機(jī)阻力增大，除塵效果就減弱，引起除塵布袋內(nèi)外部的壓差增大。壓差計是反映布袋內(nèi)部壓力與外表面壓力差值的儀表。它利用電-氣轉(zhuǎn)換的原理，用電信號來控制氣動裝置。它的數(shù)值直觀地反映出布袋上所吸附粉塵的多少。我們可以根據(jù)不同的介質(zhì)，不同的工作環(huán)境，設(shè)定壓差計上的數(shù)值范圍，當(dāng)壓力差超過此范圍時，抽風(fēng)機(jī)停止，氣動裝置動作，反吹清洗開始。2．反吹清洗系統(tǒng)反吹清洗裝置是清洗過濾布袋上灰塵所采取的有效措施。該系統(tǒng)是以高效的空氣轉(zhuǎn)換原理為基礎(chǔ)的，經(jīng)過減壓(壓力為0.2~0.3MPa)的壓縮空氣和按最佳交叉管線排列的吹氣口，保證把空氣吹到各個布袋里。在機(jī)體的外面裝有控制閥，這些閥通過程序控制，按照一定的規(guī)律打開和關(guān)閉，從而布袋就按一定的順序被反吹清洗。此外，這些過濾袋容易檢查和維修，可根據(jù)過濾介質(zhì)的物理性質(zhì)和條件，特別是被過濾氣體的溫度選用不同材質(zhì)的過濾布袋。經(jīng)減壓后的空氣作為氣源經(jīng)接口聯(lián)接控制閥。金屬閥盤可關(guān)掉來自于清洗腔內(nèi)的空氣及其它的控制系統(tǒng)。反吹時可在0.01s的時間內(nèi)把閥盤打開。當(dāng)閥體控制腔(閥盤右邊的空間)關(guān)掉時，控制閥通過接口的氣動力滑到控制隔板上，由控制系統(tǒng)直接支配，同時布袋清洗空氣接到支架上。由于彈簧的作用力，閥盤首先關(guān)閉(主要是由于控制腔內(nèi)，閥體和閥盤之間產(chǎn)生的壓力作用而使閥盤關(guān)閉)。當(dāng)滑動控制閥盤由于閥控制系統(tǒng)的作用開通時，空氣從控制腔內(nèi)排出。由于來自支撐端的壓力，閥盤打開，現(xiàn)在閥腔內(nèi)空氣經(jīng)清洗腔和清洗管線和噴氣嘴進(jìn)入過濾袋進(jìn)行反吹清塵。大部分空氣經(jīng)過減壓閥接到接口處進(jìn)入空氣清洗腔。強(qiáng)有力的空氣通過噴嘴進(jìn)入各個布袋按一定的設(shè)計順序進(jìn)行吹洗，完成一個吹洗周期。彈簧的復(fù)位和滑動隔板的再次關(guān)閉引起閥盤的關(guān)閉，閥腔再次充氣。經(jīng)過一定時間后，控制實施下一排袋子的清洗。3．氣源控制系統(tǒng)清洗閥的氣源接口必須保證在清洗操作的短時間內(nèi)關(guān)閉和開通，這個動作是通過電子控制器控制的二位三通電磁閥來實現(xiàn)的。過濾袋用的清洗空氣(控制系統(tǒng)所用的空氣)以及機(jī)體所需的各種控制空氣都要經(jīng)過減壓裝置方可使用。氣源壓力大約為0.3MPa，用于控制系統(tǒng)的氣源壓力大約為0.07MPa。所需的壓縮空氣可用專門的空壓機(jī)，也可接壓縮空氣網(wǎng)，不論接什么氣源一定要滿足壓力要求。氣源上應(yīng)裝過濾集水器、減壓閥、截止閥、安全閥以及其他安全保護(hù)設(shè)施。所需的壓縮空氣的量與吹洗的時間成正比，清洗的時間周期是根據(jù)所過濾氣體的干凈程度來確定的，過濾的氣體越臟，阻力就越大，反吹的頻率就越高，清洗空氣的需要量就越多；反之，清洗空氣的需要量就越少。2.5.3脈沖袋式除塵器的主要特點脈沖袋式除塵器是一種周期性的向濾袋內(nèi)或濾袋外噴吹壓縮空氣來達(dá)到清除濾袋積塵的袋式除塵器。它具有處理能力達(dá)，除塵效率高，濾袋使用周期長的特點。2.6濾料濾料是袋式除塵器的關(guān)鍵組成部分，其造價約占設(shè)備費用的10～15％。袋式除塵器的除塵效率、壓力損失、清灰方式以及使用壽命等均與濾料種類有很大關(guān)系。因此，在設(shè)計和使用袋式除塵器時必須正確選用濾料。2.6.1幾種常用高溫濾料濾料作為袋式除塵器的核心部件之一，其發(fā)展及應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注。以往袋式除塵器在煙氣凈化上得不到推廣應(yīng)用有多方面原因，濾料便是主要影響因素之一。眾所周知，我國在上世紀(jì)70、80年代曾有過使用袋式除塵器失敗的教訓(xùn)。當(dāng)時受國內(nèi)過濾材料技術(shù)限制，濾料種類有限，濾料的質(zhì)量和生產(chǎn)技術(shù)較差，在應(yīng)用上短期內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)濾袋燒毀、損壞、老化等現(xiàn)象，致使更換濾袋頻繁，經(jīng)常要停機(jī)檢修，大大降低了工作效率，此后袋式除塵器在電廠的應(yīng)用幾乎是一片空白。究其深層原因，除了設(shè)計和管理上的問題外，濾料性能差是一個主要原因。當(dāng)時的濾料在耐高溫、耐酸耐堿性和抗水解方面與現(xiàn)在的濾料性能相差較大，而且濾料品種少，很少有某種濾料具有多方面優(yōu)良的性能，致使袋式除塵器應(yīng)用技術(shù)停滯不前。當(dāng)前常用的耐高溫濾料纖維有玻璃纖維和合成纖維PPS(聚苯硫醚纖維)、P84(聚酰亞胺纖維)、Nomex(芳綸)、PTFE(聚四氟乙烯纖維)等針刺氈，而且還可以根據(jù)煙氣參數(shù)等使用條件選用復(fù)合濾料針刺成氈，如上海博格工業(yè)用布廠生產(chǎn)的FMS(氟美斯，玻璃纖維+P84+PPS)系列和HBT(超細(xì)PPS+P84+玻璃纖維)系列等產(chǎn)品，這大大增強(qiáng)了濾料選用的靈活性。根據(jù)目前濾料的使用情況，當(dāng)前袋式除塵設(shè)備主要使用的濾料多為進(jìn)口濾料，有Ryton(玻璃纖維+P84+PPS)和Procon(PPS)、P84、PTFE等材料針刺氈，其性能分別如下。Ryton和Procon是當(dāng)前較好的耐酸堿腐蝕性濾料，同時PPS纖維也具有較好的耐水解能力，特別適合在高濕的煙氣中使用，其連續(xù)使用溫度為170℃，最高使用溫度為190℃。現(xiàn)在國內(nèi)外常用PPS作為煙氣除塵濾料。但在使用中也發(fā)現(xiàn)了不少問題，PPS濾料在200℃以上便會發(fā)生熱縮現(xiàn)象，Nomex濾料耐溫204～240℃，機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨、耐折性好，對弱酸及弱堿具有非常好的抵抗力，當(dāng)前使用量較大。但在高溫?zé)煔庵?，如水分含量較大，且含較多酸堿廢氣及雜質(zhì)，如硫氧化物、氮氧化物、鹽酸、氫氧化鈣等，這些酸堿廢氣及雜質(zhì)將會加速布的水解。尤其當(dāng)整個集塵室處于酸堿露點下，P84耐高溫性能好，可達(dá)200℃左右，瞬時耐溫260℃，同時其優(yōu)良的耐酸性和良好的耐堿性使其在燃煤鍋爐除塵上得到廣泛的應(yīng)用。并且因纖維不規(guī)則的截面，其表面過濾效果佳，且清灰效果好。其缺點是水解穩(wěn)定性差PTFE濾料最大的優(yōu)點是其表面過濾性能和良好的清灰效果。其抗氧化、抗酸堿腐蝕能力也很強(qiáng)，最大的缺點是抗拉、耐磨、耐折性較差，并且價格較高。玻璃纖維濾料是傳統(tǒng)的耐高溫?zé)o機(jī)濾料，耐溫可達(dá)260℃，但是其耐折、耐磨性能較差，在高過濾風(fēng)速下，濾料壽命會有大幅度降低，復(fù)合濾料及其使用優(yōu)點：復(fù)合濾料顧名思義就是把幾層機(jī)織的或非制造的材料互相疊加，再經(jīng)特殊工藝處理復(fù)合而成的濾料，其目的是使這種濾料具有多種濾料的優(yōu)良性能，在應(yīng)用中獲得最大的性價比。復(fù)合濾料的結(jié)構(gòu)特性：復(fù)合型耐高溫針刺過濾氈的研制目的，是通過不同材料的配比和特殊的針刺工藝以及特殊的后整理加工技術(shù)，使濾料在耐高溫、抗酸堿性氣體腐蝕，以及耐氧化水解方面能發(fā)揮某些化學(xué)纖維的優(yōu)點，同時克服單一纖維的短處，取長補(bǔ)短，組合成新型耐高溫濾料，以適應(yīng)不同工況條件下的應(yīng)用。為了保證耐高溫性能和強(qiáng)度，HBT基布采用玻璃纖維，且基布必須具有一定的面密度；在復(fù)合濾料的表層選用抗酸堿腐蝕性較強(qiáng)的PPS或P84濾料，同時為了保證較高的過濾效率(尤其對于一些很細(xì)小的飛灰)，可以使用通過熔噴或熱軋技術(shù)制造的超細(xì)纖維(一般0.71dtex)作表層濾料；內(nèi)層使用具有一定耐腐蝕性和耐高溫的纖維，但是內(nèi)層纖維的線密度可以適當(dāng)加大，節(jié)約成本，而且在濾料深層不易積灰；另外為了使濾料具有較好的粉塵剝落性，可以在表面覆膜或通過浸泡PTFE的方法，增加表面的光滑程度；如果濾料要克服靜電影響，還可以在濾料中混入一定比例的導(dǎo)電纖維?？傊?，在精確分析煙氣特性的前提下，可以通過調(diào)整各種性能濾料的攙雜比例來制成特殊場合適用的復(fù)合濾料。2.6.2幾種常用高溫濾料特性簡要分析及選取下面通過HBT針刺氈鍋爐專用復(fù)合濾料與其他高溫濾料的性能對比，分析復(fù)合濾料在燃煤、電、鋼廠除塵系統(tǒng)上應(yīng)用的優(yōu)點。綜合各類優(yōu)點選取尼龍做濾袋，上海袋式除塵設(shè)備*2000型號的濾袋。1．物化性能技術(shù)指標(biāo)HBT與幾種常用濾料針刺氈技術(shù)性能的對比參數(shù)列于表1。表1幾種不同濾料針刺氈的技術(shù)性能比較種類P84PPSConex玻璃纖維HBT建議連續(xù)使用溫度（干熱）（℃）200170200200170-200密度（g/m3）1.411.341.382.542.020℃、助燃性無無無無無耐堿性中好良中好耐無機(jī)酸性優(yōu)好中優(yōu)好耐有機(jī)酸性優(yōu)好中優(yōu)優(yōu)耐氧化性優(yōu)中差好優(yōu)耐有機(jī)溶劑性好好優(yōu)優(yōu)好HBT其他物化性能優(yōu)點如下：1)復(fù)合而成的HBT針刺濾料具有很高的強(qiáng)度：經(jīng)緯抗拉強(qiáng)力均在2000N以上，比單一化纖濾料提高一倍左右，斷裂伸長率在3～10%之間，尺寸穩(wěn)定性好。2)復(fù)合濾料HBT的耐高溫性能有了一定提高，由P84、PPS和玻璃纖維復(fù)合而成的HBT濾料耐溫最高可達(dá)200℃。將過濾氈置于200℃的烘箱放置24h后，其收縮率小于0.1%3)HBT耐磨性有了很大提高：經(jīng)平磨機(jī)檢測，HBT耐磨性達(dá)22003000次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玻璃纖維濾料的538次。2．過濾性能指標(biāo)濾料的運行阻力通常由兩部分組成：沉積的粉塵層阻力和濾料本身的潔凈阻力。圖2－4描述了常溫條件下(t＝22.3℃，φ＝78%，P=1014kPa)幾種高溫針刺氈的潔凈阻力Pf。圖2－5為幾種濾料在環(huán)境氣溶膠條件下(t＝13.8℃，φ＝40.7%，P＝1013kPa)對PM10、PM2.5、PM1.0微細(xì)顆粒物的過濾效率圖2.4清潔狀態(tài)下阻力隨風(fēng)速的變化圖2.5對PM10、PM2.5、PM1.0的總過濾效率濾料過濾方式通常分為表面過濾和深層過濾。HBT濾料由于表層使用了超細(xì)PPS纖維(比表面積大)，從其對PM10、PM2.5、PM1.0超細(xì)微粒的捕集效率來看，微細(xì)顆粒只有少數(shù)穿透超細(xì)纖維層，其過濾方式應(yīng)該介于表面過濾和深層過濾之間。HBT具有較低的清潔阻力，這樣可顯著地降低運行阻力。另外，因其在玻璃纖維中混入了易于針刺加工和后處理的化學(xué)纖維，所以更利于濾料的平整和密實，表面光潔度好，易于清灰。圖2.6三種過濾方式圖2－6為覆膜濾料、傳統(tǒng)濾料以及HBT濾料過濾方式示意圖。從圖中可以看出：(a)中顆粒主要被截留在薄膜表面，幾乎很少顆粒進(jìn)入到濾料內(nèi)部，其過濾主要靠PTFE薄膜進(jìn)行；(b)屬于傳統(tǒng)的深層過濾過程，其過濾效應(yīng)由濾料纖維和深入到內(nèi)部的微細(xì)顆粒共同起作用；(c)中HBT濾料表面使用了超細(xì)纖維，這層纖維起主要的過濾作用，有少數(shù)超細(xì)顆粒會進(jìn)入超細(xì)纖維層，但穿透這層纖維的顆粒很少在濾料深層停留，將會被氣流帶走。3．小結(jié)1．HBT復(fù)合濾料不但在價格上略低于當(dāng)前的一些進(jìn)口濾料，且使濾料的選擇空間有更大的余地，對于使用條件比較復(fù)雜的電站燃煤鍋爐除塵，復(fù)合濾料具有較長的使用壽命，節(jié)約運行費用。2．HBT復(fù)合濾料的過濾效率僅次于FMS9806覆膜，但是其過濾阻力較FMS9806覆膜要低很多，接近于常規(guī)濾料能真正滿足低阻、高效的要求。因此在實際使用中壓力損失較小，大大降低了除塵器的能耗和改造費用，同時，HBT復(fù)合濾料的各項物理、化學(xué)性能都很好。3．6種過濾材料中FMS9806覆膜的過濾效率特別是對于5.0μm以下的微細(xì)粒子最高，但是其阻力也是6種過濾材料中最高的。PPS覆膜濾料過濾效率也基本在70%以上同時阻力僅次于FMS9806覆膜。在實際使用中，由于覆膜濾料表面微孔薄膜的特殊結(jié)構(gòu)，粉塵很容易脫落，因而其運行阻力不會很高，但因覆膜濾料在高溫下易氧化，且價格較高，目前在國內(nèi)使用的實例還較少。4．P84過濾效率較高，過濾阻力最低，且可以處理2600℃的高溫?zé)煔猓淠蛪A性稍差，另外其原材料主要依靠進(jìn)口，國內(nèi)尚不能生產(chǎn)，所以價格較高。PPS對微細(xì)粉塵的過濾效率最低，有待于進(jìn)一步改進(jìn)。FMS9806過濾效率過濾阻力等性能都較好，且價格適中，使用溫度可達(dá)2600目前，我國以煤炭為主的能源格局不會改變，環(huán)境惡化的狀況日益嚴(yán)峻，國家出臺的環(huán)保法規(guī)也越見嚴(yán)格，垃圾焚燒爐除塵、除二惡英有害氣體的工作在我國剛剛起步，其他還有工業(yè)鍋爐、采暖鍋爐、高爐煤氣凈化、修筑高速公路時瀝青、石子攪拌的高溫除塵、除有害氣體，以及各種工業(yè)爐窯的高溫除塵等，都對慮料提出更高的要求。針對這些需求，我認(rèn)為高溫過濾材料――HBT復(fù)合濾料將是一種很好的選擇。2.7濾袋及濾袋框架2.7.1袋除塵器核心部件—濾袋對于布袋除塵器而言，濾袋是其核心部件，其費用占布袋除塵器總費用的1/3左右。濾袋性能和質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到袋式除塵器性能的好壞和使用壽命的長短。而過濾材料是制作濾袋的主要材料，它的性能和質(zhì)量是促進(jìn)袋式除塵器進(jìn)步，影響其應(yīng)用范圍的重要條件。袋式除塵器的最大缺點是需要更換濾袋，過去由于濾料的品種少，質(zhì)量欠佳，縫袋技術(shù)不太過關(guān)，以及除塵系統(tǒng)的其它原因，換袋周期比較短，增加了運轉(zhuǎn)費用和維護(hù)工作量，給用戶帶來不便。而現(xiàn)在，我國的濾料品種增多，質(zhì)量提高，縫袋技術(shù)也有很大提高，濾袋壽命提高到2年以上，甚至更長時間，滿足了用戶的要求。因此，袋式除塵器今后將會迅猛發(fā)展。2.7.2濾袋的布置濾袋的布置首先必須滿足過濾面積的要求。在計算面積時要考慮防癟環(huán)對過濾面積的影響。在過濾面積滿足要求的前提下，主要考慮在維修的前提條件下盡量使濾袋布置緊湊，以減少占地面積。一般，濾袋的排列有三角形和正方形排列。三角形排列占地面積小，但檢修不便，對空氣流通也不利，不常采用。正方形排列較長采用，當(dāng)濾袋的直徑為150mm時，間距選取180~190mm；直徑為210mm，間距選取250~280mm；直徑為230mm時，間距選取280~300mm。為了便于安裝和檢修，當(dāng)濾袋較多時，可以將濾袋分成若干組，最多可有6列組成一組，每組留有400mm寬的檢修通道，邊排濾袋和殼體距離也留有200mm檢修通道。當(dāng)采用脈沖袋式除塵器時，為把濾袋安裝在箱體內(nèi)，首先要在箱體內(nèi)設(shè)置一塊多孔花板，既根據(jù)濾袋直徑的大小在一塊鋼板上開數(shù)個大小相同的孔?？字行木嘁埠苤v究，過小，造成收塵器內(nèi)部氣體速度過高，易造成設(shè)備阻力大，不可避免濾袋間相互摩擦；孔中心距過大，使設(shè)備體積增大，造成浪費。多孔花板的結(jié)構(gòu)是確定收塵設(shè)備尺寸的關(guān)鍵。多孔花板即承受系統(tǒng)負(fù)壓，又要承受濾袋的重量，稍有變形可能影響袋口處的密封效果，設(shè)計時應(yīng)作加強(qiáng)處理。2.7.3濾袋框架對袋式除塵器來說，濾袋框架就同人的骨骼一樣，支撐濾袋，使其保持一定形狀。通常情況下，對濾袋框架所有焊點均應(yīng)焊接牢固，不允有脫焊、虛焊和漏焊等現(xiàn)象，濾袋框架與濾袋接觸的表面應(yīng)平滑光潔，不允許有焊疤、凹凸不平和毛刺，否則就會大大縮短濾袋的使用壽命。一般進(jìn)口濾袋框架的特點是：(1)采用特殊的焊接方法，使其形狀規(guī)整，尺寸嚴(yán)格，具有良好的剛性和韌性，沒有毛刺。國外目前多采用特殊方法焊接，接點極為平滑，沒有一點毛刺，而國產(chǎn)濾袋支架，對接點處的焊接毛刺往往重視不夠，焊接質(zhì)量不高，極容易造成濾袋損壞。(2)對濾袋框架進(jìn)行表面處理，目前可根據(jù)不同需要進(jìn)行電鍍、噴塑或涂漆，不管采用何種技術(shù)，都要做到外表防腐蝕層完整，無剝落、劃痕等現(xiàn)象。3袋式除塵器的設(shè)計當(dāng)今社會環(huán)保觀念深入人心，鋼鐵、煤炭、電力等方面的污染更是一大禍患。而電除塵效率提高困難、成本高昂，被布袋除塵所取代將是其宿命。因此，為了迎合時代發(fā)展的需要，為了人們使用的方便，本文將對以往的布袋除塵的不足之處作出一些改進(jìn)，并且將通過鋼鐵、煤炭、電力等應(yīng)用方面做一個實例分析，以突出我的改進(jìn)是確實可行的，也希望給使用廠家提供一個參考依據(jù)。設(shè)計一個具有達(dá)標(biāo)排放和占地小、阻力低、效率高、投資省和運行費少等特點的布袋除塵器。3.1袋式除塵器設(shè)計的有關(guān)參數(shù)袋式除塵器的過濾面積150，氣體流量10000/h，煙氣溫度110℃，除塵器工作阻力1200Pa，采用φ130×2000的濾袋；要求該除塵器采用脈沖噴吹方式清灰。3.2除塵器的選型選定除塵設(shè)備為脈沖袋式除塵器，它是近期發(fā)展起來的高效除塵設(shè)備之一，其高效除塵的穩(wěn)定性與達(dá)標(biāo)排放的可靠性，以及其它技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，已呈現(xiàn)明顯優(yōu)于靜電除塵器的趨勢，甚至在燃煤鍋爐煙氣除塵領(lǐng)域顯示出取代靜電除塵器的勢頭。其原理和特點在第二章中作了比較詳細(xì)的說明，此處不再重復(fù)。3.3布袋及袋室尺寸的設(shè)計選型計算方法很多，一般地說，計算前應(yīng)知道煙氣的基本工藝參數(shù)，如含塵氣體的流量、性質(zhì)、濃度以及粉塵的分散度、浸潤性、粘度等。知道這些參數(shù)后，通過計算過濾風(fēng)速、過濾面積、濾料及設(shè)備阻力，再選擇設(shè)備類別型號。3.3.1處理氣體量的計算計算袋式除塵器的處理氣體量時，首先要求出工況條件下的氣體量，即實際通過袋式除塵器的氣體量，并且還要考慮除塵器本身的漏風(fēng)量。其值可根據(jù)公式（3－1）來確定。（3－1）式中Q——通過防塵器的臺塵氣體量，m3/h；Qs——生產(chǎn)過程產(chǎn)生的氣體量，m3/h；tc——除塵器內(nèi)氣體的溫度，℃；Pa——環(huán)境大氣壓，kPa；K——除塵器漏風(fēng)系數(shù)，取值為0.03。所以，實際通過袋式除塵器的氣體量為Q＝1×104－（273+110）×101.324×（1+0.03）/273×101≈1×104m3/h3.3.2過濾風(fēng)速的選取過濾風(fēng)速是袋式除塵器處理氣體能力的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它的選擇是由粉塵性質(zhì)、濾料種類、清灰方式及除塵效率等因素而定，一般按除塵器樣本推薦的數(shù)據(jù)及使用者的實踐經(jīng)驗選取。脈沖袋式除塵器的過濾風(fēng)速一般在1.2—2m／min左右。本次使用設(shè)計風(fēng)速為1.2m/min。3.3.3過濾面積的確定1．單條濾袋面積。單條圓形濾袋的面積，通常用下式計算S＝DπL（3－3）式中Sd——單條圓形濾袋的公稱面積，m2；D——濾袋直徑，m，本文選擇直徑為130mmL——濾袋長度，m，本文選擇長度為2m的圓形濾袋。所以，單條圓形濾袋的面積為S＝0.13×3.14×2＝0.8164在濾袋加工過程中，因濾袋要固定在花板或短管，有的還要吊起來固定在袋帽上，所以濾袋兩端需要雙層縫制甚至多層縫制，雙層縫制的這部分因阻力加大已無過濾作用，同時有的濾袋中間還要加固定環(huán)，這部分也沒有過濾作用，故上式可改為：Sj=DπL－Sx（3－4）式中Sj——濾袋凈過濾面積，m2；Sx——濾袋未能起過濾作用的面積，m2。一般情況下，濾袋沒用的過濾面積占濾袋面積的5～10%。所以，濾袋的凈過濾面積為Sj=(1－0.05)S＝（1－0.05）×0.8164＝0.775582．濾袋數(shù)量。根據(jù)求出總過濾面積和單條濾袋的過濾面積，就可以算出濾袋條數(shù)。N＝S/Sj＝150/0.77558＝192（條）（3－5）3．花板的確定?？紤]到安裝和檢修的問題，采用正方形排列方式，濾袋直徑為130mm，間距選取185mm?；ò宀捎?行4列的排布方式。N=192/16=12圖3.1花板孔的設(shè)計這樣需要12塊這樣花板以滿足過濾要求。3.3.4阻力計算袋式除塵器的阻力由3部分組成：(1)設(shè)備本體的阻力；(2)濾袋的阻力；(3)濾袋表面粉塵層的阻力。袋式除塵器的壓力損失比除塵效率具有更重要的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義，它不但決定著能量消耗，而且決定著除塵效率及清灰周期等。它與除塵器的結(jié)構(gòu)、濾袋種類、粉塵性質(zhì)及粉塵層特性、清灰方式、氣體溫度、濕度、粘度等因素均有關(guān)系。它由3個部分構(gòu)成，公式表示為：△P＝△Pc十△Pf十△Pd（3－6）式中△p——除塵器的總阻力，Pa；△Pc——除塵器的設(shè)備阻力，Pa，50～500Pa；△Pf——濾料阻力，Pa，由第二章阻力分析圖可知HBT復(fù)合濾料的阻力約為20Pa；△Pd——沉積粉塵層的阻力，Pa，由第二章阻力分析圖知粉塵層阻力約為100Pa。所以，袋式除塵器總阻力為：△P＝（50～500）+20+100＝170～620Pa可見阻力較一些常規(guī)濾料降低約65％。3.4除塵器進(jìn)出口系統(tǒng)的設(shè)計3.4.1管道內(nèi)的氣流速度和管道直徑的確定1．管道內(nèi)的氣流速度管道內(nèi)的氣速應(yīng)根據(jù)粉塵性質(zhì)確定，氣速太小，氣體方的粉塵易沉積．影響除塵系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)；氣速太大，壓力損失會成平方增長，粉塵對管壁的磨損加劇，使管道的使用壽命縮短。將管道內(nèi)的氣流速度確定為12m/s2．管道的確定矩形管道可按下式計算：Q=3600ABvg（3－8）式中A、B——矩形管道的邊長，mQ——氣體流量，m3／h；vg——管道內(nèi)的氣體流速，m/s。所以，管道直徑為：AB=10000/3600/12=0.2315所以取長寬分別為0.6m,0.4m的矩形管道以滿足要求。3.4.2管道的總壓力損失除塵系統(tǒng)管道的總壓力損失是直管的摩擦壓力損失和管道中局部壓力損失之和：（3－9）式中位計算方便，矩形管道可采用與圓形管道相當(dāng)?shù)漠?dāng)量直徑進(jìn)行計算。以速度為基準(zhǔn)的當(dāng)量直徑D和以流量為基準(zhǔn)的當(dāng)量直徑D,用下式計算：D=D=1.47m——流體壓力損失附加系數(shù)，m＝1.15～1.20；L——管道長度；L＝0.25mξ——光滑管的局部阻力系數(shù)，此為0.8；λ——光滑管的摩擦系數(shù)，此為0.1；vg——管道內(nèi)的氣體流速，m/s，此為12mρ——氣體密度，此為1.2kg/m3；所以，可計算的總壓力損失為△P=90.93Pa3.5鋼架結(jié)構(gòu)的支撐與計算對于除塵器的支撐鋼架，屬于軸心力構(gòu)件，軸心力構(gòu)件是指只受通過構(gòu)件截面形心的軸向力作用的構(gòu)件，它包括軸心的受拉構(gòu)件和軸心的受壓構(gòu)件。這類構(gòu)件廣泛的應(yīng)用于鉸接桿系結(jié)構(gòu)中，如平面或空間架接，同時也可用作各類操作平臺及其他承重結(jié)構(gòu)的支撐柱及支撐等。對軸心受壓構(gòu)件，為增大其整體的穩(wěn)定剛度和穩(wěn)定性，做到用料經(jīng)濟(jì)，應(yīng)盡可能的采用寬肢薄壁的截面形式，如H鋼，槽鋼等。通過除塵器重量是10000kg，除塵器殼體高度為5.2m，加上排灰空間的高度，設(shè)計支撐鋼柱高度為5.8m，支撐重量為N=100KN。3.5.1鋼材的選型設(shè)=70,b類截面，由b類截面穩(wěn)定系數(shù)表查得=0.751A=（3－10）（3－11）選用2［22做主肢，由型鋼表查得：，，，3.5.2對虛軸計算：選，且小于40，按穩(wěn)定條件得：，取b=100cm3.5.3截面驗算：由b類截面穩(wěn)定系數(shù)表查得=0.906按=30布置綴板，即，取可以滿足分肢穩(wěn)定要求。3.5.4綴板計算：綴板寬：綴板厚：綴板軸線間距離通過計算上述鋼結(jié)構(gòu)，滿足鋼架支撐穩(wěn)定性。圖3.2鋼架結(jié)構(gòu)3.6灰斗的強(qiáng)度校核3.6.1倉庫的選材一般情況多采用鋼筋混凝土倉；采用鋼倉的，有下列幾種情況：1．工藝要求，如高溫貯料要求防潮等。2．工期緊迫的緊急工程，采用鋼倉可以縮短工期。3．由于材料運輸困難采用鋼倉。4．援外工程要求。5．普通小容量淺倉或深倉料斗。6．臨時工程，采用鋼倉，便于拆除。7．大貯量的重顆粒礦石或礦粉。由于我們是除塵器的貯灰灰斗，所以屬于小容量料斗。采用鋼倉的形式。3.6.2斗型鋼倉的結(jié)構(gòu)布置1.平面尺寸較小且無鋼或鋼筋混凝土豎壁的小型鋼漏斗均可不加設(shè)勁肋。2.倉的高度與平面尺寸不大于4米的情況下，而倉壁計算內(nèi)力又較小時，鋼倉宜采用鋼板加勁肋。3.平面尺寸不大于6米的，高度在4~5米的漏斗宜采用水平加勁肋用角鋼作成。4平面尺寸不打單較深的漏斗，這種形式具有主要的水瓶加勁肋和附加的垂直加勁肋；水瓶加勁肋用角鋼或其他型鋼作成，垂直加勁肋用鋼板作成。5.平面長方形，長方向8~9米且有兩個卸料斗，宜采用前后兩面的垂直加勁肋連接起來。由于我設(shè)計的除塵器灰斗屬于小型灰斗，所以取第二種結(jié)構(gòu)。圖3.3灰斗模型3.6.3方形鋼倉的計算斜壁彎矩計算1當(dāng)加勁肋為水平布置時，可將加勁肋視為斜壁彈性支座。此時跨度中央的最大彎矩近似的取為：（3－12）式中：——該段的平均計算載荷2當(dāng)加勁肋為水平布置時，兩加勁肋之間的最大擾度值為：式中：E——鋼材的彈性模量等于J——板截面的慣性矩3水平加勁肋的拉力及彎矩計算（1）加勁肋承受的載荷為：（3－13）——作用于該肋處平均壓力計算值；，——為該肋上下兩板的跨度。（2）加勁肋承受的水平拉力為：（3－13）（3）加勁肋承受彎矩值：（3－14）結(jié)束語通過這一階段的畢業(yè)設(shè)計，我受益匪淺，不僅鍛煉了良好的邏輯思維能力，而且培養(yǎng)了棄而不舍的求學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)。回顧此次畢業(yè)設(shè)計，是大學(xué)四年所學(xué)知識很好的總結(jié)。此次編制招標(biāo)文件不僅重溫了過去所學(xué)知識，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。相信這次畢業(yè)設(shè)計對我今后的工作會有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設(shè)計中體味艱辛，在艱辛中體味快樂。最后，我要感謝我的指導(dǎo)老師梅瑛老師，他們對我的畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行了多次的修改，我的畢業(yè)設(shè)計才得以順利完成。同樣我也要衷心的感謝教育過和指導(dǎo)過我的各位老師，感謝給致謝由于時間倉促，加之本人學(xué)識淺陋，論文中難免出現(xiàn)一些膚淺疏