布袋除塵器噴吹壓力與噴吹距離對長濾袋清灰效果的研究

脈沖袋式除塵器于20世紀50年代問世，并在使用中不斷改進，現在已在凈化含塵氣體發揮著很大作用。長濾袋除塵器因其清灰、氣布比高而逐漸成為煙氣凈化及工業除塵工程的   袋式除塵設備；但長濾袋除塵器在實際工程使用中也存在清灰失效和濾袋易破損等問題，另其廣泛使用受到制約。不良清灰是濾袋破損的主要原因，良好的清灰不僅能延長濾袋壽命，   能濾袋具有良好的清灰能力及較低的運行阻力。不良清灰是因為缺乏脈沖清灰設計選型的理論依據。因此，研究脈沖袋式除塵器的清灰均勻性及相關技術，不斷進行優化設計尤為重要。

口前，清灰技術應用   廣泛的是脈沖噴吹清灰方式。清灰參數的合理選擇是影響濾袋壽命的關鍵因素之一，也是近年來履待解決的問題，大量學者針對操作參數和運行參數做了研究。建立了一套脈沖發生系統，測量了噴吹孔的瞬時速度和流量來討論儲氣罐壓力及脈沖寬度對噴吹流量的影響，試驗結果表明，噴吹流量隨氣包壓力的增加而增加；但脈寬增加對噴吹流量的影響很小；提出增大脈沖噴吹壓力會清灰性能，而脈沖噴吹時間則作用很小；清灰效果與脈沖噴吹壓力、噴吹時間、氣包體積、噴嘴與濾袋及斷而的間距等均有關系。

影響噴吹效果的主要因素是壓力峰值及其到達時間，所受壓力越大、壓力峰值到達時間越短，噴吹效果就越好。研究顯示為獲得較好的清灰效率，沿著濾袋長度方向各個位置的臨界靜態超壓(濾袋內部的脈沖壓力減去濾袋外部的脈沖壓力)   達到400一500PaoLu等,發現對于粉煤灰顆粒，清灰平均超壓為500一600。濾袋內存在一個   小的脈沖壓力(大約0.3kPa)，此時濾袋上附著的粉塵可被   掉約60%；脈沖壓力超過該   小值，粉塵的脫落量僅略微增加。

本文將側壁正壓力峰值和側壁壓力峰值到達的時間作為脈沖噴吹袋式除塵器的清灰強度評價指標，通過改變噴吹壓力、噴吹距離來測試直徑160mmx長6000mm的滌綸針刺氈濾袋的除塵效果，分析該條件下的   佳噴吹壓力和噴吹距離，以期使長濾袋除塵器的噴吹性能達到   佳。

1、脈沖噴吹袋式除塵器清灰試驗

1.1試驗裝置

脈沖噴吹試驗系統，為方便噴吹距離、噴吹壓力、噴吹管徑等參數的改變，濾袋箱體上配有與噴吹管尺寸相匹配的鋼板以   換和固定噴吹管、調節噴吹距離，支撐氣包的支架為活動支架，可上下升降及左右移動氣包。氣源由螺桿式空氣壓縮機提供，其工作壓力為0.8MPa。噴吹裝置配有減壓閥和DMFYSOS型電磁脈沖閥(綿陽流能粉體設備提供)。選取直徑為50mm的噴吹管，長3000mm在噴吹管上開6個噴吹孔，噴吹孔徑為15mm，孔間距為200mm。試驗用濾袋為綿陽科勤環保科技有限公司提供的
直徑160mmx長6000mm的滌綸針刺氈濾袋，其透氣度為25m³/(min)、克重為500g/m。

1.2試驗設計

8個的壓力傳感器用于測試濾袋的側壁壓力峰值和壓力峰值到達時間，即清灰效果評價指標。測點位置為距濾袋頂部100mm,500mm,l000mm,2000mm,3000mm,4000mm,5000mm和5900mm。之所以采取這種上密下疏的測點分布方式是因為上部氣流運動劇烈，流場變化快，測點密集有利于觀察該區域灰塵的受力和運動情況；而氣流運動到中部和下部時變得比較平緩，速度下降且變化不大，沒   設置很密集的傳感器以免影響濾袋本身的運動。

2、結果與討論

2.1噴吹壓力對濾袋清灰效果的影響

當噴吹壓力分別為0.1MPa,0.2MPa,0.3MPa,0.4MPa,O.5MPa,0.6MPa時，在噴吹管徑為50mm、噴吹孔徑為15mm、噴吹距離為200mm、脈沖寬度為0.1、的條件下，濾袋側壁各測點的壓力峰值和各測點的壓力峰值到達時間，在噴吹壓力為0.1~0.6MPa時，濾袋上部側壁壓力峰值   大，底部其次，中部   小。壓力在濾袋長度方向上分布不均勻，這是由于濾袋內的壓縮空氣運動不同造成的。前2個測點值比較接近是因為位置非常接近，壓縮空氣沒有充分膨脹。隨測點與濾袋口距離的增大，壓縮空氣膨脹，峰值壓力不斷上升，在距濾袋口約1m處壓縮空氣膨脹至   大，壓力峰值達   大值；隨后由于噴吹氣流泄漏和運動壓力損失，峰值壓力便開始下降，噴吹氣流沖擊到封閉的濾袋底部，產生反向氣流，導致濾袋底部的壓力值回升。濾袋側壁每個測點的壓力峰值均隨噴吹壓力的增大而增大，在1m處壓力峰值變化   大；且噴吹壓力越大，沿濾袋側壁方向上各測點的壓力變化越明顯。這是因為提高噴吹壓力會使噴吹孔處的壓力增大，因而形成的反吹氣流量也較大，導致濾袋側壁的壓力峰值相應增大。所得8m長濾袋的模擬試驗結果與變化趨勢基本相似，但   大值出現在0.3m處，這可能是因為所研究的濾袋長度不同造成的。

在噴吹壓力為0.1~0.6MPa時，沿濾袋長度方向，在0~4000mm側壁壓力峰值到達時間隨測點距離的增加而增加，在4000一6000mm壓力峰值的到達時間隨測點距離的增加而減小。這是由于脈沖氣流與誘導氣流進入濾袋，部分氣流會擴散到濾袋口側壁，致使頂部側壁壓力峰值到達時間   短；之后氣流沿側壁向下流動，而垂直向下的脈沖氣流很快到達濾袋中下部并碰撞，碰到濾袋底部的氣流也反沖，致使底部的側壁壓力峰值到達時間減小；在4000mm處，從濾袋底部反彈的氣流與從側壁向下流動的氣流混合，致使壓力峰值到達時間延長，在不同的噴吹壓力下，濾袋側壁每個測點的側壁壓力峰值到達時間均隨噴吹壓力的提高而略有減少，且測點與袋口的距離越大這種趨勢越明顯。

清灰過程就是脈沖噴吹瞬間產生的氣流在碰到濾袋時轉化為壓力，從而對濾袋產生沖擊的作用效果。因此，濾袋的   大側壁壓力峰值大小就能夠反映清灰強度。方差與標準差是用來衡量一組數據偏離平均數的指標，可衡量數據的穩定性，方差與標準差越大，表明數據的波動越大，越不穩定，本文用其表示清灰均勻性。其大小沒有標準值，因此認為越小越好。

由表1可看出，噴吹壓力為0.1一0.3MPa時，平均側壁壓力峰值基本穩定為2一4.5kPa噴吹壓力為0.1MPa時，側壁壓力峰值為   小值1.2208kPa)，標準差變化范圍為0.99792.0114，方差變化范圍為0.9958一4.0457。此時標準差和方差值均較小，表明清灰均勻性較好。噴吹壓力為0.4一0.6MPa時，平均側壁壓力峰值為5一6.5kPa(噴吹壓力為0.6MPa時，壁壓力峰值達到   大值12.4878kPa)，標準差變化范圍為2.3643一2.9625，方差變化范圍為5.5899~8.7761。此時標準差和方差變化均較大，表明清灰均勻性較差。這是因為當噴吹壓力為0.4一0.6MPa時側壁壓力峰值可達到   大，但側壁壓力峰值過大又會造成過度清灰，從而影響濾袋的過濾性能，降低長濾袋的使用壽命。側壁壓力峰值達到5282Pa時，會造成材料(氟關斯)濾袋的輕微磨損，側壁壓力峰值達到7014Pa以上時，濾袋嚴重破損。側壁壓力峰值為5282一7014Pa時的標準差與方差變化均過大，數據波動太大，清灰均勻性不好，與本文結論一致。因此，綜合考慮清灰強度與清灰均勻性，并參考文獻研究結論可以得出，6m長濾袋在噴吹壓力為低壓脈沖(0.1一0.3MPa)條件下即可獲得很好的清灰強度，且方差與標準差均   小，即清灰均勻性也   好。

2.2噴吹距離對濾袋清灰效果的影響

在噴吹管徑為50mm、噴吹孔徑為15mm、噴吹壓力為低壓脈沖(0.3MPa)、脈沖寬度為0.1的條件下，噴吹距離分別為100mm,150mm,200mm,250mm,300mm時濾袋側壁各測點的壓力峰值和及清灰效果分別見表2和30由表3可以看出，當噴吹距離小于200mm時，濾袋平均壓力峰值隨噴吹距離的增大而增大，但當噴吹距離超過200mm后，濾袋側壁的平均壓力峰值隨噴吹距離的增大而減小。

這是因為當噴吹距離較小時，噴吹孔噴吹的主導氣流還沒有充分擴散，就已經到達濾袋口部，所以濾袋側壁各測點的壓力
峰值較小。隨著噴吹距離的增大，進入濾袋內的氣流量增大，使濾袋側壁的壓力峰值也逐漸增大，但增大到   距離后，雖然誘導量會有所增加，但主導氣流卻因為距離的增加而產生膨脹效果，還未到濾袋口部時就開始擴散，致使一部分氣流吹出濾袋口，從而導致濾袋側壁壓力峰值降低。

在噴吹距離為100mm時，標準差和方差分別為1.8210和3.3163，平均側壁壓力峰值為3.5482kPa。當噴吹距離為200mm時，平均側壁壓力峰值為4.3252kPa，標準差和方差分別為1.9918和3.9670。在噴吹距離為150mm,250mm和300mm時，對應的平均側壁壓力峰值200mm時分別減少了6.47%,4.16%和1.05%，而對應的標準差L匕200mm時增加了4.14%,8.72%和9.43%。可見，噴吹距離在200mm時的平均側壁壓力峰值   大，清塵強度   大；而噴吹距離為100一300mm時，側壁壓力峰值的標準差和方差變化較小，所以清灰均勻性變化不大。