褶式滤筒脉冲除尘器在水泥行业的开发与应用

前言：

滤筒式除尘器早在20世纪70年代就已经在日本和欧美一些国家出现，具有体积小、效率高、投资省、易维护等优点，但因其过滤风速偏低，滤料技术没有大的突破，以及历史认知的原因，它仅在高精密化工、食品等行业有所应用。随着滤料技术的发展以及除尘器结构的改进，能够处理大风量、高浓度的滤筒式除尘器逐渐进入我们的视野。

我们研究的这种褶式滤筒脉冲除尘器克服了现有袋式除尘器体积庞大，运行成本高，滤袋易破损、更换费用高的缺点。它具有过滤面积大、过滤风速低、运行阻力低、占地面积少、使用寿命长、维护简单的特点，必将成为钢铁、水泥行业除尘器发展的新方向。

1、褶式滤筒脉冲除尘器的技术特点

褶式滤筒脉冲除尘器是我公司研发的新型除尘器，这种褶式滤筒脉冲除尘器主要有三个方面的技术改进措施：

1.1 气流分布装置设计

气流分布的均匀性对于除尘器的除尘效率有着重要的影响。曾经有人做过统计，同规格的滤筒式除尘器，使用在相同的场合下，经过预处理气流分布装置的除尘器，它的收尘效率要提高20%～30%，滤筒寿命要提高40%～50%。水泥生产产生的粉尘有的高达1000g/Nm³以上，气流分布装置的设计更为重要。

工程实践中有些除尘器因下部滤筒局部上升气流较快或气流还没均布就已上升进入过滤室而导致滤筒下部磨损较快，严重的可以磨穿滤料。我们借鉴一种电除尘器气流均布板的结构形式做了部分改进，这是一种圆孔形气流分布板，通过上部的调节装置可以改变导流方向及扩散角度。它的孔径为40～60mm,开孔率为50%～60%，通过实测任一点的流速与该断面的平均流速相差不超过20%。

1.2 滤筒材质的选择

这种滤料制作的滤筒，它的孔径比水泥行业中普遍使用的涤沦针刺毡滤袋小一个10次方等级，强度并不因此降低，所以它的过滤品质可以媲美普通覆膜滤袋，过滤效率达99.99%以上，属于表面过滤。在处理相同风量的情况下，相比较使用滤袋的除尘器它过滤面积要大很多，可以显著降低气布比，正常工作的滤筒它的内外压差也就在500～700Pa之间。

1.3 清灰装置的设计

除尘器的清灰方式主要有反吹风清灰、气箱脉冲清灰、脉冲管喷吹清灰三种，在这三种清灰方式中，脉冲管喷吹清灰效果最好，使用脉冲管喷吹清灰在水泥行业也很普遍。我们知道现有脉冲管喷吹清灰的组合方式大约有六种，研究表明采用喷吹孔形式+外置文丘里管这种喷吹结构效果最佳，最有利于滤筒清灰^[1]。但我们知道文丘里管也有它明显的缺陷，它使得设备阻力上升，能耗有所增加。于是我们尝试用一种引流筒来替代它，引流筒上部呈锥形束口，下接一直筒，引流筒置于滤筒上方。实际使用中这种装置在喷吹时能诱导数倍的空气进入滤筒，而且清灰压力损失小，清灰效果比较理想。

褶式滤筒脉冲除尘器的清灰是以压缩空气作为清灰能源的，气源压力根据不同的需要，分高压、中压、低压和超低压四种，对高、中、低压的分界目前并没有统一明确的规定，通常将压力≥0.5MPa称为高压，0.3～0.5MPa之间称为中压，0.1～0.3MPa之间称为低压，≤0.1MPa称为超低压。不论采用多大压力，其清灰所需的能量是一定的，所谓高压低流量和低压高流量就是这个道理。考虑到水泥行业正常使用压力0.6MPa以下的气源和输送过程中的压力损失，我们采用中压喷吹方式，喷吹气量根据使用场合的不同有所调节。

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2、设备结构

褶式滤筒脉冲除尘器的结构是由上箱体、中箱体、进出风口、灰斗、清灰装置、导流装置、气流分布板、滤筒及电控装置等组成。

滤筒在除尘器中的布置很重要，既可以垂直布置在箱体花板上，也可以倾斜布置在花板上，从清灰效果看，垂直布置较为合理^[2]。花板上部为净气室，下部为过滤室，滤筒悬挂在花板上，置于过滤室内。
3、工作原理

含尘烟气由进风口进入，经过灰斗时由于气流断面突然扩大以及在气流分布板的作用下部分粗颗粒落入灰斗。在后置引风机的作用下，含有微细粉尘的气流上升，并均匀充满到整个过滤室（中箱体），微细粉尘被滞留在滤筒表面，洁净气体穿过滤筒进入上箱体由出风口排出。当滤筒上积累的灰尘达到一定阻力后，通过电气控制系统的作用脉冲阀开启，压缩空气通过喷吹管上正对滤筒的小孔以高速冲入滤筒，在其冲入滤筒内部的同时，又诱生一股数倍于压缩空气的二次气流，于是产生一种瞬时冲击波并沿整个过滤筒的长度方向向下传播，使聚积在滤筒外表面的粉尘从滤筒上落下。清灰完毕后，脉冲阀关闭，各排滤筒清灰依次间隔进行，脱落的粉尘通过输送设备经锁风阀排出。

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GE滤筒与普通涤沦针刺毡滤袋应用比较
参数	普通涤沦针刺毡滤袋式	GE滤筒设计
处理风量：m3/h	22300	21200
清灰方式	气箱脉冲清灰	脉冲管喷吹清灰
滤件总数量	320	100
滤件规格	Φ130X2450	MTA637X2m,4.6㎡
单个过滤面积㎡	0.97	4.60
过滤风速m/min	1.20	0.77
过滤面积㎡	310	460
设备重量t	9.6	5.2
设备总价：万（三口价）	14.00	13.50

5、设备应用举例

在对某日产1200t/d水泥生产线的2-Φ3.2x11m圈流水泥磨的袋除尘器设备改造中，其技术参数见表（1）。在保持原有除尘器壳体情况下，更换了花板，改进了喷吹清灰系统，增加了气流分布装置。

表（1）　　　除尘器技术参数

1、过滤材质：PE806 100%细纱粘合聚酯介质(进口)

2、滤筒数量：352只

3、滤筒规格：φ159×2060mm

4、总过滤面积：1619.2m²

5、脉冲阀数量：32只

6、过滤风速：0.77m/min

7、处理风量：75000m³/h`

8、入口温度：＜90℃

9、物料湿度：≤2%

10、进口粉尘浓度：≤150g/m³

11、出口粉尘排放量≤30mg/m³

表（2）　　　除尘器性能测试数据
序号   项目             单位         测定值

1   进口风量          ｍ³/ｈ        72000
2   设备阻力            Pａ          850
3   过滤风速          ｍ/min         0.74
4   进口粉尘浓度       g/m³ 75

5   出口粉尘排放量    mg/m³ 8

6   效率                %           99.99

经过安装调试后，该设备运行正常，并对除尘器性能按《除尘机组技术性能及测试方法》［GB11653－2000］进行实测，测定结果见表（2）。从表中可以看出，经过改造后的除尘器，其运行阻力、出口排放浓度、除尘效率等各项指标都很优异。该除尘器运行三年以来基本正常，滤筒使用至今未更换。

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6、结束语

随着人们对褶式滤筒脉冲除尘器认识的加深，它的应用范围也在不断扩大。它不仅可以应用在水泥行业的各个散点收尘上，而且在粉磨系统中作为工艺收集设备也能够取得很好的效果。褶式滤筒脉冲除尘器已经在水泥行业崭露头角，具有很高的推广价值和广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 林莉君、陈海焱、周喜、穆兰.脉冲喷吹滤筒除尘器的清灰性能的实验研究.暖通空调HV&AC 2009年第39卷第4期：149-151

[2]吴利瑞、茅清希、梅红生等.滤筒式除尘器结构优化试验研究[J]环境工程，2003，21(3)：39—41

作者简介：

时新彬、万加兵：工程师，在中国水泥、节能环保等行业专栏上发表过多篇论文。长期从事除尘器的开发和研究工作，主持过新型干法线全线5000t/d布袋除尘器项目、国外水泥厂2000t/d布袋除尘器项目等。

杜刚：GE能源集团环境服务中国区产品经理，参与多个新型干法线5000t/d布袋除尘器项目设计指导，并在多个行业论坛、峰会上发表过演讲。

王伟：GE能源集团环境服务技术工程师，从事除尘器设计、现场服务9年多，主持过多个新型干法线5000t/d布袋除尘器项目的设计及现场指导。