脈沖清灰的影響因素研究分析

對于脈沖袋式除塵器，很多人都認為壓縮空氣脈沖作用于濾袋所產(chǎn)生的沖擊對清灰起主要作用，并將粉塵分離力Fs 定義為濾袋上單位面積的粉塵載荷md 與濾袋膨脹到極限位置時所獲得的最大反向加速度Ap 的乘積，即Fs＝md • Ap，指出只有當粉塵分離力Fs 超過粉塵與濾袋的粘附力FA 時，才會發(fā)生粉塵剝落?？梢姡瑢τ谀骋惶囟ǖ拿}沖噴吹清灰系統(tǒng)特定的粉塵/濾料體系，就應該相應有一個合適的反向加速度AF值范圍，以保證能獲得滿意的清灰效果，而其清潔濾袋在脈沖噴吹過程中獲得的最大反向加速度AP， 則反映它受到壓氣脈沖作用所產(chǎn)生沖擊的強弱程度，表征了清灰系統(tǒng)所具有的清灰能力。 

    冶金部環(huán)保研究院作過環(huán)隙脈沖噴吹系統(tǒng)濾袋噴吹加速度試驗，從有關的試驗中可以分析得出：在脈沖噴吹過程中，除塵布袋最初加速向外膨脹；當膨脹到一定程度時，由于濾袋的拉伸而產(chǎn)生一個阻礙其膨脹的張力，濾袋正向（徑向向外）加速度隨之減小，但濾袋仍然向外作加速膨脹；隨著濾袋繼續(xù)膨脹，張力急劇增大，當合成張力與噴吹氣流靜壓力平衡時，加速度變?yōu)榱悖鵀V袋向外運行的速度則達到最大；隨后濾袋開始反向加速，作減速膨脹；當膨脹到極限位置時，其速度為零，張力升至最大，濾袋在此很大回復力作用下產(chǎn)生一個很強的沖擊振動，同時獲得最大的反向加速度Ap；隨后濾袋開始回縮，一旦濾袋離開極限位置，它所受到的張力便急劇減小，而且噴吹氣流阻礙其回復到原來的靜止位置；在此后的脈沖噴.吹過程中，濾袋在極限位置附近作很弱的振動，當濾袋向外膨脹時，噴吹氣流靜壓力是激振力，而當濾袋回縮時它又成為阻尼力，且氣流靜壓在脈沖噴吹過程中時刻在變化；另外，濾袋振動的回復力（即合成張力）又是一個沖力。由此可見，濾袋在整個脈沖噴吹過程中運動是一個復雜的有阻尼受迫振動。在脈沖噴吹清灰時，濾袋自上而下順序開始膨脹，并順序達到極限位置。濾袋膨脹形式并不是如通常所想象的可以視為一個壓力氣泡自上而下在濾袋內(nèi)掃過，而是當袋底部分開始膨脹時，整個濾袋處于不同的膨脹程度，是倒置的圓臺狀。  

    在我國，脈沖清灰根據(jù)噴吹壓力的高低分為高壓清灰與低壓清灰兩種，國外則將脈沖清灰分為高壓小氣量（HPLV）、中壓中氣量（IPIV）與低壓高氣量（LPHV）三種。國內(nèi)一般有這樣的看法：噴吹壓力低，清灰時對濾布的作用力就小，這樣有利于延長濾布的使用壽命，也就是說低壓清灰優(yōu)于高壓清灰。試驗證明，這種看法實際上不夠全面，在噴吹量不同的情況下，無法比較高壓清灰與低壓清灰兩者對濾布作用力的大小。從上世紀90 年代，以上三種脈沖噴吹方式在歐美及澳大利亞的燃煤電廠的煙氣除塵系統(tǒng)中都有廣泛的應用。1988 年美國電力研究院（Electric Power Research Institute, EPRI）對當時已經(jīng)在世界各地電廠鍋爐運行的多臺脈沖袋式除塵器作了深入的調(diào)查比較。結論是以上三種脈沖袋式除塵器均能夠達到預期的運行效果和煙氣排放標準，都適合在美國電力系統(tǒng)推廣。

    為了同等工況比較三種脈沖噴吹袋式除塵器的性能和清灰效率，美國電力研究院（EPRI）在佛羅里達州Scholz 電廠，采用以上三種脈沖噴吹方法，進行清灰試驗，結論是：  

    （1）在三個月的測試過程中，沒有產(chǎn)生濾袋破損或失效的現(xiàn)象；

    （2）三種清灰效果都能滿足電廠燃煤鍋爐的除塵效率要求；     

    （3）并非清灰壓力越低，其運行耗電量越小。  

    由此可見，高效清灰的HPLV具有運行費用最低，清灰次數(shù)最少等特性。經(jīng)過一段時間的設備運行后，可以推斷出其工業(yè)除塵器的濾袋與袋籠的摩擦次數(shù)最少。因此高壓低氣量的脈沖袋式除塵器將能夠最佳地延長濾袋的使用壽命。當然噴吹壓力也不能太高，干什么都要有個“度”，如果清灰壓力太強，濾袋也可能由于振蕩力太強導致與袋籠的嚴重摩擦而裂袋。因此，無論采用高、中或低壓的空氣源，設備的清灰力度賀流量都必須綜合考慮工藝和現(xiàn)場條件以及濾料性質來合理配置。在實際使用中，高、中、低壓并沒有嚴格的分界，只是相對而言。 

    清灰壓力不是決定濾袋受到清灰力（即反向加速度）大小的唯一因素，低壓清灰作用在濾袋上的力不一定比高壓清灰小，不能從清灰壓力的高低作為影響濾袋壽命的判斷依據(jù)。大孔徑、低噴吹壓力也能使濾袋產(chǎn)生更大的加速度。  

    當濾袋內(nèi)外的壓差達到設定值時，自動控制系統(tǒng)發(fā)出信號，脈沖閥迅速開啟，壓縮空氣在瞬間釋放，經(jīng)由電磁脈沖閥和噴吹管向濾袋內(nèi)噴射，實驗證明，脈沖閥的噴吹氣量大并不能說明脈沖閥的性能優(yōu)越，延長噴吹時間并不能對噴吹時濾布的加速度有什么影響，無益于提高清灰效果，而脈沖閥的響應速度才是一個重要的技術指標。不同廠家生產(chǎn)的脈沖閥，由于其響應速度不同，在噴吹氣量上造成的差別也是很大的。響應速度慢的脈沖閥不僅要多消耗壓縮空氣，由于在噴吹時濾袋內(nèi)部反向壓力上升的速度慢，還會影響到濾袋的加速度，也就是說影響清灰效果。