1簡介
旋風除塵器於1885年開始使用(yòng),已發展成為多種形式。按氣流進入方式,可(kě)分為切向進入式和軸向進入式兩類。在相同壓力損失(shī)下,後者能處理的氣體約為前者的3倍,且(qiě)氣流分布均勻。

旋風除塵器(qì)是由進氣管、排氣管、圓筒體、圓錐體和灰鬥(dòu)組成。旋風除塵器結(jié)構簡單(dān),易於製造、安裝和維護管理,設備投資(zī)和(hé)操作費用都較低,已廣泛用於從氣流中分離固體和液體粒子,或從液(yè)體中分離固(gù)體粒子。

在普通操作條件下,作(zuò)用於粒子上的離心力(lì)是重力的5~2500倍,所以旋風除塵器的(de)效率顯著高於重力沉降室。
![]() |
2行業標準
AQ 1022-2006 煤礦(kuàng)用袋式除(chú)塵器
DL/T 514-2004 電(diàn)除塵器
JB/T 10341-2002濾筒式除塵器
JB/T 20108-2007 藥用脈衝式布袋除塵器
JB/T 6409-2008 煤(méi)氣用濕式電除塵器
JB/T 7670-1995 管式電除塵器
JB/T 8533-1997 回轉反吹(chuī)類袋式除(chú)塵器
JB/T 9054-2000 離心式除塵器
MT 159-1995 礦用除塵器
JC/T 819-2007水泥工業用CXBC係列袋式除塵器(qì)
JC 837-1998建材工業用分(fèn)室反吹風袋式除塵器
3優點(diǎn)
按照前麵軸向速度(dù)對流通(tōng)麵積積(jī)分(fèn)的方法(fǎ),一並計算常規旋風除塵器安裝了不同類(lèi)型減阻杆後下降流(liú)量的變化,並將各種情(qíng)況(kuàng)下不同(tóng)斷麵處下降流量占除塵器(qì)總處理流量的(de)百分比繪入(rù),為表明上、下行(háng)流區過流量的平均值即下降流(liú)量與實際上、下地流區過流量差別的大小(xiǎo)。可看出各模型的短路流量及下降流量沿除塵器高度的變化。與常規旋風除塵器相(xiàng)比,安裝全長(zhǎng)減阻杆1#和4#後使短路流量增加但安(ān)裝非全長減阻杆(gǎn)H1和H2後使短路流量減少(shǎo)。安裝1#和4#後下降流量沿流程的變(biàn)化(huà)規律(lǜ)與常規旋(xuán)風除塵器(qì)基本相同,呈(chéng)線性分布,三條線近科平行下降。但安裝H1和H2後,分布呈折線而不是直(zhí)線,其拐點(diǎn)恰是減阻杆從下向上插入所伸到的斷麵位置。由此還可以看到,非全長減阻杆使得其伸(shēn)至斷麵以上各斷麵的下降流量(liàng)增加(jiā),下降流量比常規除塵器(qì)還大(dà),但接觸減阻杆後,下降流量減(jiǎn)少很快,至錐體底部達(dá)到或低於常(cháng)規除塵器(qì)的量值。
短路流量的減少可提高除塵效率,增大(dà)斷麵的(de)下降流量,又能使含塵空氣(qì)在除塵器內的停留時間增長,為粉塵創造(zào)了更多的分離機會。因此,非全長(zhǎng)減阻杆雖然減阻效果不如全長減(jiǎn)阻杆,但更有利於提高旋風除塵器的除塵(chén)效率。常規旋風除塵器排氣(qì)芯管入口斷(duàn)麵附近存在高達24%的短路流量,這將嚴重影響整體除塵效果。如何減少這部分短路流(liú)量,將是提高效率的一(yī)個研究方向。非全長減阻杆減阻效果雖(suī)然不如全(quán)長減阻杆好,但由(yóu)於其減小(xiǎo)了常規旋風除塵器的短路流量及使斷麵下降流量增(zēng)加、使旋風除塵(chén)器的除塵效率提高,將更具實際意義。
4分類
①高效旋風(fēng)除塵器,其筒體直徑較小,用來分離較細的粉(fěn)塵,除塵效(xiào)率在95%以上;
②大(dà)流量旋風除塵器,筒(tǒng)體直徑較大,用(yòng)於處理很大的氣體流量,其除塵(chén)效率為50-80%以;
③通用型旋風除塵器,處理風量適中,因結構形(xíng)式不同,除塵效率波(bō)動在70-85%之(zhī)間,
④防爆型(xíng)旋風除塵器,本(běn)身帶有防爆(bào)閥,具有防爆功能。
根據結構形式,可分為長錐體旋風除塵器、圓筒體旋風除塵器、擴散式旋風除塵(chén)器、旁路型旋風(fēng)除塵器。
按組合(hé)、安裝情況分為內旋風除塵器、外旋風除塵器、立式與臥(wò)式(shì)以及單(dān)筒與多(duō)管(guǎn)旋風除塵器。
按氣流導入情(qíng)況,氣(qì)流進入旋風除塵後的流路路線,以及帶二次風的形式可概括地分(fèn)為以下兩種:
①切流反轉式旋風除塵器②軸流式旋風除塵(chén)器
5效率(lǜ)因素
進氣口
旋風除塵器的進氣口是形成旋轉氣流(liú)的關鍵部件,是影響(xiǎng)除塵效率和壓力(lì)損失(shī)的主要(yào)因素(sù)。切向進氣的進口(kǒu)麵積對除塵器有很大的影響,進氣口麵積相對於筒體斷麵(miàn)小(xiǎo)時,進入除塵器(qì)的氣流切線速度大,有利於粉塵的分離。
圓筒體直徑和高度
圓筒(tǒng)體直徑是構成旋風除塵器的基本尺寸(cùn)。旋轉氣(qì)流的切向速度對粉塵產生的離(lí)心力與圓筒體(tǐ)直徑成反比,在相(xiàng)同(tóng)的切線速度下,筒體直徑D越小,氣流的旋轉半徑越小,粒子受到的離心力越大,塵粒越容易被(bèi)捕集。因此,應(yīng)適當選擇較小的圓筒(tǒng)體直徑,但若筒(tǒng)體直徑選擇過小,器壁與排(pái)氣管太近,粒子又容易逃逸;筒體直徑太小還容易引起堵塞,尤其是對於粘(zhān)性物料。當(dāng)處理風量較大時,因筒體直(zhí)徑小處理含塵(chén)風量有限(xiàn),可采用幾台旋(xuán)風除塵器並聯運行的方法解決。並聯運行處理的風量(liàng)為各除塵器處(chù)理風量之和,阻力僅為單個除塵器在處(chù)理它所(suǒ)承擔的那部分風量的阻力。但並聯使用製造比較複雜,所需材料也較多,氣體易在進口處被阻(zǔ)擋而(ér)增大阻力,因此,並聯使用時台數不宜過多(duō)。筒(tǒng)體(tǐ)總高度是指(zhǐ)除塵器圓筒(tǒng)體和錐筒體兩部(bù)分高度之和。增加筒體總高度,可增加氣流在除塵器內的旋(xuán)轉圈數,使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機會增多,但筒體總高度增加,外旋流(liú)中向心力的徑向速度使部分細小粉塵進入內旋流的機會也隨之增加,從而又降(jiàng)低除塵效率(lǜ)。筒體總高度一(yī)般以4倍的圓筒體直徑為(wéi)宜,錐筒體(tǐ)部分,由(yóu)於其半徑不(bú)斷減小,氣流(liú)的切向速(sù)度不斷增加,粉塵到達(dá)外壁的距離也不斷減小,除塵(chén)效(xiào)果比圓筒體部(bù)分好。因此(cǐ),在筒體(tǐ)總高度一定的情(qíng)況下,適當增加錐筒體部分的高度,有利提高除(chú)塵效率,一般圓筒體部分的高度為其直徑(jìng)的1.5倍,錐(zhuī)筒體高度為(wéi)圓筒體直徑的2.5倍時,可獲得較為理想的(de)除塵效率。
排氣管直徑和深度
排風管的直徑(jìng)和插入深度對旋風除塵器除塵效率影響較大。排風管直徑必須選擇一個合適的值,排風(fēng)管直徑減小,可減小內旋流的旋轉範圍,粉塵不易從排風管排出,有利提高除塵效率,但同時出風口速度增加,阻力損(sǔn)失增大;若增大排風管直(zhí)徑,雖阻力損失可明顯減小,但由於排風管與圓筒體管壁(bì)太近,易形成內、外旋流(liú)“短路”現象,使外旋流中部(bù)分未被清除的粉塵直接混入排風管中排出,從(cóng)而降低除塵效率。一般認為排風管直徑為(wéi)圓筒體直徑的0.5~0.6倍(bèi)為宜。排(pái)風管插入過淺,易造成進風口含塵氣流直接進入排風管,影響除塵效率;排風管插入深(shēn),易增加氣流與管壁的摩擦麵,使其阻力損失增大,同時,使排風管與錐筒(tǒng)體底部距離縮短,增加灰塵二次(cì)返混排出的機會。排風管插入深度一般以略低於進風(fēng)口底(dǐ)部的位置為宜。 由於旋風除塵器單位耗鋼量比較大,因此在設計方案上比較好的方法是從筒身上部向下材料由厚向薄逐漸遞減!
6操作工藝參數
在旋風除塵器尺寸和結構定型的情況下,其除塵效率關鍵在於運行因素的影響。
流速(sù)
旋風(fēng)除塵器是利用離心力來(lái)除塵的,離心力愈大,除塵效果愈好。在圓周運動(或曲線運動)中粉塵所受到的離心力為F=ma,式中,F——離心力,N;m——粉塵的(de)質量,kg;a——粉塵離心加速度,m/s2。因為,a=VT2/R,式中,VT——塵粒的切向速度,m/s;R——氣流的旋轉半徑,m, 所以,F=mVT/R。可見,在旋風除塵器的結構固定(R不變)、粉(fěn)塵相同(m穩定)的情況(kuàng)下(xià),增加旋風除塵器人口(kǒu)的氣流速度,旋風除塵器的離心力就愈大。
旋風除塵器的(de)進口氣量為Q=3600AVT,式中,Q——旋風除塵器的(de)進口氣量, m3/h; A——旋風除塵器的進口截麵積,m2。 所以,在結(jié)構固定(R不變,A不變)、粉塵相同(m穩定)的(de)情況下, 除塵器人口的氣流速度與進口氣量成正比,而旋風除塵器的進口(kǒu)氣量是由(yóu)引風機的進(jìn)風量決定(dìng)的。
可見,提高進(jìn)風口氣流速度,可增大除塵器內氣流(liú)的切向速度(dù),使粉塵受到的離心(xīn)力增加,有利提(tí)高(gāo)其除塵效率, 同時,也可(kě)提高處理含塵風量。但進風口氣流速度提高,徑向和(hé)軸向速(sù)度也隨之增大(dà),紊(wěn)流的影響增大。對每一種特定的粉塵(chén)旋風除塵器都有一個臨界進風口氣流速度,當超過這個風速後,紊流的影響比分離作用增加更快,使(shǐ)部分已分離的粉塵(chén)重新被帶(dài)走,影響除(chú)塵效果。另(lìng)外(wài),進風口氣流增加,除塵阻力也會急劇上(shàng)升,壓損增大,電耗增加。綜合考慮旋風除塵器的除塵效果和經濟性,進風口的氣流速度控製在(zài)12~20 m/s之間,大不超過25m/s,一般選14m/s為宜。
旋風除塵器的(de)進口氣量為Q=3600AVT,式中,Q——旋風除塵器的(de)進口氣量, m3/h; A——旋風除塵器的進口截麵積,m2。 所以,在結(jié)構固定(R不變,A不變)、粉塵相同(m穩定)的(de)情況下, 除塵器人口的氣流速度與進口氣量成正比,而旋風除塵器的進口(kǒu)氣量是由(yóu)引風機的進(jìn)風量決定(dìng)的。
可見,提高進(jìn)風口氣流速度,可增大除塵器內氣流(liú)的切向速度(dù),使粉塵受到的離心(xīn)力增加,有利提(tí)高(gāo)其除塵效率, 同時,也可(kě)提高處理含塵風量。但進風口氣流速度提高,徑向和(hé)軸向速(sù)度也隨之增大(dà),紊(wěn)流的影響增大。對每一種特定的粉塵(chén)旋風除塵器都有一個臨界進風口氣流速度,當超過這個風速後,紊流的影響比分離作用增加更快,使(shǐ)部分已分離的粉塵(chén)重新被帶(dài)走,影響除(chú)塵效果。另(lìng)外(wài),進風口氣流增加,除塵阻力也會急劇上(shàng)升,壓損增大,電耗增加。綜合考慮旋風除塵器的除塵效果和經濟性,進風口的氣流速度控製在(zài)12~20 m/s之間,大不超過25m/s,一般選14m/s為宜。
粉塵的狀況
粉塵顆粒大小是影響(xiǎng)出口濃度的關(guān)鍵因素。處於旋風除塵(chén)器外(wài)旋流的粉塵,在徑向同時(shí)受到兩種力的作用(yòng),一是由旋轉氣流(liú)的切向(xiàng)速度所產生的離心力,使粉塵受到向外的推移作用;另一(yī)個是由(yóu)旋轉氣流的徑向速度(dù)所產生的向心力,使(shǐ)粉塵受到向內的推移(yí)作用(yòng)。在內、外旋(xuán)流的(de)交界麵上,如果切向速度產生的離心力大於徑向速度產生的向心力(lì),則粉(fěn)塵在慣性離(lí)心(xīn)力的(de)推動下向(xiàng)外壁移動,從而被分離出(chū)來(lái);如果切向速度(dù)產生的(de)離心力(lì)小於徑向速度產生的向心力,則粉塵在向心力的推(tuī)動下進入內旋流(liú),後(hòu)經排風管排出。如果切向速度產生的離心(xīn)力等於徑向速度產生的向心力,即作(zuò)用在粉塵(chén)顆粒上的外力等(děng)於零,從理論上講,粉塵應在交界麵上(shàng)不停地旋轉。實(shí)際上由於氣流處於紊流狀態及各種隨機因素的影響, 處於這種狀態的粉塵有50%的可能進入內旋流(liú),有50%的可能向外(wài)壁移動,除塵效率應(yīng)為50%。此時分離的臨界粉塵顆粒(lì)稱為分割粒徑。這時,內、外旋流的交界麵就象一張孔徑為分割粒徑的篩網,大於分割粒(lì)徑(jìng)的粉塵被(bèi)篩網截留並捕集下來,小於分割粒徑的粉塵,則通過(guò)篩網從排風管中排出(chū)。
旋風除塵器捕集下來的粉塵粒徑愈小,該除塵器的除塵效率愈高。離心力的大小與粉塵顆粒有關,顆粒(lì)愈(yù)大,受到(dào)離心(xīn)力愈大。當粉塵的粒徑和切向速度愈大(dà), 徑向速度和排風管的直徑愈(yù)小時,除塵效果愈好。氣體中的灰分濃度(dù)也(yě)是影(yǐng)響出口濃度的關鍵因素。粉(fěn)塵濃度增大時,粉塵(chén)易於凝聚(jù),使較小的塵粒凝(níng)聚在一起而被捕集,同時,大顆粒向器壁移動過程中也(yě)會將小顆粒挾帶至器壁或撞擊而被分離。但由於除塵器內向下高速旋(xuán)轉的氣流使其頂部的(de)壓力下降,部分氣流也會挾帶(dài)細小的塵粒沿外壁旋轉向上到達頂部(bù)後,沿排氣管外壁旋轉向下由排(pái)氣管排出,導致旋風除塵器(qì)的(de)除塵效率不可能為100%。
根據除塵效率計算公式η=(1- So/Si)×100%,式中,η——除塵(chén)效率;So——出口處的粉塵的流人量,kg/h;Si——進口處的粉塵的流人量,kg/h。
因(yīn)為旋風除塵器的除塵效率不可能為100%,當進口粉塵流人量增加後,除塵效率雖有(yǒu)提高,排氣管排出粉塵的絕對量也會大大增加。所以,要使(shǐ)排放口的粉塵(chén)濃度降低(dī),則要降(jiàng)低入口粉塵濃(nóng)度,可采取多(duō)個旋風除塵器串聯使用的多級除塵方式,達到減少排放的目的。
旋風除塵器捕集下來的粉塵粒徑愈小,該除塵器的除塵效率愈高。離心力的大小與粉塵顆粒有關,顆粒(lì)愈(yù)大,受到(dào)離心(xīn)力愈大。當粉塵的粒徑和切向速度愈大(dà), 徑向速度和排風管的直徑愈(yù)小時,除塵效果愈好。氣體中的灰分濃度(dù)也(yě)是影(yǐng)響出口濃度的關鍵因素。粉(fěn)塵濃度增大時,粉塵(chén)易於凝聚(jù),使較小的塵粒凝(níng)聚在一起而被捕集,同時,大顆粒向器壁移動過程中也(yě)會將小顆粒挾帶至器壁或撞擊而被分離。但由於除塵器內向下高速旋(xuán)轉的氣流使其頂部的(de)壓力下降,部分氣流也會挾帶(dài)細小的塵粒沿外壁旋轉向上到達頂部(bù)後,沿排氣管外壁旋轉向下由排(pái)氣管排出,導致旋風除塵器(qì)的(de)除塵效率不可能為100%。
根據除塵效率計算公式η=(1- So/Si)×100%,式中,η——除塵(chén)效率;So——出口處的粉塵的流人量,kg/h;Si——進口處的粉塵的流人量,kg/h。
因(yīn)為旋風除塵器的除塵效率不可能為100%,當進口粉塵流人量增加後,除塵效率雖有(yǒu)提高,排氣管排出粉塵的絕對量也會大大增加。所以,要使(shǐ)排放口的粉塵(chén)濃度降低(dī),則要降(jiàng)低入口粉塵濃(nóng)度,可采取多(duō)個旋風除塵器串聯使用的多級除塵方式,達到減少排放的目的。
7操作規程(chéng)
準備(bèi)工作
1、檢查各(gè)連接部位是(shì)否連接(jiē)牢(láo)固。
2、檢查(chá)除塵器與煙道(dào),除塵器與灰鬥,灰鬥與排(pái)灰裝置、輸(shū)灰裝置等結合部的密閉性,消除漏灰、 漏氣現象。
3、關小擋板閥,啟動通風機、無異常現象後逐漸(jiàn)啟動。
技術要求
1、注意易磨(mó)損部位如外筒內壁的(de)變化。
2、含塵氣體溫度變化(huà)或濕度降低時(shí)注意粉塵的附著、堵塞和腐(fǔ)蝕現象。
3、注意壓差變(biàn)化和排出煙色狀況。因(yīn)為磨損和腐蝕會使除塵器穿孔和導致粉塵排放,於是除塵效 率下降、排氣煙色惡化、壓差(chà)發生變化。
4、注意旋風除塵器(qì)各(gè)部位的氣密性,檢查(chá)旋風筒氣體流量和(hé)集塵濃度的變化。
8運(yùn)行的影響
旋(xuán)風除塵器下(xià)部的嚴密性是影響除塵效率的(de)又(yòu)一個(gè)重要因素。含塵氣體進入旋(xuán)風除塵器(qì)後,沿外壁自上而下作螺旋(xuán)形旋轉運(yùn)動,這股向(xiàng)下(xià)旋轉的氣流到達錐體底部後(hòu),轉而向上,沿軸心向上旋轉。旋風除塵器內的壓(yā)力分布,是軸向各斷麵的壓力變化較小,徑向的壓(yā)力變(biàn)化較大(主要指靜壓),這是由氣流的(de)軸(zhóu)向速度和(hé)徑向速度的分(fèn)布(bù)決定的。氣流在筒內作圓周運(yùn)動(dòng),外側的壓力高於(yú)內(nèi)側,而在外壁附近靜壓高(gāo),軸心處靜壓低。即使旋風除塵(chén)器在正(zhèng)壓下(xià)運(yùn)動,軸心處也為負壓,且一直延伸到排灰口(kǒu)處的負(fù)壓大,稍不嚴密,就會產生較大的漏風,已沉集下來的粉塵勢必被上升氣流帶出排氣管。所以,要使除塵效率達到設計要求, 就要保證(zhèng)排灰口的嚴密性,並在保證排灰口的嚴密性的情況下,及時(shí)清除除塵器(qì)錐體底部的粉塵,若不能連續及時地排出(chū),高濃度(dù)粉塵(chén)就會在底部流轉,導致錐(zhuī)體過度磨損。
9維護
穩定運行參數
旋風式(shì)除塵器運行參(cān)數(shù)主要包括:除塵器入口氣流速度,處(chù)理氣體的溫度和含塵氣體的入口質量濃度等。
1)入口氣流速度(dù)。對於尺寸一定的旋風式除塵器,入口氣流速度增大不僅處理氣量可提(tí)高,還可有(yǒu)效地提高分離效率,但壓降也隨之增大。當入口氣(qì)流(liú)速度提高到某(mǒu)一數值後,分離效率可能隨之下降,磨損加(jiā)劇,除塵器使用壽命縮短,因此入口氣(qì)流速度應控製在18~23m/s範圍內。
2)處理氣體的(de)溫度。因為氣體溫度升(shēng)高,其粘度變大,使粉塵粒子受到的向心力加大(dà),於是分離效率(lǜ)會下降。所以高溫條件下(xià)運行的除(chú)塵器應有較大的入(rù)口氣流速度和較小的截麵流速。
3)含塵氣體的入口質(zhì)量濃度。濃度(dù)高時大顆(kē)粒粉塵(chén)對小顆粒粉塵有明顯的攜帶作用,表現(xiàn)為分離效率(lǜ)提高。
防止漏風
旋風式除塵(chén)器(qì)一旦漏風將嚴重影響除塵效果。據估(gū)算(suàn),除塵器下錐體或卸灰閥處漏風(fēng)1%時除塵效率將下降5%;漏風5%時除塵效率將下降30%。旋風(fēng)式除塵器漏風有三種部位:進出口(kǒu)連接法蘭處、除塵(chén)器本體和卸灰裝置。引起漏風的原因如下(xià):
1)連接(jiē)法蘭處的漏風主要(yào)是螺栓沒有擰(nǐng)緊、墊片厚薄不均勻、法(fǎ)蘭麵不(bú)平(píng)整等引起的。
2)除塵器本體漏風的主要原因是磨損(sǔn),特(tè)別是下(xià)錐體。據使用經驗,當氣體含塵質量濃度超過10g/m3時,在不到100天時間裏可(kě)以磨壞3mm的鋼板。
3)卸(xiè)灰(原來寫錯了)裝置漏風的主要原因是機械自動(dòng)式(如重錘式)卸灰閥密封性差(chà)。
預防關鍵部位磨損
影響關鍵部磨損的因素有負荷、氣流速(sù)度、粉塵顆粒(lì),磨損的部位有殼體、圓錐(zhuī)體和排塵口等。防止(zhǐ)磨(mó)損的(de)技術措施包括(kuò):
1)防止排塵(chén)口堵塞。主要方法是選擇優質卸灰閥(fá),使用中加強對卸灰閥的調整和檢修。
2)防止過多(duō)的氣體倒流入排灰口(kǒu)。使用的卸灰閥要嚴密,配重得當。
3)經常(cháng)檢查除塵器有無因磨損而漏氣(qì)的(de)現象,以便及時采取措施予以杜絕。
4)在粉塵顆粒(lì)衝擊(jī)部位,使用(yòng)可(kě)以更換的抗磨板或增加耐(nài)磨(mó)層。
5)盡量減少焊縫和接頭,必(bì)須有的焊縫應(yīng)磨平,法蘭止(zhǐ)口(kǒu)及墊片的內徑相同(tóng)且(qiě)保持良好的對中性。
6)除塵(chén)器壁麵處的氣流切向速度和入口氣流速度應保持在臨界(jiè)範圍(wéi)以內。
避免(miǎn)粉塵(chén)堵塞和積灰
旋風式除塵器的堵塞和積灰主要發生在排塵口附近,其次發生在進排氣的管道裏。
1)排塵口堵塞及預防措施。引起排塵口堵塞通常有兩個原因:一是大塊物料或(huò)雜物(如刨花、木片、塑料(liào)袋、碎紙、破布等)滯留(liú)在排(pái)塵口,之後粉塵在其周圍聚積;二是灰鬥內灰塵堆積過多,未能及時排出。預防排塵口堵塞的措施有:在吸氣口增加一柵網;在排塵口上部增加(jiā)手掏孔(孔蓋加墊片並塗密封膏)。
2)進排氣口堵塞及其預(yù)防措施(shī)。進排氣口堵塞現象多是設計不當造成(chéng)的——進排氣口略(luè)有(yǒu)粗糙直角、斜(xié)角等就會形成粉(fěn)塵的(de)粘附、加厚,直至堵塞。



