摘要:　降低布袋工作阻力可以明顯減少除塵器的能源消耗。脈沖清灰是降低阻力的主要方法。傳統(tǒng)的順序清灰模式因箱體之間、同箱體布袋列之間存在相互影響而降低效率,提出的“跳躍清灰”模式有助于提高清灰效率。

關(guān)鍵詞:　布袋除塵器,脈沖清灰,跳躍模式

1 　提出問題

布袋除塵器是除塵效率較高的一種環(huán)保設(shè)備。近年來, 布袋除塵器得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是冶金行業(yè)和電力行業(yè),布袋除塵器比其他類型的除塵器有更多的優(yōu)越性。隨著布袋抵抗高溫的能力越來越高,布袋除塵器的應(yīng)用范圍必將更加廣泛。

布袋除塵器獲如此廣泛的應(yīng)用,其關(guān)鍵技術(shù)是采用布袋作為過濾煙塵的方法。布袋的進(jìn)步可以代表該類除塵器的發(fā)展歷史,從最初的有機(jī)織物到現(xiàn)有的覆膜針刺滌綸面料, 有關(guān)專家一直致力于減少布袋的過濾阻力和延長其工作壽命方面的研究。但無論怎樣改變布袋的面料和制造工藝,除塵器隨工作時間的延長,煙塵通過布袋所形成的阻力逐漸增大,除塵器所需要的風(fēng)速就越高,除塵能源損耗也就越大。減少過濾阻力就是節(jié)約能耗,人們不得不借助清灰來減輕這種阻力。以極短的高壓氣流脈沖(約持續(xù)數(shù)十ms) 噴吹進(jìn)入布袋內(nèi)腔,使布袋壁上附著的粉塵獲得一定的加速度從而被剝離布袋。當(dāng)然這種剝離速度受到脈沖強(qiáng)度的限制,不可能全部粉塵都會被剝離出來。殘余的粉塵經(jīng)受一定脈沖氣流的沖擊后對布袋織物的附著力增加因而更不易被清除,隨工作時間進(jìn)一步延續(xù),殘余粉塵在布袋上越積越多,布袋阻力也越來越大,脈沖清灰的效率也越來越低,導(dǎo)致除塵器的能耗大幅度增加而崗位粉塵捕集的能力同時降低。綜上所述, 應(yīng)該采取措施延緩布袋工作阻力的快速增加。

2 　產(chǎn)生問題的原因及改進(jìn)措施

在減少布袋阻力過程中,人們一直強(qiáng)調(diào)布袋織物的改進(jìn)。但本文認(rèn)為清灰控制模式方面的改進(jìn)會產(chǎn)生更加明顯的效果。

一臺除塵器有多個箱體,每個箱體里有多列布袋。一般按照其相鄰位置對箱體及布袋列進(jìn)行順序編號,也習(xí)慣用順序控制的模式完成清灰程序。即一旦布袋阻力較大,箱體前后壓力差達(dá)到規(guī)定值就開始清灰。每個箱體中按布袋列編號順序進(jìn)行清灰,完成一個箱體內(nèi)所有布袋的清灰動作后再按編號順序進(jìn)行下一個箱體的清灰。

事實(shí)上,箱體中每列布袋的清灰效果互相是有影響的。據(jù)筆者的研究,每只布袋清除下來的粉塵彌漫空間直徑達(dá)到 1. 2 m ,從布袋上部到箱體出灰口,90 %以上的粉塵需要30 s 以上的沉降時間。若小于30 s 的時間間隔,在直徑1. 2 m 范圍內(nèi)有先后有2 列布袋實(shí)施清灰,則一列袋清除下來的一些粉塵會被鄰近布袋的過濾動作吸引而附著于其布袋壁上。同時,鄰近列袋清除下來的粉塵也會被前一列已清灰相對整潔且阻力較低的布袋所吸引而更多附著于此列布袋壁上。這種情況持續(xù)下去,整個箱體的多列布袋會相互影響,給整個箱體的清灰?guī)砻黠@的負(fù)面影響。

同時,清灰用氣將造成本箱體獨(dú)立設(shè)置的空壓包壓力明顯下降。空氣壓力恢復(fù)到正常水平需要一個較長的時間段。若本箱體清灰頻率過高,包內(nèi)空氣壓力沒有足夠的時間得到補(bǔ)充因而達(dá)不到規(guī)定要求,脈沖氣流使布袋產(chǎn)生的加速度不夠,依附在袋壁上的灰塵不會有足夠的剝離力,同樣也會嚴(yán)重影響布袋的清灰效率。本箱體清灰頻率較低雖然可以保證空壓包內(nèi)的壓力達(dá)到規(guī)定要求,但是會導(dǎo)致除塵器布袋清灰周期耗時太長,同樣導(dǎo)致布袋的工作阻力不斷增加。

另外,清理完一個箱體內(nèi)所有布袋再清與其相鄰的下一個箱體里的除塵布袋也是不合理的控制模式。有下面2 個事實(shí)可以證明這個結(jié)論。

(1) 如果將一個箱體里的布袋全部清灰后再實(shí)施另外一個箱體的清灰,清理好的箱體阻力會顯著下降,其他箱體阻力相對較大,待處理的煙塵氣將順著阻力最小的路徑大量進(jìn)入比較干凈的箱體中,造成氣流分配的嚴(yán)重不均,進(jìn)而使該箱體的布袋承受更多的不均勻壓力而提前損壞。

(2) 現(xiàn)在大部分除塵器每個箱體配一個清灰用的空氣壓縮包。所有空壓包用管道串聯(lián),最后連接在一個儲氣罐上。由于管道承受的壓力較大(清灰脈沖壓力可達(dá)0. 3 MPa) 管道直徑一般較細(xì),高壓空氣在管道里的流動會引起一定的壓力下降。布袋清灰時由于脈沖用氣較多,包內(nèi)空氣壓力會明顯降低,箱體之間沒有單向閥阻止空壓包的相互影響,即箱體的空壓包壓力明顯下降時也會導(dǎo)致臨近箱體空壓包的壓力下降,進(jìn)而影響各箱體的清灰效果。

為解決這些問題,筆者提出“跳躍清灰”的概念。與傳統(tǒng)的順序排號做法完全不同:在清灰的控制軟件中對清灰的次序采用在箱體之間“跳躍”,同時也在箱體內(nèi)布袋列號之間 “跳躍”的辦法,同時單個箱體內(nèi)每次僅完成適當(dāng)比例的布袋清灰就跳躍到另外箱體。這種控制模式使得已清灰的布袋之間相互影響降低。相鄰箱體也互不影響,配置的空壓包可以一直保持較好狀態(tài)?？偠灾?跳躍清灰的概念即不按順序而是根據(jù)計算,充分考慮布袋粉塵的彌散范圍和沉降時間,箱體空壓包的壓力下降數(shù)值和恢復(fù)時間,鄰近空壓包的管道損失以及相互影響等各個參數(shù),合理安排跳躍位置以達(dá)到減少布袋工作阻力和延長布袋工作壽命的最終目的。

綜上所述,筆者認(rèn)為清灰應(yīng)該實(shí)現(xiàn)“跳躍”方式:在箱體間跳躍保持流量配置的平衡和空壓包壓力的恢復(fù),在箱體內(nèi)跳躍保持清灰的效果不會相互影響。

當(dāng)然這兩種跳躍應(yīng)以箱體間的跳躍為主。因?yàn)檫@種跳躍會同時延長同一個箱體內(nèi)兩列布袋清灰的時間間隔,也就使得同箱體布袋相互影響減輕。

3 　舉例

以實(shí)例進(jìn)一步說明“跳躍清灰”的基本概念和步驟。設(shè)除塵器有10 個箱體,每箱有5 列布袋,如圖1 所示。

經(jīng)計算,認(rèn)為下述的控制模式較好:

(1) 箱體內(nèi)的跳躍模式為1 —4 —2 —5 —3。

(2) 箱體之間的跳躍模式為1 —6 —2 —7 —3 —8 —4 —9 — 5 —10。

(3) 每只箱體每一次清灰均完成本箱布袋總數(shù)的1/ 5 就跳躍到下一個箱體,這樣逐次逐步進(jìn)行布袋清灰。

筆者2007 年在焦作某電廠按上述控制模式編制了一套 PLC 軟件,初步實(shí)現(xiàn)了跳躍清灰的理念。據(jù)測定,按此模式進(jìn)行清灰的大型布袋除塵器工作阻力長時間保持在1. 2 kPa 以下,比同地點(diǎn)的另外1 臺同型號傳統(tǒng)清灰模式除塵器工作阻力低10 %～15 %。換袋時間也延長了10 %以上。通過不改動硬件設(shè)施僅靠軟件中清灰控制模式的跳躍特點(diǎn)就取得了10 %以上的節(jié)能增效結(jié)果。此例說明跳躍清灰理念有比較明顯的社會意義和經(jīng)濟(jì)價值。

4 　結(jié)語

跳躍清灰模式相比傳統(tǒng)的順序清灰明顯平衡了氣流的分配,保持了空壓包的壓力穩(wěn)定,也使箱體內(nèi)布袋的相互影響得以降低,有明顯的社會意義和經(jīng)濟(jì)價值。但尚有一些關(guān)鍵問題要進(jìn)一步研究才能解決。例如每次清灰的數(shù)量占本箱體布袋總數(shù)的1/ 5 ,在箱體之間循環(huán)5 次全部清理完除塵器所有布袋,這個比例不一定是最優(yōu)的策劃。最優(yōu)值還有待于進(jìn)一步討論才可能得出。這種“跳躍”方法能引起業(yè)界同行一些興趣就達(dá)到了本文的基本目的。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介　張曉超,女,中鋼集團(tuán)武漢天澄環(huán)?？萍脊煞萦邢薰竟こ處?。

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