脉冲袋式除尘器清灰系统原理与清灰程序的研究设计

工业除尘技术的主要目的是降低烟气颗粒物的排放、减少大气污染。其中，袋式除尘技术因其在除尘效率、设备要求等方面的优点而备受青睐。作为除尘器的核心，滤袋的性能直接关系到除尘器的使用状况，其性能的优劣及使用寿命的长短直接决定了除尘效果的好坏，防止滤袋由于各种原因造成的破损或失效，对提高整个设备的稳定运行，减少设备的运行成本，满足环保排放要求具有重要的意义。其中含聚苯硫醚纤维的滤料以其耐热、力学性能稳定、绝缘性好、耐摩擦等优点而成为滤料的主要产品之一。然而，在设备运行过程中难免会碰到滤袋破损或者失效等情况，通过对破损滤袋进行综合分析，总结得出滤袋失效破损的原因，有助于对布袋除尘器进行改进和完善，调整符合滤袋运行工况的较佳运行参数，较大限度地延长滤袋使用寿命，减少运行成本，降低风险，烟尘稳定达标排放和稳定生产。

(一)、布袋式脉冲除尘器清灰系统原理

袋式收尘器是一种干式除尘器，它是利用无机纤维编织制作的除尘滤袋将含尘气体中固体颗粒物滤出的除尘设备。对于2μm以上的粉尘，且造价较低、管理简单、维修方便。该设备通常由箱体结构、过滤单元、清灰系统、输灰机构、控制系统等组成。

1、工作原理

含尘气体进入袋式收尘器，在扩散、重力、碰撞等作用下，粒径范围内的粉尘会粘附在布袋除尘器的受尘面，形成尘饼，干净空气穿过除尘滤袋排出机体，实现气尘分离，达到净化空气的目的。随着时间推移，尘饼堆积越厚，除尘器的阻力就越高，导致除尘器效率下降。为系统正常运行，进行清灰。清灰的目的是去除粘附在除尘滤袋外表的粉尘，使粉尘层保持在的范围内，系统运行阻力在范围内波动。

2、脉冲清灰系统

袋式收尘器的清灰方式主要有：①机械清灰；②脉冲清灰；③反吹清灰；④组合清灰等几种。3、清灰系统原理脉冲清灰是利用压缩空气在短的时间内(通常不超过0.3s)高速喷入除尘滤袋，同时诱导数倍于己的空气，形成冲击波，使除尘滤袋产生急剧的膨胀和振动，之后除尘滤袋回瘪，这种一涨一瘪的过程使除尘滤袋表面粉尘脱落。喷吹系统由脉冲控制仪、脉冲阀、喷吹管等组成。脉冲控制仪控制脉冲阀瞬间通断形成脉冲气流。

从清灰的过程看，粉尘脱落量与除尘滤袋“涨”、“瘪”程度有关，这过程由喷入除尘滤袋的压缩空气量、气压、间隔、时间决定，这几者之间综合作用构成通常所说的清灰强度这一概念。间隔就是脉冲周期，即同一脉冲阀相临两次打开的时间间隔(一般为3～180s)，它决定清灰的频率。时间就是脉冲宽度，即脉冲阀膜片打开的时间(一般为0.03～0.3s)，它决定清灰气量的大小。这两个参数都连续可调并由脉冲控制仪决定。

粉尘层的形成与过滤速度有关，过滤速度高时粉尘层形成较快；过滤速度低时，粉尘层形成较慢。粉尘在滤料上的附着力是非常强的，可以达到粒子自重的1000～4200倍。清灰之后，粉尘层会继续存在。但清灰强度过大会破坏粉尘层，导致粉尘层的“漏气”，降低捕集粉尘的效果，直接表现为袋式收尘器间歇冒灰。

脉冲清灰的气压分为高压、低压两种，高压一般为0.5～0.7MPa，低压一般为0.1MPa左右。高压清灰诱导的空气量大，能耗高；低压清灰节省压缩气用量，压损小、喷吹管口径大，能耗低，适合抗折性比较低的滤料。从清灰效果讲两者没有太大的差别，这种分法是不的。随着人们对清灰机理的进一步认识，清灰的气源压力和气量选择将为合理，灵活掌握清灰系统的配置，延长滤料的使用寿命。

(二)、布袋式脉冲除尘器清灰程序的研究设计

清灰程序的设计非常重要，它是根据反吹清灰原理、除尘器布袋鼓胀与缩袋变形的时间以及除尘器布袋的尺寸大小、粉尘比重等因素综合考虑设计的。

如果程序的执行时间、清灰状态安排设计不合理，将会影响除尘器的清灰效果和使用效果。

目前，通常采用的清灰程序以“二状态”(过滤~清灰~过滤)居多，也有采用“三状态”(过滤~清灰，静止沉降~过滤)。这两种清灰状态均存在问题，如“三状态”清灰力度不够，影响清灰效果；“二状态”清灰过程中抖落的粉尘没有沉降时间，会出现“二次扬尘”和“粉尘再附”现象；“粉尘再附”严重时会产生“失控”现象，造成除尘设备失效。

为了解决“二状态”和“三状态”清灰中存在的问题，重新研究、设计了一种“组合状态”清灰方式，即过滤~反吹清灰~过滤(抖动)清灰~静止沉降一过滤。

该“组合状态”清灰是将“二状态”和“三状态”清灰的优点组合在一起，既有“二状态”的清灰力度，又有“三状态”的静止沉降过程，并在“组合状态”中增加了其有的除尘器布袋抖动过程。“组合状态”清灰工作过程如下：(l)开启反吹风机，待风机平衡后，打开反吹风机前面的截止阀，提升切换阀将出风口关闭的同时，打开反吹风口。反吹风机鼓人与过滤气流方向相反的逆向清灰气流，逆向清灰气流置换小袋室中除尘器布袋内的过滤气体，改变了除尘器布袋内外的压差，脉冲单机除尘器由“膨胀”变成“缩瘪”状态，剥离除尘器布袋表面附着的粉尘层。

(2)经过清灰时间，关闭反吹风机前的截止阀，提升切换阀在将反吹风口关闭的同时打开出风口。含尘气体再次进人该小袋室内，除尘器布袋急剧地膨胀而产生抖动，再次对除尘器布袋清灰。

(3)提升切换阀将出气口关闭，反吹风口打开，此时小袋室密封关闭，处于无风状态。使悬浮于除尘器布袋内的粉尘有足够的沉降时间。

(4)提升切换阀在将出风口打开的同时关闭反吹风口，此时除尘器布袋重新“膨胀”，恢复到过滤状态。各种状态的过渡均是依靠提升切换阀和截止阀完成。“停止清灰、粉尘沉降时间”与除尘器布袋的长度、粉尘体积质量、反吹清灰气流的运动方向有关。一般粉尘沉降需40s~90s。由于我们设计的清灰机构产生的反吹清灰气流与粉尘沉降的方向相同，因此可缩短粉尘沉降时间。反吹清灰时间与除尘器布袋的长度、反吹风速有关。

一般除尘器布袋缩瘪时间为10s~20s，鼓胀时间为5s。反吹清灰程序设计时，各步骤所需时间计算、设定准确，否则就会影响除尘器的清灰效果和使用效果。