脈沖清灰的影響因素研究分析

對(duì)于脈沖袋式除塵器，很多人都認(rèn)為壓縮空氣脈沖作用于濾袋所產(chǎn)生的沖擊對(duì)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(shí)所獲得的最大反向加速度Ap 的乘積，即Fs＝md • Ap，指出只有當(dāng)粉塵分離力Fs 超過(guò)粉塵與濾袋的粘附力FA 時(shí)，才會(huì)發(fā)生粉塵剝落?？梢?jiàn)，對(duì)于某一特定的脈沖噴吹清灰系統(tǒng)特定的粉塵/濾料體系，就應(yīng)該相應(yīng)有一個(gè)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(guò)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(qiáng)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(guò)環(huán)隙脈沖噴吹系統(tǒng)濾袋噴吹加速度試驗(yàn)，從有關(guān)的試驗(yàn)中可以分析得出：在脈沖噴吹過(guò)程中，除塵布袋最初加速向外膨脹；當(dāng)膨脹到一定程度時(shí)，由于濾袋的拉伸而產(chǎn)生一個(gè)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(dāng)合成張力與噴吹氣流靜壓力平衡時(shí)，加速度變?yōu)榱?，而濾袋向外運(yùn)行的速度則達(dá)到最大；隨后濾袋開(kāi)始反向加速，作減速膨脹；當(dāng)膨脹到極限位置時(shí)，其速度為零，張力升至最大，濾袋在此很大回復(fù)力作用下產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的沖擊振動(dòng)，同時(shí)獲得最大的反向加速度Ap；隨后濾袋開(kāi)始回縮，一旦濾袋離開(kāi)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(fù)到原來(lái)的靜止位置；在此后的脈沖噴.吹過(guò)程中，濾袋在極限位置附近作很弱的振動(dòng)，當(dāng)濾袋向外膨脹時(shí)，噴吹氣流靜壓力是激振力，而當(dāng)濾袋回縮時(shí)它又成為阻尼力，且氣流靜壓在脈沖噴吹過(guò)程中時(shí)刻在變化；另外，濾袋振動(dòng)的回復(fù)力（即合成張力）又是一個(gè)沖力。由此可見(jiàn)，濾袋在整個(gè)脈沖噴吹過(guò)程中運(yùn)動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的有阻尼受迫振動(dòng)。在脈沖噴吹清灰時(shí)，濾袋自上而下順序開(kāi)始膨脹，并順序達(dá)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(gè)壓力氣泡自上而下在濾袋內(nèi)掃過(guò)，而是當(dāng)袋底部分開(kāi)始膨脹時(shí)，整個(gè)濾袋處于不同的膨脹程度，是倒置的圓臺(tái)狀。  

    在我國(guó)，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(guó)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(guó)內(nèi)一般有這樣的看法：噴吹壓力低，清灰時(shí)對(duì)濾布的作用力就小，這樣有利于延長(zhǎng)濾布的使用壽命，也就是說(shuō)低壓清灰優(yōu)于高壓清灰。試驗(yàn)證明，這種看法實(shí)際上不夠全面，在噴吹量不同的情況下，無(wú)法比較高壓清灰與低壓清灰兩者對(duì)濾布作用力的大小。從上世紀(jì)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(yīng)用。1988 年美國(guó)電力研究院（Electric Power Research Institute, EPRI）對(duì)當(dāng)時(shí)已經(jīng)在世界各地電廠鍋爐運(yùn)行的多臺(tái)脈沖袋式除塵器作了深入的調(diào)查比較。結(jié)論是以上三種脈沖袋式除塵器均能夠達(dá)到預(yù)期的運(yùn)行效果和煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，都適合在美國(guó)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(guó)電力研究院（EPRI）在佛羅里達(dá)州Scholz 電廠，采用以上三種脈沖噴吹方法，進(jìn)行清灰試驗(yàn)，結(jié)論是：  

    （1）在三個(gè)月的測(cè)試過(guò)程中，沒(méi)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(yùn)行耗電量越小。  

    由此可見(jiàn)，高效清灰的HPLV具有運(yùn)行費(fèi)用最低，清灰次數(shù)最少等特性。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的設(shè)備運(yùn)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(zhǎng)濾袋的使用壽命。當(dāng)然噴吹壓力也不能太高，干什么都要有個(gè)“度”，如果清灰壓力太強(qiáng)，濾袋也可能由于振蕩力太強(qiáng)導(dǎo)致與袋籠的嚴(yán)重摩擦而裂袋。因此，無(wú)論采用高、中或低壓的空氣源，設(shè)備的清灰力度賀流量都必須綜合考慮工藝和現(xiàn)場(chǎng)條件以及濾料性質(zhì)來(lái)合理配置。在實(shí)際使用中，高、中、低壓并沒(méi)有嚴(yán)格的分界，只是相對(duì)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(dāng)濾袋內(nèi)外的壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，脈沖閥迅速開(kāi)啟，壓縮空氣在瞬間釋放，經(jīng)由電磁脈沖閥和噴吹管向?yàn)V袋內(nèi)噴射，實(shí)驗(yàn)證明，脈沖閥的噴吹氣量大并不能說(shuō)明脈沖閥的性能優(yōu)越，延長(zhǎng)噴吹時(shí)間并不能對(duì)噴吹時(shí)濾布的加速度有什么影響，無(wú)益于提高清灰效果，而脈沖閥的響應(yīng)速度才是一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。不同廠家生產(chǎn)的脈沖閥，由于其響應(yīng)速度不同，在噴吹氣量上造成的差別也是很大的。響應(yīng)速度慢的脈沖閥不僅要多消耗壓縮空氣，由于在噴吹時(shí)濾袋內(nèi)部反向壓力上升的速度慢，還會(huì)影響到濾袋的加速度，也就是說(shuō)影響清灰效果。