设备管理_旋风除尘器实验指导书

旋风除尘器旋风除尘器实验实验 仿真实验指导书仿真实验指导书 通风与大气污染通风与大气污染 控制工程控制工程仿真仿真系列系列实验实验 蔡建安 林晓飞 编著 安徽工业大学 实验实验 6-旋风除尘器旋风除尘器实验实验 一、实验目的一、实验目的 （1）了解除尘器性能试验台的结构及工作原理，掌握除尘器性能测试的基本方法。 （2）了解除尘器运行工况对其效率和阻力的影响。 （3）设定并测量除尘器的处理风量。 （4）测定除尘器阻力与处理风量的关系。 （5）测定除尘器效率与处理风量的关系。 二、实验装置和二、实验装置和虚拟设备虚拟设备 除尘器性能测定试验台的结构如下图 6-1 所示，它主要由测试系统、实验除尘器和发尘装置等三 个部分组成。 图图 6-1 除尘器性能实验装置结构图除尘器性能实验装置结构图 1测试系统测试系统 测试系统由进气段、出气段、静压孔、孔板流量计、风机和调节阀等组成。其中： （1）两静压环分别设在进、出气段上，用以测量两管段的气流静压值和计算出除尘器的阻力（当 进、出气管道直径不相等时应用全压进行计算）。为了保证测量的精确性，两静压环的精确性，两静 压环离除尘器的进、出口均有一定的距离，并在计算除尘器阻力时还将这两段管路的压头损失扣除。 （2）孔板流量计设在气流比较洁净的出气段上，配以微压计后可测量系统的空气流量。 （3）风量调节阀设在风机出口处，用以调节系统的空气流量。 2实验除尘器实验除尘器 实验除尘器为一小型离心式除尘器，在其底部设卸灰斗，每次实验结束时可从此处将收集的灰尘 取出。取灰时应注意一下两点： （1）每次取灰时，应将灰斗中的灰尘清扫干净，以免剩留。 （2）每次取灰后，应将灰斗的盖板盖严，不得漏风以免使下次测试造成误差。 3发尘装置发尘装置 发尘装置为一振动式发尘器，其发尘量可通过调节漏斗的闸板开度进行控制，漏出的粉尘可通过 进灰口进入系统。 实验用粉尘可采用滑石粉、双飞粉、煤粉等干燥、松散的颗粒状粉尘。 三、实验原理和工况点参数测量及计算方法三、实验原理和工况点参数测量及计算方法 1风量的设置和调定风量的设置和调定 根据除尘器的工作特性，本实验在测定除尘器的阻力、除尘效率与风量的关系时，采用的除尘器 进口风速范围为 10-20m/s，分 4-6 个测定点，可根据除尘器中的进口尺寸，计算出不同进口风速下的 实验风量 Q，在利用已标定的孔板流量计“压差”-空气流量曲线查出与 Q 相对应的压差值，最后利 用风量调节阀门调定孔板流量计所配微压计的指示达到该“压差”值。（当室温与标定时差别较大时 应进行换算修正或重新标定）。 2测定除尘器阻力与风量关系测定除尘器阻力与风量关系 （1）按上述方法调定除尘器某实验风量后，利用进、出口气管段上的静压环和所配的微压计测 定并计算出两处之间的静压差 f P ： )( af phKP 式中：K微压计比例系数 h 微压计读值 )( a p （2）计算在该风量下进、出气管段内的风速 d VV 21、 ，动压头 21dd PP、 和动压差 d P 。 进、出气管段内的风速： )( 3600 2 1 1 s m R Q V )( 3600 2 2 2 s m R Q V 式中：Q实验风量 （m3/h） R1，R2进、出气段风管半径 (m) 进、出气管段内的动压头： )( 2 2 1 1 a d p V P )( 2 2 2 2 a d p V P 式中：空气密度 (kg.s2/m4) 进、出气管的段内的动压差： )( 21addd pPPP （3）计算除尘器前后管段的附加阻力 进气段附加阻力： )( 1 1 1 1adf pP d l P 式中：摩擦阻力系数，铜板风筒可取 =0.025 l1静压环至除尘器进口距离（包括方圆接头）(m) d1进气段管道直径 (m) 出气段附加阻力： )( 2 2 2 2adf pP d l P 式中：弯头局部阻力系数， =0.18 l2静压环至除尘器出口直管段长度 (m) d2出气段管道直径 (m) 附加阻力之和： )( 21afff pPPP （4）除尘器的阻力： )( afdf pPPPP （5）改变风量 3 次，重复上述实验步骤，直至完成所选定的不同风量下阻力的测定。 （6）将所得到的几组实验数据描绘在以风量 Q 为横坐标，以阻力P为纵坐标的坐标图上，平滑 地连接各实验点，从而得到 QP 曲线，即为除尘器的阻力与风量关系曲线。 3测定除尘器效率与风量的关系测定除尘器效率与风量的关系 （1）按上述方法确定某风量后，称取不少于 1kg 的实验粉尘 G1，并倒入发尘漏斗中。 （2）启动发尘振动装置，控制除尘器入口空气含尘浓度 5-10g/m3（发尘浓度预先调好）。 （3）发尘完毕后首先停止振动装置，约 1 分钟后停止风机。 （4）待风机稳定后，打开灰斗，收集灰斗中粉尘并称重，即得 G2。 （5）计算除尘器的除尘效率： 1 2 G G 式中：G1发尘量 (g) G2除尘器除下的粉尘量 (g) （6）改变风量，重复上述步骤，直至完成所选定不同风量下的除尘效率的测定。 实验数据处理： （1）除尘器的阻力与风量关系曲线（ Q ）。 （2）除尘效率与风量的关系曲线（ Q ）。 四、实验步骤和操作说明四、实验步骤和操作说明 1操作操作说明说明 图 6-2 中序号说明： ：stop 开关，点击按钮，即可退出实验； ：离心风机型号，点击菜单，即可在下拉列表中选型不同型号风机；单击离心风机下的“性能 参数”即可弹出风机铭牌； ：离心风机（鼓风机），点击风机图片，即可关闭/运行风机。 ：主控阀，用于调整流量，按住红色指针左右旋转，即可调整阀门开度，阀门全开时，表示开 度最大，取值为 1.0；全部关闭时开度最小，取值为 0；阀门量程也可在界面直接修改； ：发尘器，点击蓝色闪烁点，即可弹出如图 6-3 所示的放大图，在发尘参数设置的橙色框内， 可任意设置发尘参数，点击“ok 返回”按钮即可返回缩小图； ：分析仪，用于测量进入除尘器前的烟尘浓度，点击分析仪即可弹出如图 6-3 所示的放大图， 读取除尘前的烟尘浓度，再点击分析仪，即可返回简图； ：U 形管，测压，用于测量除尘器的全压，点击蓝色闪烁点，弹出如图 6-3 所示的放大图，可 读得烟尘进入除尘器前的全压，点击“ok 返回”按钮即可返回缩小图，可直接在 U 形管上修改量程； ：U 形管，测压 2，用于测量除尘器的顶部和底部的压差，即能量损失；点击蓝色闪烁点，弹 出如图 6-4 所示的放大图，可读得管道中的静压，点击“ok 返回”按钮即可返回缩小图，可直接在 U 形管上修改量程； ：除尘器设计，点击蓝色闪烁点，弹出如图 6-4 所示的放大图，旋风除尘器参数设置框和运行 参数显示框，在参数设置框中可以设置柱体直径、柱体长、入口直径、椎体厂、排口直径、烟气温度 等参数；在运行参数显示框，显示运行时的系统参数，不可修改；点击“ok 返回”按钮即可返回缩小 图，另外，单击除尘器的筒身部位，可显示如图 6-3 所示的内部结构原理图；其下侧的主流量测量仪 用于显示进尘流量，可通过主控阀调整，仪表的量程可以修改； ：分析仪 2，用于测量除尘后的烟尘浓度，点击分析仪 2 即可弹出如图 6-3 所示的放大图，读 取除尘后的烟尘浓度和净化效率，再点击分析仪，即可返回缩小图； ：离心风机（鼓风机），点击风机图片，即可关闭/运行风机。 图图 6-2 实验系统主界面实验系统主界面 2实验步骤实验步骤 （1）点击“旋风除尘器”下的 ok 按钮，进入“旋风除尘器”实验，如图 6-2 所示； （2）点击，选择离心风机型号； （3）点击左下角的“性能参数”按钮，即弹出“风机铭牌”，根据风机铭牌，选择相应转速的离心风 机； （4）保证鼓风机、引风机至少一台运行； （5）设置发尘器，确定发尘量、特征粒径及级配； （6）调整主控阀，确定主流量； （7）设计除尘器，设置柱体直径、柱体长、入口直径、椎体厂、排口直径、烟气温度； （8）读数。读分析仪中入口烟尘的浓度，主流量的数值；读U 形管所显示的除尘器能量损 失，即阻力损失；读分析仪 2 中出口烟尘的浓度和除尘效率；记录数据，填入如表 6-1 所示的实验 记录表； （9）分别改变旋风除尘器设计参数、发尘参数、主流量、鼓风（引风）、风机型号等实验条件， 重复 8，获取读数； （10）处理实验数据，说明除尘器的阻力、除尘效率与风量关系曲线；除尘器的最佳效率点等。 图图 6-3 实验系统展开图实验系统展开图 五、操作举例：五、操作举例：不同风量下不同风量下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 （1）点击“旋风除尘器”下的 ok 按钮，进入旋风除尘器”实验，如图 6-2 所示； （2）点击，选择离心风机型号“T4-72-3.6”； （3）点击左下角的“性能参数”按钮，根据风机铭牌，选择转速 2900rpm 的离心风机； （4）使保证鼓风机和引风机都运行； （5）设置发尘器，确定发尘量 357.5g/min，特征粒径及级配为默认参数； （6）调整主控阀，使其开度为 1，确定主流量为 96.58m3/min； （7）设计除尘器，设置柱体直径、柱体长、入口直径、椎体厂、排口直径、烟气温度为默认 参数； （8）读数。读分析仪中入口烟尘的浓度，主流量的数值；读U 形管所显示的除尘器能量损 失，即阻力损失；读分析仪 2 中出口烟尘的浓度和除尘效率；记录数据，填入如表 6-1 所示的实验 记录表； （9）调整主控阀开度，改变主流量获取 5 个工况点，重复 8，获取读数，填入表 6-1； （10）处理实验数据，说明除尘器的阻力、除尘效率与风量关系曲线等。 （11）分析实验数据，如图 6-4 所示，发现随着主流量的增加，除尘效率是逐渐增大的，除尘器 的阻力也是逐渐增大；除尘阻力增加的速率比除尘效率增加的速率要大。 表表 6-1 旋风除尘器旋风除尘器实验数据记录实验数据记录 工况点 主流量 m3/min 烟尘入口 浓度 g/m3 烟尘出口 浓度 g/m3 除尘效率 % 除尘器阻力 mmH2O 1 96.58 3.7 1.17 68.42 64 2 80.05 4.47 1.49 66.54 44 3 68.48 5.22 1.83 64.96 31 4 61.05 5.86 2.12 63.79 24 5 56.26 6.35 2.35 62.96 20 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 56.2661.0568.4880.0596.58 主流量（m3/min） 除尘效率（%） 0 10 20 30 40 50 60 70 除尘阻力（mmH2O） 除尘效率 除尘阻力 图图 6-4 实验数据分析实验数据分析 六、实施仿真实验六、实施仿真实验 实验实验 6-1：不同：不同柱体柱体直径直径下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 实验实验 6-2：不同：不同柱体长度柱体长度下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 实验实验 6-3：不同：不同入口直径入口直径下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 实验实验 6-4：不同：不同椎体长度椎体长度下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 实验实验 6-5：不同：不同排口直径排口直径下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 实验实验 6-6：不同：不同烟气温度烟气温度下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 实验实验 6-7：不同：不同通风方式通风方式下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 实验实验 6-8：不同：不同发尘参数发尘参数下下旋风旋风除尘器的除尘器的性能性能测定测定 风机型号 T4-72-3.6(rpm=2900) 发尘量 1357.5，其他默认 柱体 直径 柱体 长度 入口 直径 椎体 长度 排口 直径 烟气 温度 风机 测压 测压 2 主流量 除尘前 浓度 除尘后 浓度 除尘率 0.8 0.8 0.4 1.28 0.45 150 鼓风机 11.4 4.2 79.1 17.16 6.18 64.01 鼓+引 7.7 6.4 96.58 14.06 4.77 66.05 0.9 0.8 0.4 1.28 0.45 150 鼓风机 11.4 4.2 79.1 17.16 5.76 66.42 鼓+引 7.7 6.4 96.58 14.06 4.44 68.42 1 0.8 0.4 1.28 0.45 150 鼓风机 11.4 4.2 79.1 17.16 5.39 68.57 鼓+引 7.7 6.4 96.58 14.06 4.14 70.53 0.9 0.7 0.4 1.28 0.45 150 鼓风机 7.7 6.4 96.58 14.06 4.44 68.42 0.9 0.8 0.4 1.28 0.45 150 鼓风机 7.7 6.4 96.58 14.06 4.44 68.42 0.9 0.9 0.4 1.28 0.45 150 鼓风机 7.7 6.4 96.58 14.06 4.44 68.42 0.9 0.8 0.35 1.28 0.45 150 鼓风机 8.3 8.1 96.29 14.1 3.6 74.43 0.9 0.8 0.4 1.28 0.45 150 鼓风机 7.7 6.4 96.58 14.06 4.44 68.42 0.9 0.8 0.4