毕业设计（论文）-脉冲布袋除尘器设计.doc

济南大学毕业设计1 前言目前建设的火力发电厂中，高效除尘装置的选择以静电除尘器和布袋除尘器为主。静电除尘器在国内的应用较早，20世纪70年代就已经应用于火力发电厂，如吉林热电厂、保定发电厂。经过多年的开发应用，静电除尘器技术成熟，除尘效率较高，目前已被广泛应用于电力、冶金、化工、建材等行业。国内已建600MW火电机组全部选用了高效静电除尘器。袋式除尘器在美国、加拿大、澳大利亚及欧洲等地的一些火电厂被广泛采用，燃煤锅炉应用袋式除尘器已是一项成熟的技术，最长已有30余年的历史。袋式除尘器在我国矿山、建材、食品、制药、冶金、化工等行业已经成功应用多年，但在燃煤锅炉上，直到2001在呼和浩特市丰泰发电厂才首次应用成功，发展到现在已有10余家公司的袋式除尘器在全国不同地区的应用，如天津开发区5号热源厂、张家港保税区热电厂、焦作发电厂；而且许多火电厂的静电除尘器改造成了袋式除尘器，如呼和浩特热电厂、赤峰市富龙热力股份有限公司热电厂工作原理: 含尘气体从袋式除尘器入口进入后，由导流管进入各单元室，在导流装置的作用下，大颗粒粉尘分离后直接落入灰斗，其余粉尘随气流均匀进入各仓室过滤区中的滤袋，当含尘气体穿过滤袋时，粉尘即被吸附在滤袋上，而被净化的气体从滤袋内排除。当吸附在滤袋上的粉尘达到一定厚度电磁阀开，喷吹空气从滤袋出口处自上而下与气体排除的相反方向进入滤袋，将吸附在滤袋外面的粉尘清落至下面的灰斗中，粉尘经卸灰阀排出后利用输灰系统送出。2 方案论证2.1 脉冲除尘器的国内外产品比较分析2.1.1. 概述 80年代以来，世界各国的除尘设备有了很大的发展。1) 对环境污染的控制标准趋于严格 在美国，1963年颁布了洁净空气法(Clean Air Act)以后，于1970年、1975年、1977年多次修订，1990年修订和补充的洁净空气法经国会通过后成为一部目前国际上最为严格和详尽的法规。在德国，规定各种工业污染物的排放标准为50mg/m，不久前公布的17B1mSchV标准中规定日平均浓度为l0mg/m, 1/2小时的平均浓度为30mg/m. 在日本对于通常的燃煤电厂烟气净化系统要求其出口粉尘排放浓度小于30mg/Nm，而在大城市附近的燃煤电厂，其要求与燃油电厂相似，要求低于10mg/Nm。 我国自1973年第一次公布13种物质的试行排放标准以来，各个工业部门都相继制定了本行业的粉尘排放标准。例如，工业锅炉的排放标准是按照大气环境标准的一、二、三类地区来确定的，1983年的标准(GB3841- 83)分别为200, 400, 600mg/Nm, 1992年公布的标准(GB13271一91)对于1992年8月1日前安装的分别为200, 300, 400mg/Nm，而8月1日以后安装的则分别为100,250, 350mg/Nm，同时对SO2的排放浓度也提出了要求。显然要达到新标准就需要采用更高效率的除尘设备。2) 除尘设备的市场不断扩大 据美国R. W. Meilvaine报道，1992年全世界的电除尘器及袋式除尘器的市场如表所示。美国欧洲/非洲亚洲总计电除尘器60060012002400袋式除尘器8007007002200合计1400 13001900 46002.1.2 袋式除尘器具体比较 袋式除尘器是目前应用非常广泛的一种高效除尘器，国内外都非常重视。因而近年来得到很快发展。 1) 滤料 滤料是袋式除尘器的核心，除尘器的效率、阻力以至于寿命都取决于滤料。我国目前主要采用的滤料有:耐温130以下的聚酷类滤布:涤沦“208”绒布、729”筒形聚酷平布、涤纶针刺毡等。耐温220以下的合成纤维滤布:其主要纤维有诺美克斯(NOMEX)、芳枫纶、聚.恶二哩，可以作成机织平布，也可作成针刺毡。耐温260以下的玻纤布，通常都经过“硅油一石墨一聚四氟乙烯”处理。此外，最近研制成玻纤针刺毡和玻纤膨体纱。 国外滤料的品种很多，可以满足各种不同的需要(如温度、耐酸、碱性等)，其中值得注意的有以下几种。 聚丙烯酸纤维(Dralon一T)，耐温135C，具有良好的性能，特别在耐酸方面优于聚醋和诺美克斯，是锅炉烟气除尘最为理想的滤料，澳大利亚新南威尔斯州煤的含硫低，飞灰的比电阻高，目前已将该州的电厂原有的电除尘器改为袋式除尘器，其主要采用的滤料就是Dralon-T。 Ryton(赖登)和P一84滤料。这两种滤料耐温较高，分别达190和2600C，并具有良好的效率、阻力特性和耐酸的性能，可以用于锅炉烟气净化，但其造价要比Dralon一T高。 聚四氟乙烯(Teflon)滤料，性能很好，但由于造价高而未广泛应用。 玻纤滤料。国外在玻纤滤料方面着重于滤料的处理技术。除了硅油、石墨、聚四氟乙烯(SGT)处理外，还有防酸处理方法、TeflonB处理方法。 GORE一TEX滤料。这是一种薄膜滤料，即由一层很薄的、极光滑、多微孔的膨体聚四氟乙烯薄膜表面层和底布粘结而成，根据其耐温的要求，底布可以采用绦纶毡、诺梅克斯毡、玻纤毡或织布。抗静电滤料。在一些有爆炸可能的除尘系统(如煤粉系统)，袋式除尘器经常会发生爆炸和燃烧。2) 袋式除尘器清灰与结构 袋式除尘器的结构是与清灰方式密切相关的，由于近年来我国引进了许多国家(日本、美国、德国、英国、瑞典等)的袋式除尘器，再加上我们国内研究单位所研制的成果，袋式除尘器目前已经出现了许多新的类型。3) 反吹风清灰袋式除尘器 70年代末期以来，我国从国外引进了各种形式的反吹风袋式除尘器，特别是大型袋式除尘器，其中有的已经经过消化移植，形成了我国的产品，其中主要的有: 上海宝钢从日本引进的分室反吹及大气反吹袋式除尘器，其中有正压反吹和负压反吹。目前国内已开发有多种形式，例如重庆钢铁设计院的TFC型，过滤面积最大可达15600，过滤风量达936000/h，过滤风速小于1m/min,滤料采用国产的729聚酷圆筒形滤袋或玻纤滤袋，袋长可达l0m. 美国富尔公司的分室反吹袋式除尘器，由平顶山电除尘器厂生产，结构上分成为标准型和和用户型，处理风量在200000/h时采用标准型,M一6000型(每单元过滤面积10000ft2)及M一7500型(每单元过滤面积7500ft2) ,滤袋长8-9m,滤料为720滤料或玻纤滤料。 美国久益公司的反吹清灰袋式除尘器，由哈尔滨环保设备研究所引进后开发了HJL型分室反吹袋式除尘器，每室204条滤袋，袋长约l 0m，过滤风速0. 46m/min，总过滤面积可达16000m 。2.2 脉冲除尘器型号组成及其代表意义 我所设计的为M F 360型，其具有除尘效率高、处理风量大、性能稳定、操作维修方便等特点外，还具有使用效率好、不易积粉、应用范围广等特点，广泛适用于粮食食品、饲料、冶金化工、建材、医药等行业的通风除尘和粉尘回收。2.3 工作原理及部件选择2.3.1 工作原理：1.脉冲袋式除尘器的组成脉冲袋式除尘器由下列各部件组成排气口、上部箱器、喷射管、文氏管、控制器、气包、控制阀、进气口、滤袋、框架、中部箱体、灰斗和空气输送槽送清灰结构等。根据安装位置制造可提供立式支架或座式支架。2.脉冲袋式除尘器的工作原理A基本原理：含尘气体由进气口进入装有若干滤袋的中部箱体，经过滤袋气体得到净化，粉尘被分离在滤袋外表面。净化后的气体经文氏管进入上箱体，由排气口排出。待经过一定的过滤周期，进行脉冲喷射清灰。每排滤袋上部都装有一根喷射管，经脉冲阀与压缩空气气包相连喷射管上的喷射孔与每条滤装的上部敞开口相对应，滤袋上部尚开口安装有文氏管。由控制器定期发出脉冲信号，通过控制阀使各脉冲阀按顺序开启。此时，与该脉冲阀相连是喷射管与气包相通，高压空气以极高速度从喷射孔喷出，在高速气流周围形成一个比喷吹气动，同时产生瞬间反向气流，将附着在滤袋外表面上的粉尘吹扫下来，落入灰斗，并经排会阀排出。各排滤袋依次轮流得到清灰。B喷吹系统（1）喷吹清灰系统 喷吹系统的组成：喷管一端接压缩空气气包，一端接喷射管，背压室接控制阀。控制阀由脉冲控制仪无信号输出时，控制阀排气口被封住，脉冲阀处于关闭状态；当脉冲控制仪发出信号时，控制阀将脉冲阀打开，压缩空气由气包通过脉冲阀经喷射管小孔喷入文氏管，进行清灰。（2）脉冲喷吹机构 脉冲袋式除尘器按其处理风量的不同，装有几排至几十排滤袋，每排滤袋有一个执行喷吹清灰的脉冲喷吹机构，它由脉冲阀和排气阀两部分组成。脉冲阀的一端接压缩空气气包，另一端接喷吹管，在阀盖上直接拧上排气（控制）阀，排气（控制）阀是由程序控制器（仪）加以控制，当程序控制器无信号发来时，排气阀的活动挡板处于封闭排气孔位置，此时，气流通过恒节流孔进入脉冲阀的背压室，泼纹膜片两侧气压均为气源压力。当程序控制器发来信号时，排气阀的活动挡板即抬起，使室与大气接通而迅速泄压，则泼纹膜片两侧的压力发声变化，靠近脉冲阀一端的压力仍为压缩空气压力，而排气阀一端压力为大气压力，于是，泼纹膜片被压向右侧，喷吹口打开，压缩空气进入脉冲阀进行喷吹清灰。信号消失后，活动挡板恢复至原来封闭排气孔的位置上，背压室的压力又回升至气流压力，泼纹膜片重新封闭住喷吹口，喷吹即行停止。上述动作是在0.1-0.2S左右完成的，就在这一瞬间内喷出高压空气，在文氏管部位形成了更高的流速，从周围引入约5-7倍于喷射空气量的二次空气冲进滤袋，致使滤袋急剧膨胀，引起一次冲击振动，同时，在瞬时内产生由里及外的逆向气流，由于冲击和逆向气流的作用，附着在滤袋外层的粉尘被抖落，同时，嵌于滤布孔隙中的粉尘也被吹掉，达到滤布的再生。在喷吹清灰过程中，每次喷吹清灰时间只有0.1-0.2S，以及控制器迅速而准确地进行程序切换，因此每分钟内有多排滤袋受到喷吹清灰。这样的清灰方式具有脉冲的特征，因此这类袋式除尘器称为脉冲袋式除尘器。3 空气输送槽的工作原理空气输送斜槽是利用空气使固体颗粒在流态化的状态下沿着斜槽向下流动的输送设备。这种输送方式属于气一固密相输送，在建材、化工、轻工等部门广泛应用。该设备具有如下特点：1、 槽体用厚24mm的钢板制造。2、空气输送斜槽的规格是以槽宽(B)毫米数表示，主要规格有250、400、500、600几种。3、因上槽是物料和空气通路，而下槽只通空气，所以上槽较高，下槽较矮。各段槽体用法兰连接。4、为了减小加进的物料对透气层的冲击和磨损，在透气层上盖有一层长为15m左右的冲孔薄钢板。5、为了防止上下槽连接处渗入雨水，上槽带有防水边，为了防止槽体连接处渗入雨水，设置了角钢防水盖。2.3.2 主要部件及其选择准则本设备主要部件部件：一、滤料。 二、滤袋。三、卡箍。四、文氏管。五、密封圈。六、防瘪环。七、滤袋座。八、环隙引射器。九、电磁脉冲阀。十、脉冲控制仪。十一、空气输送槽。各个部件的选择标准及作用如下：一、滤料。滤料的种类很多：1. 涤纶针刺毡2. 涤纶圆筒纺布3. 涤纶双面斜绒4.诺梅克斯针刺毡5、美塔斯针刺毡6、耐酸碱耐登针刺毡7、玻璃纤维布。 根据其使用温度，耐化学性，选择其种类。因为所过滤的物料是粉状物，其温度又不是很高，故选择涤纶圆桶纺布。二、滤袋。品种：1.袋口带弹性圈2.袋口捆扎式3.袋口袋钢丝环4.袋口绳索5.袋口带密封圈6.袋口带吊攀。 根据其使用范围选择袋口带弹性圈三、卡箍。用途：用于相同直径的滤袋与袋毛帽的紧固。品种：1.不锈钢螺旋卡箍 2.不锈钢弹簧卡箍根据布袋尺寸要求选择不锈钢弹簧卡箍。四、文氏管。用途：脉冲喷吹袋式除尘器清灰。五、密封圈。用途：用于过滤单元按装时密封。六、防瘪环。用途：用于缝制于内滤式滤袋身上。七、滤袋座。用途：用于脉冲喷吹袋式除尘器新型装置，使滤袋装、拆方便。八、环隙隐射器。用途：用于脉冲喷吹式除尘器新型装置，使滤袋装、拆方便。九、电磁脉冲阀。用途特点：电磁脉冲阀是脉冲袋式除尘器清灰喷吹系统的压缩空气“开关” 型号含义：D C F - Z XX S C- 电磁脉冲阀 XX- 口径尺寸 Z-直角型 S-双膜片技术参数：1.工作压力：0.4-0.6MPa 2.工作介质：清洁空气 3.电压：DC24V 4.电流：0.8A 5.使用环境：温度-10度-55度，空气相对湿度不超过85%根据要求我所选的是D C F-Z-25 型十、脉冲控制仪。 分类品种：1.脉冲控制仪（台式） 2.脉冲控制仪（挂式） 3.单片机控制仪 4.压差控制仪 5.电脑控制仪过滤减压器分配器脉冲源气动阀阀气动阀气动阀气动阀气动阀脉冲源脉冲源脉冲源脉冲源脉冲源脉冲袋式除尘器十一、袋数的确定。根据系统风量计算出所需处理的滤袋的袋数。 所依据的公式：2.4 主要技术性能特点（一）除尘效率 脉冲袋式除尘器的除尘效率基本上不随喷吹制度、过滤气速、气体含尘浓度的改变而变化，它主要取决与滤布的质量。（二）压力损失脉冲袋式除尘器的压力损失包括滤袋压力损失、喇叭管压力损失和进口压力损失，主要是前两项的压力损失较大。（三）喷吹制度喷吹制度包括脉冲时间、喷吹压力p和脉冲周期T。对除尘效影响最大的是脉冲是时间，其次是喷吹压力，而脉冲周期对除尘效率影响并不显明。1. 脉冲时间 当喷吹压力为0.7MPa或0.6MPa时，在脉冲时间大于0.1s后，除尘器压力损失降低量很小。而在此之前，除尘器压力损失迅速上升。2. 喷吹压力 喷吹压力的大小能直接影响清灰的效果。当P大于0.75MPa时，清灰效果的提高不显著。当P小于0.6MPa时，清灰效果显著下降。一般选用0.6-0.7MPa。3. 脉冲周期 脉冲周期的长短会直接影响除尘器压力损失、压缩空气用量以及动作部件的寿命。合理选用脉冲周期，应使风机克服除尘器压力损失耗电量与压缩空气量的耗电量之和最小，一般采用60s。4. 过滤气速 设计或选用除尘器时，首先要确定过滤气速，以确定总处理气量和过滤面积。它与喷吹压力P、脉冲时间、脉冲周期T、粉尘性质、气体含尘浓度以及滤袋长度有关系。3.设计计算3.1 袋数的确定滤袋数量的确定：1.总过滤面积的计算公式： A=Q/q 式中 A-滤袋总过滤面积，m； Q-处理含尘气体量，m/h； （Q=4300m/h） q-滤料的工作负荷，m/（h*m） （q=240 m/（h*m） 可以得出： A=18 m2. 滤袋数目的确定： A -滤袋总过滤面积，； （A=18 m） n-滤袋数量，个 （n=24） D-单个滤袋的直径，m （D =0.13m） L-单个滤袋的长度，m （L=2m） 取得n=24Q=4300m/；q=240 m/（h*m）A=18 mA=18