化工机械设备灰斗设计.doc

1. 概述1.1. 应用背景灰斗是旋风分离器的一个重要组成部分，灰斗不仅收集被捕集颗粒，而且具有脱气排料功能。它将分离过程中的废尘收集起来，以应用的最广泛的旋风分离器来说，当进气口的含大量灰尘的烟气在强大的负压下碰撞到阻挡灰尘的器壁上时，质量较大的部分直接落入灰斗中，而质量小的灰尘附着在器壁表面，在反吹风或脉冲喷气阀气流的外力作用下机械抖动以达到清灰的过程，清理的灰尘全都落入灰斗中。长期处于工况中的旋风分离器一般都是连续工作，在线分室清灰，这时大量的被清理的灰尘源源不断地落入灰斗中，灰斗的容积却是有限的，所以必须在灰斗中灰尘装满之前就要有一个反馈信号给PLC系统，以便安排时间清理掉灰斗里的灰尘以便继续工作，这时一般灰斗部分会加装一个可控的卸灰阀方便将灰尘转移出来。以上过程中的反馈信号就要靠料位计来产生了，料位计是安装在灰斗中的探测灰尘在灰斗中的位置的仪器，有了它就可以知道灰斗中的灰有多少了，以便组织工作。有关研究表明旋风分离器底部料腿和灰斗对流场和分离效率影响很大。一般认为灰斗的返混对旋风分离器的分离效率是不利的，通过结构改进可以抑制颗粒的返混。灰斗上口尺寸的大小取决于旋风分离器的大小。1.2. 分类按照形状分类：灰斗一般设计为正方形或圆柱加倒置的圆锥形。灰斗设计成正方形或近似正方形，外壁有环向加劲，用槽钢或角钢制作。旋风分离器中灰斗一般设计成第二种类型，一般灰斗壁板上口的直段较小，下面的斜壁很长，而且是悬空的，要考虑其刚度，过长时可将灰斗分节，以利于制造、运输、安装，节与节之间用法兰连接，法兰可用角钢制作。1.3. 使用中常见问题及应对方法灰斗在使用中会遇到下灰不畅等情况。常见原因：灰斗底部有异物堵塞，使下灰不畅；压力罐装灰阀上方膨胀节内部变形，使下灰不畅；灰斗内积灰受潮结块，使下灰不畅；灰斗气化风管路堵塞或气化板破，出力不足，使下灰不畅。应采取措施：严格限制系统检修时间，必要时可降低电场参数或停运电场，检修结束后应立即投运该单元，并加强该单元的输灰。联系检修人员敲灰斗或进行捅灰；利用输灰余压对该灰斗进行反吹。2. 工艺设计2.1. 工艺设计参数灰斗设计参数包括下口的长度和宽度、上口的工程直径、高度、面板上横筋的间距、面上竖筋的间距等。2.2. 工艺设计原则在一般的旋风分离器内，主要是依靠下行气流将已浓集在器壁处的颗粒排入灰斗的，所以不可避免地会有一部分气流进入灰斗，而后再返回分离器内。此部分返气总会夹带部分细颗粒，降低分离效率。若排尘口过大，这种返气夹带变得严重，但若排尘口过小，不稳定的内旋流会摆动并将排尘口处已浓集在器壁上的颗粒重新卷入上行的内旋流中，也不利于分离过程，而且在浓度很高时，以及颗粒会粘附团聚时，排尘口还易堵塞不通，使分离失效，所以一般排尘口径应大于内旋流直径，或大于0.8倍排气管下端直径，具体较多采用D e = (0.20.4) D 。排尘口径确定后，还要合理选定锥顶角。从避免产生灰斗顶灰环的角度看，一般锥顶角在 =1020间为宜，高效结构应取较小值。为了尽量减少灰斗返气的夹带，从排气管下端到灰斗内粉尘表面的距离大于10de ，则灰斗返气的夹带是很小的；粉尘越细，此距离应越大。1971年，Glonger及Hanker在排尘口处装了一个圆锥，称为“防旋涡器”，可防止强旋涡直接旋入灰斗，减小灰斗返气的夹带，据说可提高效率14%。联邦德国的不少旋风分离器均采用此种结构，此圆锥表面与排尘口间距离可取c 0.25d 左右。苏联开发了一种新结构，也在排尘口处加了一个中心有返气口的圆锥体，可提高效率，在炼油厂催化裂化装置中已使用成功，效果较好。Baker等对比了不同尺寸的排灰口直径，发现排灰口直径变小时，微小颗粒的逃逸量要大的多，而对大颗粒则没有显著的影响，对压降则没有多大影响。3. 机械设计3.1. 机械设计参数灰斗机械设计参数主要包括：灰斗倾角、材质及内表面的光洁度。3.2. 机械设计原则灰斗倾角大于60，且在转角处设置圆弧板，消灭死角。粉尘应尽快的排出灰斗以避免在灰斗内结块，如果结块了，就很难排除去。灰斗通常设计成具有55到70度的斜度以利于灰自由的由灰斗顶部流到灰斗底部的输灰口。有些生产厂家在灰斗上增加一些设备以帮助迅捷的输灰，这些设备包括撞击板，拨动孔，振动器和振打装置。撞击板是一块简单的钢板用螺栓安装或焊接在灰斗壁的中央。如果灰在灰斗内变得发粘，用一个木锤敲打撞击板将使得灰变得松散