布袋除尘器设计要点.ppt

布袋除尘器设计要点 布袋除尘器设计要点 布袋除尘器配件确定布袋除尘器管道构件布袋除尘器管道的布置布袋除尘器除尘器喷吹短管及高度确定布袋除尘器喷吹系统的设计布袋除尘器底柱组件的结构计算布袋除尘器除尘器上箱体的结构设计布袋除尘器的设计与布置附加内容 布袋除尘器配件确定 A 布袋除尘器载荷的确定 静载的确定 G静载 Gi i 1 5 式中 G1本体钢结构部分的重量 G2滤袋总重 G3袋笼总重 G4滤袋表面积灰5mm的重量 G5灰斗允许积灰重量 根据我公司的多年来的设计经验 静载荷在除尘器基础上的分布 一般是 最外面一圈基础柱桩的载荷为总静载分布在所有柱桩上的平均值Gp的110 次外圈一圈柱桩的载荷为Gp的120 200 以此类推 直到最内圈载荷 内圈载荷高于外圈载荷 但内外圈载荷最大差别不得超过300KN 这样设计载荷的目的是保证本体结构系统的地基稳定性 关于载荷部分的详细分配及计算过程可以参考 建筑荷载设计规范 手册 布袋除尘器配件确定 B 布袋除尘器动载的确定按楼面及屋面活荷载取标准值2 5KN m2 检修平台按4KN m2 来计算 除尘器总动载荷 F KA0A1 KA1A2 KA1检修平台活荷载取标准值 A1除尘器平面投影面积 A2平台扶梯平面投影面积 设计时 单个承载点荷载值是平均值的100 120 左右 具体分布时 可以是平台扶梯结构多的部分取偏大值 结构少的部分取较小值 结构设计人员应合理安排 综合考虑影响动载荷分布的各种因素 布袋除尘器配件确定 C布袋除尘器 风载的确定根据GB50009 2001 查全国基本风压分布图 可得相关值 风载的计算 也可以按经验公式 Kn 2 1600 单位KN m2 来计算 式中 为风速 单位m s 设计时 单个承载点荷载值是平均值的120 150 左右 具体分布时 最外一圈的载荷点为平均载荷值的120 内圈载荷点为平均载荷值的150 布袋除尘器配件确定 D 布袋除尘器震载的确定在一些地震多发地区 必须考虑地震对结构强度的影响 设计单位在与用户签定除尘设备技术协议时 必须明确地震的烈度 根据 钢结构设计规范 GB50017 2003 地震载荷的计算可以分为水平方向的剪力计算和竖直方向的拉 压 力计算 公式如下 剪力标准值 FEK 1Geq拉 压 力标准值 FEK 1Geq各承载点的震载计算过程可以按照上面的计算步骤来进行 布袋除尘器配件确定 E 布袋除尘器雪载的确定根据GB50009 2001 查全国基本雪压分布图 得雪压相关值 基于安全考虑 实际设计时 单个承载点的设计值建议是平均承载值的120 200 除尘器载荷确定完毕后 结构设计人员就可以将载荷图提交给土建专业 由土建专业根据载荷的大小及相关特性确定土建部分包括混凝土配筋的规格 数量及混凝土开挖的深度及混凝土浇铸的样式 布袋除尘器管道构件 布袋除尘器的除尘系统主要由于吸尘罩 通风管道 除尘器 风机四个部分组成 今天我跟大家介绍一下布袋除尘器的管道构件 主要是弯头跟三通 首先呢就是弯头啦 什么叫弯头呢 弯头是连接管道的常见构件 其阻力大小与弯管直径d 曲率半径R以及弯管所分的节数等因素有关 曲率半径R越大 阻力越小 但当R大于2 2 d时 弯管阻力不再显著降低 而占用的空间则过大 使系统管道 部件及设备不易布置 故从实用出发 在设计中R一般取1 2d 90 弯头一般分成4 6节 布袋除尘器管道构件 布袋除尘器的管道构件三通啦 三通就是在集中风网的除尘系统中 常采用气流汇合部件 三通 合流三通中两支管气流速度不同时 会发生引射作用 同时伴随有能量交换 即流速大的失去能量 流速小的得到能量 但总的能量是损失的 为了减小三通的阻力 应避免出现引射现象 设计时最好使两个支管与总管的气流速度相等 即V1 V2 V3 则两支管与总管截面直径之间的关系为d12 d22 d32 三通的阻力与气流方向有关 两支管间的夹角一般取15 30 以保证气流畅通 减少阻力损失 三通不能采用T形连接 因为T形连接的三通阻力比合理的连接方式大4 5倍 另外 尽量避免使用四通 因为气流在四通干扰很大 严重影响吸风效果 降低系统的效率 布袋除尘器管道构件 渐扩管 气体在管道中流动时 如管道的截面骤然由小变大 则气流也骤然扩大 引起较大的冲击压力损失 为减小阻力损失 通常采用平滑过渡的渐扩管 渐扩管的阻力是由于截面扩大时 气流因惯性作用来不及扩大而形成涡流区所造成的 渐扩角 越大 涡流区越大 能量损失也越大 当a超过45 时 压力损失相当于冲击损失 为了减小渐扩管阻力 必须尽量减小渐扩角a 但a越小 渐扩管的长度也越大 通常 渐扩角a以30 为宜 管道与风机的接口及出口 风机运转时会产生振动 为减小振动对管道的影响 在管道与风机相接的地方最好用一段软管 如帆布软管 在风机的出口处一般采用直管 当受到安装位置的限制 需要在风机出口处安装弯头时 弯头的转向应与风机叶轮的旋转方向一致 管道的出口气流排入大气 当气流由管道口排出时 气流在排出前所具有的能量将全部损失掉 为减少出口动压损失 可把出口作成渐扩角不大的渐扩管 出口处最好不要设风帽或其它物件 同时尽量降低排风口气流速度 布袋除尘器管道的布置 第一点管道布置力求简单 尽可能垂直或倾斜装设 倾斜角一般不得小于50 使管道内的积尘能自然滑下 第二点分支管与水平管或主干管连接时 一般从管道的上面或侧面接入 第三点管道一般采用圆形截面 因为方形 矩形截面管道四角会产生涡流 易积粉尘 最小直径一般不小于100mm 以防管道堵塞 第四点管道不宜支承在设备上 如通风机外壳 应设支 吊架 钢制管道水平安装时 其固定件的间距 当管径不超过360mm时 不大于4m 超过360mm时 不大于3m 当垂直安装时 其固定件的间距不大于4m 拉绳和吊架不允许直接固定在法兰盘上 最后就是为减轻风机的磨损 宜将除尘器装置置于风机之前 布袋除尘器的管道设计应注意的几个问题 在实际设计中 管道的直径 风速和流量 还要根据实际情况进行阻力计算 在保证使用效果的前提下 使输运气流的能耗最小 布袋除尘器除尘器喷吹短管高度确定 布袋除尘器喷吹短管端面距离滤袋口 花板 的高度受气流沿喷吹轴线成20 角度和二次诱导风量的影响 理论上来说 二次诱导气量越多越好 也就是加大喷吹短管距离滤袋口的高度 但高度不能无限制抬高 气流沿喷吹轴线成20 角度扩散的现象注定其只能是一个确定的值 该值恰好能保证扩散的原始气流连同诱导的气流同时超音速进入滤袋口 进入滤袋的气流瞬间吹到滤袋底部 在滤袋底部形成一定的压力 然后 气流反冲向上 在滤袋内急剧膨胀 抖落覆着在滤袋外表面的积灰 根据试验 脉冲气流在袋底的冲击力约1500 2500Pa 布袋除尘器除尘器喷吹短管高度确定 实际上 除尘器喷吹压力越大 气流沿喷吹轴线的扩散角度就越小 喷吹短管端面距离滤袋口 花板 的高度就可以加大 诱导更多气流 能喷吹更多的滤袋 反之 喷吹压力越小 气流沿喷吹轴线的扩散角度就越大 喷吹短管端面距离滤袋口 花板 的高度就需要减小 诱导气流相对减少 喷吹滤袋的数量减少 布袋除尘器喷吹系统的设计 除尘器的喷吹系统由脉冲阀 喷吹气包 喷吹管及管道连接件组成 喷吹系统是布袋除尘器的核心部件 它的设计好坏可以决定除尘器能否正常使用 设计喷吹系统时 应该注意脉冲阀的选择 喷吹气包容量的大小及喷吹管详细结构的设计 布袋除尘器喷吹系统的设计 第一 除尘器的脉冲阀的选取有的脉冲阀厂家还提供关于喷吹气量 工作压力与喷吹脉宽的曲线图 在看这类曲线图时 要注意喷吹气量是标准状态下的气量 不是工作压力下的气量 我们可以将标准状态下的气量转换成工作状态下的气量 比如 在0 5Mpa的工作压力下 该脉冲阀喷吹气量500L 那么实际上 该脉冲阀所消耗的工作状态下的压缩气量为 500 0 1 0 5 100L 0 1MPa为标准大气压 0 5MPa为工作气压 布袋除尘器喷吹系统的设计 第二 除尘器的气包容量的确定 气包的工作最小容量为单个脉冲阀喷吹一次后 气包内的工作压力下降到原工作压力的70 在进行气包容量的设计时 应按最小容量进行设计 确定气包的最小体积 然后在此基础上 对气包的体积进行扩容 气包体积越大 气包内的工作气压就越稳定 我们也可以先设计气包的规格 然后用最小工作容量进行校正 设计容量要大于 最好远远大于 最小工作容量 一般来说 气包工作容量为最小容量的2 3倍为好 布袋除尘器喷吹系统的设计 第三 除尘器喷吹管结构的设计 喷吹管的设计 主要考虑喷吹管直径 喷嘴孔径及喷嘴数量 喷吹短管的结构形式及喷吹短管端面距离滤袋口的高度 然后就是除尘器的喷吹管直径 从经济的角度考虑 不推荐使用无缝钢管来制造喷吹管 布袋除尘器喷吹系统的设计 第四 除尘器喷嘴直径及数量 喷嘴直径及喷嘴数量是整个喷吹管设计的核心 在脉冲阀型号确定后的情况下 喷嘴数量不能无限制增多 它要受到喷吹气量 喷吹压力及喷吹滤袋长度等各类因素的综合影响 目前 3寸脉冲阀所带领的喷嘴数量建议最多不要超过20只 一般来说 16只以下比较合适 根据澳大利亚高原公司和国内上海袋配等知名厂家的多年试验 在中压喷吹的状态下 喷吹管上所有喷嘴口径的面积之和应该为喷吹管内径的60 80 即 60 80 A喷吹管 nA喷嘴 应当注意 靠近脉冲阀侧的喷嘴比远离脉冲阀侧的喷嘴口径大0 5 1mm 这样设计的目的 是要保证喷吹管上所有喷嘴喷射出的压缩气流均衡 压缩气量和压力的差别控制在10 以内 若采用低压喷吹 喷嘴口径还要进一步加大2 3mm 布袋除尘器喷吹系统的设计 第五 除尘器的喷吹短管的设计 喷吹短管的作用是导向和引流 诱导喷嘴周围的数倍于喷吹气流的上箱体内净气流一同对滤袋进行喷吹清灰 高速脉冲喷吹气流通过喷嘴后 气流沿喷吹轴线成20 角度 0 3Mpa的工作压力下 向轴线周围超音速膨胀 扩散锥形角为40 还有些时候 由于喷吹管上喷嘴的加工制造有缺陷 造成喷嘴略微歪向一边 这样 当喷吹气流通过喷嘴后 将不会垂直于喷吹管 产生吹偏现象 为了解决这个问题 便引入了喷吹短管的概念 有些除尘设备制造厂家称其为导流管 布袋除尘器底柱组件的结构计算 布袋除尘器底柱组件的结构计算 对底柱的计算 专家指出我们主要是考虑底柱的柔度和挠度 柔度与挠度也要却分的也要计算的 除尘器底柱的柔度计算 因型钢的规格未知 无法求出柔度 长细比 无法判断使用的公式 先采用欧拉公式计算 求出型钢的规格后 再检查是否满足欧拉公式使用条件 具体过程可以参考 机械设计手册 第一卷1 178页 惯性矩计算公式 Imin Pc L 2 E 2 式中 Pc底柱的临界载荷 E弹性模量 Ss稳定安全系数 长度系数 确定后应检查柔度 是否符合要求 布袋除尘器底柱组件的结构计算 其次除尘器的底柱的挠度计算了 挠度因风载而产生 计算公式 f PL 3 3EI 式中 P风载作用于底柱顶端的最大推力 L底柱长度 E弹性模量 I惯性矩 经过计算后 挠度均难以达到设计要求 需要增加斜撑 将风载的力 转为由斜撑来承担 在受拉的情况下 斜撑只要保证其受力截面面积符合要求 而滑块组件的结构设计滑块主要是消除钢材在温度变化时产生的线膨胀应力 滑块固定于底柱顶端 中箱体带动其上的所有与高温烟气接触的部件可以在滑块上自由膨胀 收缩 滑动 设计滑块结构时 应考虑到滑块的布置 滑块的承载 滑动能力及材料以及滑动范围 然后就是滑块的承载滑块承受除立柱外除尘器的所有垂直向下的重量载荷 重量载荷在滑块组的分布一般是 靠近除尘器中心的四个滑点为平均承重的300 其余均为250 这样设计的目的是为了保证滑块材料有足够的强度支撑 布袋除尘器底柱组件的结构计算 还有一点就是滑块的滑动能力及材料的选择 滑块采用光滑不锈钢板和滑板相结合的结构 不锈钢板焊接于顶柱底部平面上 能在固定的滑板上自由滑动 不锈钢板采用普通304材料制造 表面光洁度为6 3 m 厚度为2mm 滑板固定于底柱顶部平面上 切记 滑板的材料不能是钢 否则可能造成不锈钢板与滑板的胶着粘合而失去滑动功能 滑板材料的确定滑板一般采用聚四氟乙烯 滑块的滑动范围滑板的设置一定要考虑到热膨胀的位移量 滑板的设计要有一定的裕量 应保证在钢板发生热膨胀后 除尘器的全部载荷必须全部作用在滑板上 布袋除尘器底柱组件的结构计算 灰斗组件的结构设计 灰斗上部与中箱体 顶柱连续焊接 下部接输灰装置 本工程共设置6个单独灰斗和两个船形灰斗 分两排布置 灰斗外表面均盘有蒸汽加热管 设计灰斗 除根据工艺要求确定灰斗的容积和下灰口尺寸外 还要对其强度进行计算 灰斗组件同其后介绍的进风装置 中箱体和上箱体一样 是属于负压装置 对其强度计算的目的是保证其在规定的最大负压 或规定正压 下能满足除尘器的正常运行 不会发生被细瘪 凹陷 的现象 灰斗壁板的厚度一般为5mm 单独灰斗最大侧板的结构设计及计算为安全起见 对单独灰斗壁板的强度设计主要是考虑其外表面均布的加强型钢能承受的载荷 确定外表面加强型钢的规格 灰斗外表面的加强型钢一般为角钢 布袋除尘器底柱组件的结构计算 计算公式 Imin qL 4 384fE 式中 q单根型钢承受的载荷 L型钢长度 f型钢允许的变形挠度 E弹性模量 灰斗导流板的设计导流板由若干组耐磨角钢板 材料为Q345A 组成 一般交错布置在灰斗进风口 它的主要作用是均衡烟气流 同时使烟气中大颗粒粉尘通过碰撞导流板减缓速度沉降于灰斗底部 减轻滤袋过滤的负荷 导流板一般按经验进行布置 其布置也可以通过专业软件对烟气流的理论模拟而确定 布袋除尘器底柱组件的结构计算 进风装置的设计 进风装置由下风管 风量调节阀和矩形进风管组成 对进风装置进行设计 主要是考虑风管壁板的耐负压程度 风量调节阀可以作为厂通件 其内的阀板一般采用5mm厚度的16Mn钢板制作 此外 进风装置的合理布置也很重要 应保证烟尘在经过进风装置时 烟气流向合理 对管壁的冲刷降低到最低 为防止高浓度含尘烟气对中箱体内滤袋及壁板的冲刷 烟气离开进风装置 通过矩形进风管的风速一般控制在4m s以下 进风装置耐负压强度一般按风机的全压来计算 中箱体的结构设计中箱体由若干件壁板连接后连续焊接而成 中箱体壁板一般采用厚度为5mm的普通钢板制造 在靠近中箱体中间部位有斜隔板组件 负责将尘气室和净气室隔离开 中箱体的结构设计 主要是考虑壁板的耐负压程度和斜隔板的耐负压程度 中箱体耐负压强度一般按风机的全压来计算 布袋除尘器除尘器上箱体的结构设计 上箱体在整个除尘器的设计中是属于关键部位的设计 它的设计好坏直接关系到除尘器能否正常运行 设计上箱体时 应考虑到花板孔在上箱体内的合理布置 上箱体横截面高度 离线孔的大小及方位 在有内旁通的情况下 还要考虑到离线孔与内旁通孔的位置关系 当然 对上箱体结构强度的验算也是同等的重要 上箱体在设计时 应考虑设计有一定的斜度 以利于雨水的顺利排放 布袋除尘器除尘器上箱体的结构设计 花板孔布置 花板孔在上箱体内应该均匀布置 根据现场实际情况及工厂制造经验 在滤袋长度不超过8m的情况下 孔与孔之间的间隙为滤袋直径的1 5倍 举例来说 如果采用160 6000的滤袋 则孔与孔之间的距离为240mm 布袋除尘器除尘器上箱体的结构设计 上箱体横截面高度 对上箱体横截面高度进行控制 主要是保证净化后的气体在通过上箱体内部空间时 气流流向均衡 不会发生由于上箱体截面太小而造成气流阻力太大 甚至造成风机吸力不够 无法正常工作的情况发生 我司根据多年来的设计经验 通过上箱体横截面的风速不应当超过3m s 布袋除尘器除尘器上箱体的结构设计 再则就是离线孔大小及方位 经过上箱体每个仓室离线孔的风速一般控制在6 12m s左右 理论上来说 经过离线孔的风速越低越好 这样可以使除尘器结构阻力降低到最低 但在实际工程中 这却是不必要的 因为风速越低 势必会使离线孔径变大 同时导致整个上箱体结构向外侧延伸变大 浪费材料 很不经济 布袋除尘器除尘器上箱体的结构设计 离线孔与内旁通孔的方位布置 内旁通孔径的设计过程同离线孔是相同的 需要注意的是 通过内旁通孔径的速度一般可以允许达到16m s 但最大不允许超过18m s 这样设计的目的是保证烟气在走旁通时 除尘器进出风口差压不超过1500Pa 阻力与风速的平方成正比 在某些除尘器上箱体个别仓室内 会出现即有离线又有旁通的结构 此时 就需要考虑一下离线与旁通的合理布置了 一般来说 当旁通打开时 大量烟气通过旁通口直接进入上箱体净气室汇风烟道内 此种情况下 需要将离线设置在烟气流的背侧 同时 要求离线必须有可靠的密封措施 防止大量烟尘灰透过缝隙进入上箱体仓室内 布袋除尘器除尘器上箱体的结构设计 花板框架强度计算 花板框架上面覆盖有花板 滤袋及袋笼安装时 对花板平整度有极其严格的要求 其平面度允差一般为1 1000 在这种情况下 要求花板框架必须有足够的安全强度 防止滤袋过滤表面积灰和操作人员检修维护时 对花板的平整度有不利的影响 计算公式 Imin qL 4 384fE 式中 q单根型钢承受的载荷 L型钢长度 f型钢允许的变形挠度 E弹性模量 通常壁板强度计算也按此公式进行 布袋除尘器的设计与布置 设计车间气力布袋除尘器除尘系统时 首先应根据现场的实际情况 确定采用何种结构的系统 再根据车间的平面图和立面图来布置主管道 支管道 风机 除尘器 料仓等的位置 一般布袋除尘器设计与布置时 应考虑如下原则 布袋除尘器的设计与布置 原则A 尽量采用室外集中除尘方式 这样不仅能保证车间内的环境 又便于对废料进行集中处理 但需吸尘的机台分布较为分散或数量较少时 也可采用单机式除尘器 能够节省管道制作安装方面的投入 布袋除尘器的设计与布置 原则B 主管道的布置要考虑车间采光 走向要兼顾美观 尽量平行或垂直 分支管道除了遵照上述要求外 还要以不影响交通和工人操作为原则 并尽量减少弯头的数量 而且要注意输送的最远距离不要超过250米 三通管 多通管 弯头 变径管等要按标准结构设计和制造 并要保证内壁的光滑整齐 接头法兰必须有密封措施 以减少风压及风量的损失 布袋除尘器的设计与布置 原则C 机床吸尘口前应加设自动或手动闸门开关 以调节与节约风量 设计布置主管道或物料流量较大的管道时 在弯头 多通 三通的后方以及直立管的下方等易发生堵塞的部位 应开设检查门或检查口 以便随时清除堵塞的散碎物料 根据车间加工设备所产生的碎料种类及性状选用分离设备及数量 实际情况中 各车间均有不同的加工设备 产生的废料多是各种性状废料的混合物 如采用集中除尘系统 则应考虑多级除尘的方案 即采用预分离和细分离 布袋除尘器的设计与布置 原则D 风机尽量安装在室外 进风口和出风口与管道相连处要采用软管连接或漆布包裹的方式 以减少噪声及震动 风机进风口前应设筛孔尺寸不大于4cm的铁筛网 防止较大木块或其它杂物对凤机叶轮造成损坏 应在管道 风机 分离器及料仓全部选配妥当后 再进行整套系统的计算和设计 一般来说 为了形成较大空气更换量 以尽可能干净彻底地吸走散碎废料 对于木工车间吸尘装置 混合重量浓度应取为O 1kg kg以下 由于混合浓度较小 故可先按纯空气的情况来进行计算 而将最后得出的压力值增大7 10 即可 风速选择一般要在20米 秒以上 对于以吸木粉为主的系统 风速应该再提高30 50 附加内容 布袋除尘器的适应范围布