濾袋
關(guān)注創(chuàng)建者：A0氣旋塔電捕布袋除塵器光氧活性箱 創(chuàng)建時(shí)間：2022-10-10
濾袋的實(shí)例教程
一、項(xiàng)目簡介
本項(xiàng)目配置有兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的金屬濾袋除塵器，采用灰斗下部進(jìn)氣方式。主進(jìn)氣管道內(nèi)徑為2000mm，在額定工況下，管道內(nèi)煙氣流速較高。為確保系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，需對(duì)氣流組織進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，重點(diǎn)滿足以下幾項(xiàng)關(guān)鍵要求：
首先，煙氣進(jìn)入除塵器本體后，必須合理分布，確保濾袋表面的過濾風(fēng)速處于設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，避免局部風(fēng)速過高導(dǎo)致濾袋過度磨損或清灰困難，同時(shí)也防止低風(fēng)速區(qū)域積灰難以清除。
其次，由于灰斗結(jié)構(gòu)復(fù)雜且壁面溫度易受環(huán)境影響，需嚴(yán)格控制氣流分布與壁面保溫，避免在灰斗內(nèi)形成滯留區(qū)或低溫區(qū)，防止煙氣中酸性成分因局部壁溫低于露點(diǎn)溫度而結(jié)露，從而腐蝕斗壁并可能引發(fā)灰料板結(jié)。
第三，整個(gè)系統(tǒng)的氣流阻力需控制在合理范圍內(nèi)，以滿足風(fēng)機(jī)能耗與經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的要求，避免因流場設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致不必要的壓損升高。
此外，由于兩臺(tái)除塵器為并聯(lián)布置，必須保證煙氣分配均勻性。若分配偏差過大，將導(dǎo)致一臺(tái)設(shè)備負(fù)荷過高、濾袋壽命縮短，而另一臺(tái)則未能充分發(fā)揮效能，整體除塵效率下降。因此，設(shè)計(jì)要求兩臺(tái)除塵器進(jìn)口煙氣流量分配相對(duì)均衡，其相對(duì)偏差不大于10%，以確保系統(tǒng)協(xié)同高效運(yùn)行。
二、計(jì)算模型及邊界條件
2.1模型建立
按照設(shè)計(jì)圖紙以1：1對(duì)金屬濾袋除塵器本體及進(jìn)出口管道進(jìn)行建模，三維模型如下：
三維模型
2.2邊界條件
工況下最大煙氣量為450000m3/h，煙氣溫度為200℃。進(jìn)口邊界條件為速度進(jìn)口，進(jìn)口速度為39.02m/s。出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。外界溫度為常溫25℃，算法采用SIMPLE算法，固壁面設(shè)置為無滑移壁面，假定流體是不可壓縮的，作定常流動(dòng)。
三、計(jì)算結(jié)果及分析
經(jīng)過數(shù)次導(dǎo)流調(diào)整模擬，袋除塵器的模擬運(yùn)行狀態(tài)如下：
速度流線圖
展開 <p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><strong>一、項(xiàng)目簡介</strong></p><p>某鋼廠雙列式金屬濾袋除塵器，除塵器前端管道布置路線復(fù)雜且彎頭較多，可能造成運(yùn)行阻力較大；進(jìn)氣方式為灰斗進(jìn)氣，且進(jìn)口管道處有彎頭，可能會(huì)對(duì)袋室內(nèi)煙氣流場均勻性產(chǎn)生不利影響；為保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需通過CFD對(duì)袋除塵器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，并添加合適的導(dǎo)流板，以確保濾袋底部間隙風(fēng)速、濾袋表面風(fēng)速、灰斗壁面溫度以及阻力均能滿足運(yùn)行要求。
展開 合理的除塵程序和除塵周期可以延長濾袋的使用壽命。并能使除塵器的除塵效果在工作時(shí)，濾袋表面積累的灰塵會(huì)隨著過濾的不斷增加而增加，阻力會(huì)比除塵器逐漸增加，布袋除塵器的除塵控制器會(huì)控制濾袋表面的灰塵下來，然后從灰斗中落下，然后打開排氣閥恢復(fù)過濾。適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔后，除塵器可以在隔壁房間開始除塵工作。
彈簧除塵器布袋的安裝應(yīng)在除塵器的所有安裝工作完成后進(jìn)行。先拆下注射管，然后安裝濾袋。處理和儲(chǔ)存濾袋時(shí)，應(yīng)注意防止濾袋與周圍的硬物和尖銳物接觸。不要踩踏或用力按壓，以免損壞。
1、濾袋存放時(shí)，應(yīng)遠(yuǎn)離火源、防潮、陽光直射等強(qiáng)光，防止重物擠壓。安裝前應(yīng)對(duì)每個(gè)濾袋進(jìn)行檢查，以防機(jī)械損壞。
2、安裝人員著裝簡潔，口袋干凈。不得攜帶香煙、火柴、打火機(jī)、鑰匙、刀具等物品，以免落入濾袋內(nèi),安裝時(shí)不允許穿帶釘子或硬底的鞋。
3、安裝環(huán)境要求：安裝現(xiàn)場照明充足，不允許存放與安裝無關(guān)的設(shè)備和雜物。
4、濾袋安裝過程中，嚴(yán)禁以任何形式、任何部位吸煙、焊接、切割。停電時(shí)，禁止使用打火機(jī)、火柴等照明。每天安裝工作結(jié)束后，應(yīng)清點(diǎn)好安裝工具，以免落入濾袋內(nèi)，損壞濾袋。
5、濾袋安裝要求：建議兩人安裝。一人將布袋縱向折入花板孔內(nèi)，另一人抓住并打開卷好的濾袋。籠架應(yīng)與中心對(duì)齊，輕輕放入，安裝時(shí)應(yīng)垂直。
6、濾袋安裝檢查：每個(gè)濾袋安裝完畢后，檢查接頭是否密封，密封位置是否正確。檢查灰斗是否垂直。如發(fā)現(xiàn)濾袋底部碰撞或不正確，應(yīng)做好記錄，并在專人指導(dǎo)下及時(shí)調(diào)整。
7、安裝完畢后，模板應(yīng)逐漸用帆布覆蓋，防止雜物落入濾袋內(nèi)。安裝注射管時(shí)，用帆布蓋住模板，以防損壞濾袋開口。
展開 過濾式除塵裝置包括移動(dòng)式布袋除塵器和顆粒層除塵器，前者通常利用有機(jī)纖維或無機(jī)纖維織物做成的濾袋作過濾層，而后者的過濾層多采用不同粒徑的顆粒，如石英砂、河砂、陶粒、礦渣等組成。伴著粉末重復(fù)的附著于濾袋外表面，粉末層不斷的增厚，布袋除塵器阻力值也隨之增大;脈沖閥膜片發(fā)出指令，左右淹沒時(shí)脈沖閥開啟，高壓氣包內(nèi)的壓縮空氣通了，如果沒有灰塵了或是小到一定的程度了，機(jī)械清灰工作會(huì)停止工作。
低壓脈沖移動(dòng)式布袋除塵器的氣體凈化方式為外濾式，含塵氣體由導(dǎo)流管進(jìn)入各單元過濾室，由于設(shè)計(jì)中濾袋底離進(jìn)風(fēng)口上口垂直距離有足夠、合理的氣流通過適當(dāng)導(dǎo)流和自然流向分布，達(dá)到整個(gè)過濾室內(nèi)空氣分布均勻，含塵氣體中的顆粒粉塵通過自然沉降分離后直接落入灰斗，其余粉塵在導(dǎo)流系統(tǒng)的引導(dǎo)下，隨氣流進(jìn)入中箱體過濾區(qū)，吸附在濾袋外表面。過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、排風(fēng)管排出
濾袋采用壓縮空氣進(jìn)行噴吹清灰，清灰機(jī)構(gòu)由氣包、噴吹管和電磁脈沖控制閥等組成。過濾室內(nèi)每排濾袋出口頂部裝配有一根噴吹管，噴吹管下側(cè)正對(duì)濾袋中心設(shè)有噴吹口，每根噴吹管上均設(shè)有一個(gè)脈沖閥并與壓縮空氣氣包相通。清灰時(shí)，電磁閥打開脈沖閥，壓縮空氣經(jīng)噴由清灰控制裝置（差壓或定時(shí)、手動(dòng)控制）按設(shè)定程序打開電磁脈沖噴吹，壓縮氣體以極短促的時(shí)間按次序通過各個(gè)脈沖閥經(jīng)噴吹管上的噴嘴誘導(dǎo)數(shù)倍于噴射氣量的空氣進(jìn)入濾袋，形成空氣波，使濾袋由袋口至底部產(chǎn)生急劇的膨脹和沖擊振動(dòng)，造成很強(qiáng)的清灰作用，抖落濾袋上的粉塵。
特點(diǎn) 體積小 移動(dòng)方便
展開 分室脈沖除塵清灰時(shí)，壓縮空氣由濾袋口上部的噴吹管孔眼直接噴射到除塵濾袋內(nèi)，一個(gè)除塵室內(nèi)所有濾袋均勻噴吹，濾袋清灰效果好，是目前較高效脈沖除塵設(shè)備。
分室脈沖布袋除塵器工作原理：
工作時(shí)，含塵氣體從除塵器箱體下部進(jìn)入除塵器灰斗(大型設(shè)備有專有煙道進(jìn)出風(fēng)系統(tǒng))，由于氣流斷面積突然擴(kuò)大，流速降低，含塵氣體中一部分較粗顆粒、密度較大的顆粒，受到重力作用沉降，直接落入除塵器灰斗中；粒度細(xì)、密度小的顆粒進(jìn)入濾袋分布的過濾室，通過濾袋表面的慣性、碰撞、篩濾、攔截和靜電吸附等綜合作用，依附于濾袋表面并形成粉塵層。過濾凈化后的干凈氣體則通過上部的凈氣室由排氣管經(jīng)風(fēng)機(jī)排出。
布袋除塵器的阻力值隨著濾袋表面粉塵層的厚度增加而增加，當(dāng)除塵濾袋表面的粉塵不斷增加，導(dǎo)致布袋除塵器阻力上升到設(shè)定值時(shí)，時(shí)間繼電器(或微差壓控制器)輸出信號(hào)，程控儀開始工作，逐個(gè)開啟脈沖閥，使壓縮空氣通過噴口對(duì)濾袋進(jìn)行噴吹清灰，使濾袋突然膨脹，在反向氣流的作用下，附于濾袋表面的粉塵迅速脫離濾袋落入灰斗(或灰倉)，粉塵由卸灰閥排出。一個(gè)除塵室的全部濾袋噴吹清灰結(jié)束后，該除塵室恢復(fù)正常工作，其他除塵室開始清灰。
為了實(shí)現(xiàn)更高的除塵效率，保留部分濾袋表面的粉塵層至關(guān)重要。因此，分室脈沖布袋除塵器在清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，從濾料上只破壞和去掉一部分粉塵層，而不是把濾袋上的粉塵全部清除掉，留下的粉塵層將輔助濾袋一起實(shí)現(xiàn)對(duì)新進(jìn)入粉塵的過濾。
分室脈沖布袋除塵器性能特點(diǎn)：
1.分室脈沖布袋除塵器是采用低壓脈沖噴吹技術(shù)，清灰效率高，能耗低。
2.該脈沖布袋除塵器采用先進(jìn)的專有階梯式進(jìn)出風(fēng)氣流分布技術(shù)和灰斗導(dǎo)流技術(shù)，不僅能使氣流分布均勻，而且能有效地減少設(shè)備阻力，延長濾袋的使用壽命。
3.除塵器清灰系統(tǒng)采用大容量脈沖噴吹組合技術(shù)，能更有效地實(shí)現(xiàn)高效清灰。
4.該設(shè)備采用進(jìn)口脈沖閥(脈沖電磁閥)，其易損件膜片壽命超過100萬次。
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濾袋的最新內(nèi)容
針對(duì)袋除塵器運(yùn)行阻力過高的流場分析8個(gè)月前
濾袋表面設(shè)定為多孔跳躍邊界。
為確保系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行，需對(duì)氣流組織進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，重點(diǎn)滿足以下幾項(xiàng)關(guān)鍵要求：
首先，煙氣進(jìn)入除塵器本體后，必須合理分布，確保濾袋表面的過濾風(fēng)速處于設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，避免局部風(fēng)速過高導(dǎo)致濾袋過度磨損或清灰困難，同時(shí)也防止低風(fēng)速區(qū)域積灰難以清除。
一種負(fù)壓反吸風(fēng)袋除塵器的阻力及流場模擬8個(gè)月前
負(fù)壓反吸風(fēng)袋除塵器是一種采用負(fù)壓操作、并利用“反吸風(fēng)”方式進(jìn)行清灰的袋式除塵器，它的清灰機(jī)理是：外部空氣 → 反吸風(fēng)閥 → 該倉室的凈氣室 → 從內(nèi)部反向穿過濾袋 → 粉塵層被剝離 → 攜帶著粉塵的氣流向下落入灰斗。
氣流分布均勻性評(píng)估：分析含塵氣體進(jìn)入除塵器箱體后，在各個(gè)過濾倉室及每條濾袋之間的氣流分配是否均勻。不均勻會(huì)導(dǎo)致部分濾袋負(fù)荷過重，縮短壽命。
，并添加合適的導(dǎo)流板，以確保濾袋底部間隙風(fēng)速、濾袋表面風(fēng)速、灰斗壁面溫度以及阻力均能滿足運(yùn)行要求。
本項(xiàng)目為了保證某一袋室離線清灰時(shí)，輸灰袋室內(nèi)氣流能夠在灰斗內(nèi)擴(kuò)散，并順暢從輸灰管道排出，且輸灰袋室內(nèi)濾袋表面、底部等風(fēng)速合理，不會(huì)造成濾袋破損等情況產(chǎn)生；其余袋室內(nèi)煙氣具有良好的流動(dòng)狀態(tài)、其濾袋表面、袋間、底部、各袋室分風(fēng)及阻力等能夠符合要求，需通過CFD模擬，并添加合適的導(dǎo)流板。
某鋼廠180平脫硫除塵器流場分析9個(gè)月前
濾袋表面設(shè)定為多孔跳躍邊界。
3 仿真結(jié)果
為保證除塵器安全穩(wěn)定運(yùn)行，需保證：
避免殼體側(cè)壁進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速過大，導(dǎo)致局部阻力上升；
防止濾袋表面風(fēng)速過高，致使運(yùn)行過程中破袋風(fēng)險(xiǎn)增加；
在煙道內(nèi)增加導(dǎo)流措施，保證各袋室流量分布均勻；
當(dāng)每個(gè)灰斗內(nèi)累計(jì)飛灰重量達(dá)30t時(shí)，灰斗內(nèi)氣流流速不宜過高，以免出現(xiàn)揚(yáng)塵現(xiàn)象。
經(jīng)過仿真模擬，設(shè)備模擬運(yùn)行狀態(tài)如下：
二、模擬內(nèi)容
根據(jù)袋除塵器流場參數(shù)及招標(biāo)文件要求，本設(shè)備氣流均布應(yīng)符合以下要求：
1） 各過濾倉室的處理風(fēng)量與設(shè)計(jì)風(fēng)量偏差不大于10%；
2） 袋束前200 mm處迎風(fēng)速度平均值不易過高，減小高風(fēng)速?zèng)_擊；
3） 濾袋底部下方200 mm處氣流平均上升速度不宜過高；
4） 濾袋底部最大風(fēng)速不宜大于5 m/s。
針對(duì)某袋除塵器整體進(jìn)行ABAQUS有限元分析，考慮九項(xiàng)載荷工況，分析設(shè)備靜應(yīng)力、熱應(yīng)力、變形及熱膨脹數(shù)值11個(gè)月前
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負(fù)壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺(tái)載荷：上煙道
計(jì)算參數(shù)如下，總煙氣量為65131 m3/h，煙氣溫度為190℃；
煙氣進(jìn)口邊界條件為速度進(jìn)口（velocity-inlet）；
煙氣出口outlet邊界條件為壓力出口（pressure-outlet），壓力值為0 Pa；
濾袋設(shè)置為多孔介質(zhì)（porous zone）；
本次模擬湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-e模型，湍流流場的計(jì)算采用有限體積法離散控制方程，算法采用Simple算法，對(duì)流項(xiàng)采用一階迎風(fēng)格式
湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，壁面函數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，固壁面設(shè)置為無滑移壁面，濾袋設(shè)定為多孔介質(zhì)邊界。
