除尘器

覆膜滤筒侧壁压力正峰值的测试与分析

作者:现场报码,2017开奖记录开奖结果    来源:www.    发布时间:2019-04-16 14:58:30

【摘要】为研究脉冲喷吹时滤筒侧壁压力正峰值大小对普通聚酯滤筒的清灰性能的影响,针对材质为聚四氟乙烯的覆膜滤筒,采用自制脉冲喷吹实验台,通过测试滤筒侧壁压力正峰值大小,对直径为147mm、长度为1000、1500mm的两种滤筒进行测试与分析,并与普通聚酯纤维滤筒的侧壁压力正峰值大小相比较。结果表明:聚四氟乙烯覆膜滤筒各测点的压力正峰值约是普通聚酯纤维滤筒的5~10倍,过滤机理主要为表观过滤,且透气性小的聚四氟乙烯覆膜滤筒清灰效果比普通聚酯纤维滤筒要好;在相同条件下,不同长度的滤筒在滤筒长度方向上,其压力值变化趋势不同。

【关键词】覆膜滤筒;压力正峰值;清灰性能

脉冲喷吹滤筒除尘器具有效率高(99%以上)、阻力低、维护管理简便、体型小等优点。但由于滤筒为多褶结构,在相同过滤风速条件下其清灰性能不如布袋除尘器。这是制约滤筒除尘器的主要缺点。因此提高其清灰性能十分重要。对除尘器清灰效果的研究表明:选定滤料且过滤处于平衡状态时,影响清灰效果的主要因素为压力峰值和峰值到达时间,即滤筒侧壁所受压力峰值越大、到达峰值的时间越短时清灰效果越好。

在一根喷吹管上设计8个喷吹孔、脉冲阀为DCF-2L-B型直角脉冲阀的喷吹试验台上,对长1000mm、过滤面积2.5m²的普通聚酯纤维滤筒进行了实验研究,通过测量滤筒长度方向上3个测点在改变喷吹压力的情况下侧壁压力正峰值大小,得出随着喷吹压力的增大,滤筒侧壁各测点的正压力峰值也逐渐增大,且喷吹压力越大,沿滤筒长度方向上滤筒侧壁各测点的正压力峰值的变化越明显。在喷吹压力为0.5MPa下,侧壁压力正峰值大小为0.1~0.6kPa。结果表明:喷吹压力的增加能明显提高脉冲喷吹滤筒除尘器的喷吹性能,从而使除尘器的运行阻力降低、除尘效率提高。本文中针对材质为聚四氟乙烯的覆膜滤筒,在自制脉冲喷吹实验台上,通过测试滤筒侧壁压力正峰值大小,对直径为147mm、长度为1000、1500mm的两种滤筒进行测试与分析,并与普通聚酯纤维滤筒的侧壁压力正峰值大小进行比较。

1脉冲喷吹滤筒除尘器清灰实验

1.1实验装置

实验气源由UDI-7型螺杆空压机提供;喷吹装置有DBR-4000型减压阀、DCF-2L-B型直角脉冲阀,脉冲阀一次喷吹面积为6~8m²。直径为25mm的喷吹管(长1000mm,在中间位置只开一个喷吹孔);数据采集装置有Y-YD-7044型压电式传感器,QSY-1电荷放大器,USB-8512E便携式数据采集仪和计算机。实验所用滤筒参数见表1。传感器分别布置在滤筒的上、中、下3个位置。滤筒Ⅰ、Ⅱ的3个测点与滤袋口的距离分别为100、500、900mm;滤筒Ⅲ的3个测点与滤袋口的距离分别为100、750、1350mm。实验台示意图见图1。

1-表1 实验选用各种滤筒的型号.png

2-图1 脉冲喷吹实验装置示意图.png

1.2实验方案与方法

实验分为3组,即对3种不同滤筒在无粉尘工况下进行脉冲喷吹清灰试验,测试到达各滤筒侧壁压力正峰值大小。第一组:对滤筒Ⅰ保持喷吹压力为0.5MPa、脉冲宽度为0.08s不变,分别改变喷吹孔径为8、9、10mm和喷吹距离150、180、200mm两组喷吹参数,来测试到达滤筒侧壁压力正峰值大小,得出对于滤筒Ⅰ清灰效果较好的最优喷吹距离和喷吹孔径;第二组:在取得第一组的脉冲喷吹结果后,在较优的喷吹参数下测试滤筒Ⅱ的侧壁压力正峰值大小,并与第一组实验结果相比较;第三组:试验条件同第二组,更换为滤筒Ⅲ,测试滤筒Ⅲ的侧壁压力正峰值大小,并与第二组实验结果相比较。处理测试数据,通过到达滤筒侧壁压力正峰值大小分析不同滤筒的清灰性能,并相互比较。

脉冲喷吹实验过程及方法对普通聚酯纤维滤筒脉冲喷吹清灰实验过程及数据处理方法。

2长1000mm普通聚酯滤筒侧壁压力正峰值变化

由于滤筒为多褶结构,实际工业运用中清灰困难,提高脉冲喷吹一次喷吹量可提高滤筒侧壁的正压力峰值,改善清灰效果。实验用一个脉冲阀对应一个喷吹孔,保证每次喷吹有足够的气量到达滤筒侧壁来对3种不同滤筒进行实验研究。

图2是滤筒Ⅰ在选定喷吹压力为0.5MPa下,改变喷吹孔径和喷吹距离的条件下,测试滤筒Ⅰ在长度方向上、中、下3个测点的侧壁压力峰值变化对清灰效果的影响。

3-图2 滤筒Ⅰ各测点不同参数下的压力正峰值.jpg

2.1喷吹距离对滤筒Ⅰ的清灰性能影响

如图2所示,从图中数据可以看出:在相同喷吹孔径下,改变喷吹距离时测出的压力正峰值曲线变化平稳。但是,在这曲线变化中,喷吹距离为180mm条件下测得的压力正峰值较其它两个喷吹距离下都要大一些,最大相差约0.11kPa。各孔径下改变喷吹距离测出的曲线呈相同变化趋势。在喷吹距离为150mm条件下测得的压力值都比较小。这是因为喷射的气流在还没有诱导足够大的二次气量的情况下,提前到达滤筒侧壁,使得滤筒侧壁的压力正峰值整体相对较小;而当增大喷吹距离至200mm时,在脉冲喷吹的过程中,由于喷吹距离的增大,气流经喷吹孔从喷管喷出后,到达滤筒的时候,已经过了主流区,使得压力正峰值也减小,清灰效果也就自然跟着变差。

2.2喷吹孔径对滤筒Ⅰ的清灰性能影响

在各喷吹距离下,改变喷吹孔径测得其压力值变化曲线整体呈相同变化趋势。在各测点,8mm孔径下测得的滤筒压力值都小于孔径9、10mm下测得的值,而在滤筒上部测点,孔径为9mm时压力值较其他孔径下的值大一些,约0.1~0.12kPa,滤筒中部测点,9、10mm孔径下的压力值相差不大,约0.02~0.04kPa,都比8mm孔径下的压力值大4~10倍之多,约0.15~0.19Pa,滤筒下部测点的压力正峰值在3个喷吹孔径下基本处于平稳状态下变化,其压力峰值相差约0.01~0.03kPa,10mm孔径下较其他孔径的要大,9mm孔径次之。这是因为,8mm孔径下,由于孔径较小,气流在喷吹过程中,管道内可能造成气流的阻塞,不能使其很好的从孔里喷射出来,使得其正压力峰值变小,那么不论是在哪个测点,其在滤筒长度方向上压力正峰值普遍较小,所以,脉冲喷吹时,清灰效果不佳。当越往滤筒底部,10mm孔径下的压力正峰值越大,最终在滤筒下部测点其值超过了9mm孔径下的值,其原因可能是由于孔径增大,在滤筒中、下部测点诱导较多的气量,使得压力峰值较9mm孔径下大一些,而在上部,由于孔径变大时,孔口处的气流速度变小,动压也就变小,而动压在脉冲清灰过程中对诱导更多的气量起主要作用,当动压减小,诱导气量也就跟着减少,滤筒上部膨胀速度变小,压力值也就变小。所以说,在滤筒上部,孔径为9mm时清灰效果最好,在滤筒中部孔径为9、10mm时清灰效果都比较好,而在滤筒下部,孔径为10mm时清灰较好。故可认定9mm孔径为最优孔径。

6-覆膜滤筒.jpg

3长1000mm覆膜滤筒与普通聚酯滤筒的侧壁压力正峰值变化的对比分析

由滤筒Ⅰ得出最优喷吹喷吹距离180mm、喷吹孔径9mm的脉冲喷吹参数后,保持喷吹距离为180mm、喷吹孔径9mm不变,在该参数下测试滤筒Ⅱ的脉冲喷吹参数并与滤筒Ⅰ的结果相互比较。改变喷吹压力,分别测试喷吹压力为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6MPa下的压力正峰值。通过讨论到达滤筒侧壁的正压力峰值大小来研究不同材质滤筒透气性对清灰效果的影响。

图3比较了长度相同、滤料材质不同的两种滤筒Ⅰ、Ⅱ在喷吹距离为180mm、喷吹孔径为9mm、喷吹压力不同的条件下喷射气流到达滤筒侧壁的正压力峰值。由图可以看出:随着喷吹压力的增大,两种滤筒各测点压力正峰值整体呈上升趋势,这是因为随着喷吹压力的增大,在喷吹管内气流速度增大,孔口速度也相应增大,动压就相应增大,而脉冲喷吹清灰起主要作用的是诱导气量,动压增大,即可诱导更多的气量,这时到达滤筒侧壁的压力也就相应增大。这与脉冲喷吹滤筒除尘器清灰效果实验研究的喷吹压力对短滤筒的影响结果以及脉冲喷吹袋式除尘器清灰的研究的喷吹压力对滤袋的影响结果一致。

图3中还比较了两种滤筒的压力值大小。无论上部、中部还是下部测点,滤筒Ⅱ聚四氟乙烯覆膜滤筒各测点的压力值约是滤筒Ⅰ普通聚酯滤筒的5~10倍,最大达到10.6784kPa,而普通聚酯纤维滤筒最大只有1.964kPa,这说明改变滤料材质,可以提高脉冲喷吹清灰效果。聚四氟乙烯覆膜滤筒其滤料透气度为25~40L/(m²·s),远远小于普通聚酯纤维滤筒的透气度180L/(m²·s),说明透气度小反而利于脉冲清灰效果的提高。聚四氟乙烯覆膜滤筒在滤筒表面用微孔薄膜代替一次粉尘,这层覆膜结构使粉尘在表面过滤,不会深入内部,不但有利于过滤,而且有助于脉冲喷吹清灰,在脉冲喷吹过程中,喷射气流自上而下发散,由于微孔薄膜降低了滤材的透气度,喷射的气流到达滤筒侧壁时,无法迅速衰减,因此,压力传感器感受到了更大的压力峰值。又因为聚四氟乙烯覆膜滤主要是表观过滤且表面光滑,所以易于清灰。

4-图3 滤筒Ⅰ、Ⅱ的各测点的压力峰值.png

4长1000、1500mm的覆膜滤筒侧壁压力峰值变化的对比分析

由于滤筒Ⅲ过滤面积为3.75m²,该实验装置同样满足滤筒Ⅲ对喷吹气量的要求。同第二组实验相同,保持喷吹距离为180mm、喷吹孔径9mm不变,在该参数下测试滤筒Ⅲ的脉冲喷吹参数并与滤筒Ⅱ的结果相互比较。改变喷吹压力,分别测试喷吹压力为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6MPa下的侧壁压力正峰值。通过讨论到达滤筒侧壁的正压力峰值大小来研究不同长度滤筒长度方向上压力值变化趋势对清灰效果的影响。

5-图4 滤筒Ⅱ、Ⅲ的各测点的压力峰值.png

图4比较了材质相同,长度不同的两种滤筒的压力峰值变化情况。可以看出:材质相同的两种滤筒,在相同位置测点其压力峰值大小相当。在滤筒长度方向上,对于滤筒Ⅲ,中部测点的压力值无论在低压喷吹条件还是高压喷条件下都比上部测点和下部测点的值大的多,上部测点最小、下部测点居中,压力正峰值在滤筒长度方向呈先增大后减小的趋势。这种变化趋势与滤筒Ⅱ测得的变化趋势不同。滤筒Ⅲ较滤筒Ⅱ的长度要长,喷射气流自上而下喷射的过程中,在滤筒侧壁长度方向感受到的压力值并非是越来越大,而是到达某一特定位置后,开始衰减。这是因为,脉冲喷吹气流自上而下喷射的过程是瞬间由上而下发散的,当气流喷射到一定的距离后,由于气量的耗散导致滤筒侧壁压力值降低,沿滤筒长度方向,逐渐递减。本实验结论验证了脉冲布袋除尘器的数值模拟结果,即喷射气流作用在滤筒侧壁的压力峰值在距滤筒口1000mm左右达到最大值,之后便开始衰减。


7-覆膜滤筒.jpg

5结论

通过测试到达滤筒侧壁压力正峰值大小,比较了3种不同材质、不同长度滤筒的脉冲喷吹清灰性能。结果表明:对于透气度小、表面光滑有微孔薄膜的聚四氟乙烯覆膜滤筒侧壁的压力正峰值比同长度的透气度大的普通聚酯纤维滤筒大的多,约5~10倍。在工程实践中,覆膜滤筒主要是表观过滤,相同条件下,有利于提高清灰性能;当改变滤筒长度后,在滤筒长度方向上压力正峰值变化趋势发生改变,在滤筒中部测点压力正峰值达到最大,往滤筒底部清灰效果呈递减趋势。

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