布袋除尘器系统管道内气体流速的选择至关重要。流速的高低直接影响除尘管道直径的大小,进而关联到成本的控制。选择合适的流速需要综合考虑粉尘性质、管道磨损以及系统能耗等多个因素。气速过小会导致粉尘沉积,影响除尘效果;而气速过大则会造成压力损失的平方增长,加剧管道磨损,缩短使用寿命。因此,在设计和安装布袋除尘器系统时,必须精心选择和调整管道内的气体流速,以确保系统的稳定运行和长久耐用。
在确定布袋除尘器收尘系统各管段的管径时,必须考虑除尘器管道内的最低流速。这一流速是防止粉尘在管道内沉积堵塞所必需的,它主要取决于处理的粉尘性质和管道的倾斜情况。通常,垂直管道内的气体流速应小于水平和倾斜管道,而水平和倾斜管道内的气速则应大于最大尘粒的悬浮速度。此外,气体在管道内的分布是不均匀的,存在涡流现象,因此需要足够的气速来吹走沉积的粉尘。
在实际应用中,一般采用的气速比理论计算的气速要高出2~4倍,甚至更多。对于倾斜除尘管道,由于重力作用,粉尘不易沉积,因此可以选择的风速小于18m/s。而对于输送煤粉制备系统的含煤尘气体,除尘器管道的风速可以适当地取大一些,例如20-22 m/s。垂直除尘管道中,粉尘垂直下落,低风速也不会导致堵塞,所以风速可以取小于15m/s。
此外,所有行业的除尘器系统管道都应尽量避免采用水平管道。实在无法避免时,风速应取值大一些,一般不小于18m/s。对于除尘器后的排气管道,气体流通速度一般取8~12m/s。袋式除尘器和电除尘器后的排气管内气体流速应较低,而其他除尘器则应适当提高。
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在处理高温烟气的脉冲布袋除尘器管网设计中,需要特别注意。由于高温气体的压力降会减小,例如300℃时的阻力比常温时约减少10%,因此当输送高温气体时,管内风速可以适当加大。同时,布袋除尘器负压大时,实际风速会比计算风速高,为保持风速不变,需要适当增大管径。这一点在布袋除尘器的风机选型中也需要充分考虑。此外,处理高温含尘气体的除尘器管道与处理常温含尘气体的管道在流速上有所不同,需要特别注意。
布袋除尘器除尘系统管道的安装注意事项
在安装布袋除尘器除尘系统管道时,需要考虑多个因素以确保系统的顺畅运行。以下是关于管道构件的一些关键要点:
弯头设计:弯头是连接管道的重要构件,其阻力与弯管直径、曲率半径以及弯管节数紧密相关。虽然曲率半径越大,阻力越小,但过大的R值不仅不会显著降低阻力,还会增加不必要的空间占用,不利于系统布置。因此,在设计中,R通常取值为1~2d,而90°弯头则建议分成4~6节。
三通选择:在集中风网的除尘系统中,三通作为气流汇合部件常被采用。为减少三通阻力,应避免引射现象的发生。设计时应确保两个支管与总管的气流速度相等,以实现气流畅通、减少阻力损失。同时,应避免使用T形连接的三通,因为其阻力明显高于合理连接方式。此外,应尽量减少四通的使用,以降低气流干扰和提高吸风效果。
渐扩管优化:当气体在管道中流动时,若管道截面骤然扩大,会引起冲击压力损失。为减小这种阻力损失,可采用平滑过渡的渐扩管。然而,渐扩角越大,涡流区越大,能量损失也越多。因此,在选择渐扩管时,应尽量减小渐扩角,通常建议渐扩角控制在30°以内。这样可以有效地减小渐扩管的阻力并优化系统性能。
1.4 管道与风机的接口及出口处理
风机运转时会产生振动,为减小这种振动对管道的影响,建议在管道与风机相接的地方使用一段软管,如帆布软管,进行缓冲。在风机的出口处,通常采用直管设计。但若因安装位置限制需要在风机出口处安装弯头,则弯头的转向应与风机叶轮的旋转方向保持一致,以确保气流顺畅。
当气流由管道口排出时,其排出前所具有的能量会全部损失。为减少这种出口动压损失,可以将出口设计成渐扩角不大的渐扩管。同时,为确保气流顺畅,出口处应避免设置风帽或其他物件,并尽量降低排风口气流速度。
2、管道配件
2.1 清扫孔设置
清扫孔通常设在倾斜和水平管道的侧面,以及异形管、三通、弯管附近或端部。其制作应严密不漏风,以便于定期清理和维护。
2.2 调节阀门的应用
在集中式除尘系统中,由于阻力不平衡是不可避免的,因此需要在与吸尘罩连接的垂直管段上设置调节阀门。常见的调节阀门有蝶阀和斜插板阀等。需要注意的是,在吸入段管道上一般不建议采用直插板阀,因为它容易引起管道堵塞。此外,为确保调节效果和避免粉尘沉积,无论是斜插板还是蝶阀,都必须装设在垂直管段上。
2.3 在除尘系统的启动和运行过程中,为确保空气动力性能的稳定,需要在管道上预先留出调节和测试用的测定孔。这些测定孔应精心设置,以避开气流涡流区,通常位于以下位置:
(1) 与吸尘罩相连的管段;
(2) 除尘器前后的管段;
(3) 风机进出口的管段;
(4) 对于除尘器,应设置在能够清晰显示设备压力损失的部位。
2.4 除尘管道一般采用钢板焊接制作,通过法兰盘式连接,便于日常拆卸和清理。在法兰盘中,衬垫材料的选择至关重要,它直接影响管道的气密性和使用寿命。对于输送不超过70℃正常湿度的空气管道,可以使用厚纸垫;若温度超过70℃,则应选用石棉厚纸垫或石棉绳以确保安全。
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3、管道布置
(1) 管道布局应尽可能简洁,以垂直或倾斜方式装设,且倾斜角不得小于50°,以便管道内的积尘能自然滑落。
(2) 分支管与水平管或主干管连接时,应遵循规范,通常从管道的上方或侧面接入。
(3) 管道多采用圆形截面设计,因为方形、矩形截面管道的四角容易产生涡流并积聚粉尘。同时,为防止管道堵塞,最小直径通常不得小于100mm。
(4) 管道不应直接支承在设备上(如通风机外壳),而应设置专门的支、吊架。对于钢制管道,水平安装时固定件的间距有明确规定;垂直安装时同样需要保持合理间距,并确保拉绳和吊架不直接固定在法兰盘上。
(5) 为减少风机的磨损,建议将除尘器装置置于风机之前。在实际设计中,还需综合考虑管道直径、风速和流量等参数,通过阻力计算来优化输气性能并降低能耗。
布袋除尘器管道设计及布置需遵循一系列原则,以确保系统的高效、安全和稳定运行。这些原则包括整体规划、合理布局、集中成列敷设、满足施工和运行要求、避免遮挡和妨碍、保持气流畅通、进行压力损失和阻力平衡计算,以及选用适当的材料和耐磨性处理方案。此外,布袋除尘器烟道还配备了多种部件,如检测孔等,用于实时监测和调整系统的运行状态。
④在吸尘罩附近,检测孔主要用于测定吸尘点的抽风量、初始含尘浓度以及吸尘罩内的负压情况。
⑤而烟囱上的检测孔,则主要用于监测净化后气体的排放浓度。
为确保测量的准确性,测孔应远离弯头、三通等气流变化较大的构件,并选择在气流稳定段,通常位于这些部件前后各一定管径的位置。
(2)清扫孔的设置
为了清除管道内因各种原因(如弯头、三通管等局部构件形成的涡流,含尘气体温度和速度的变化,以及管壁结露等)产生的积尘,保证除尘设备的正常运行,需要对除尘管道进行定期清扫。
清扫孔应设置在管道的侧面或上部,对于大型管道或直径大于500mm的管道,在弯头、三通和端头处都应设置清扫孔。清扫孔的盖板与风道壁之间应采用螺栓或其他压紧装置紧密连接,并辅以橡胶板或橡胶带作为衬垫,以确保清扫孔的密封性和管道内流速的稳定性。
(3)检修平台的重要性
在设有阀门、测孔、清灰孔、人孔等需要定期点检和维修的管件处,若维护操作人员难以直接接近,则应设置检修操作平台。该平台应符合安全防护要求,结构稳固,并配备扶梯和围栏。对于测试平台,还需确保电源供应。
(4)管件的选择与布局
管件包括弯头、三通、四通、变径管、风机出口等,其选用旨在实现除尘器系统的阻力平衡,而非单纯追求阻力最小。同时,选择管件时还需综合考虑制作难度。
布袋除尘器的正常运行离不开管道的设计与布置。粉尘的输入与处理后空气的输出都依赖于管道的顺畅传输。风量和风速的选择直接影响到管道的设计合理性,进而影响整个除尘系统的运行效率。
布袋除尘器管道的断面形状一般有圆形和矩形两种。圆形管道在直径较小、制作方便且保温效果好的情况下被广泛采用;而当管径较大或输送高温烟气时,矩形管道则因其结构的灵活性而受到青睐。然而,需要注意的是,虽然圆形管道制作工艺相对复杂,但对钣金工的技术要求较高,因此在某些情况下,矩形管道可能成为更合适的选择。
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