電袋復(fù)合除塵器控制氣路設(shè)計(jì)

吳激揚(yáng)

摘 要：該文運(yùn)用氣路邏輯和設(shè)計(jì)原理，根據(jù)電袋復(fù)合除塵器旁路煙道、凈氣通道、清灰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與使用功能，研究一種新型電袋復(fù)合除塵器控制氣路，詳細(xì)闡述控制氣路設(shè)計(jì)主要原理、基本回路、氣壓傳動(dòng)主要部件選擇和計(jì)算過(guò)程，確定電袋復(fù)合除塵器控制氣路的基本功能和組成結(jié)構(gòu)，探討電袋復(fù)合除塵器控制氣路正確配置和選用氣壓傳動(dòng)主要部件的方法，通過(guò)控制氣路設(shè)計(jì)達(dá)到電袋復(fù)合除塵器旁路煙道與凈氣通道氣動(dòng)切換自動(dòng)控制、清灰系統(tǒng)自動(dòng)清灰目的。

關(guān)鍵詞：電袋復(fù)合除塵器 氣路設(shè)計(jì) 氣動(dòng)元件 選擇計(jì)算

中圖分類號(hào)：X38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（c）-0034-02

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高，環(huán)保監(jiān)督日益嚴(yán)格。原有的袋式除塵器、電除塵器沒(méi)有設(shè)計(jì)煙氣旁路。電袋復(fù)合除塵器是治理霧霾消除PM2.5微小顆粒、實(shí)現(xiàn)新標(biāo)準(zhǔn)30mg/Nm3達(dá)標(biāo)排放的新型除塵器，它吸取電除塵器與袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)，但電區(qū)與袋區(qū)也不是簡(jiǎn)單的結(jié)合，一般需要設(shè)計(jì)煙氣旁路、凈氣通道、自動(dòng)清灰系統(tǒng)。電袋復(fù)合除塵器旁路煙道與凈氣通道實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、切換一直是技術(shù)難點(diǎn)，濾袋實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清灰以降低壓差一直是研究方向。通過(guò)設(shè)計(jì)旁路控制氣路、凈氣控制氣路、清灰控制氣路來(lái)實(shí)現(xiàn)煙道的通行與閉合和濾袋自動(dòng)清灰，達(dá)到保護(hù)濾袋、降低濾袋壓差、延長(zhǎng)濾袋壽命、確保電袋復(fù)合除塵器高效運(yùn)行目的，其結(jié)構(gòu)主要由氣源裝置、氣動(dòng)元件、儀表、管道連接件等組成。

1 氣路設(shè)計(jì)主要原理

發(fā)電機(jī)組在投運(yùn)時(shí)一般都先投油助燃一段時(shí)間后再投煤燃燒，燃油對(duì)電袋復(fù)合除塵器袋區(qū)可能造成糊袋或板結(jié)危害，煙氣如走旁路煙道將避免對(duì)濾袋造成糊袋或板結(jié)，在正常投煤燃燒后旁路煙道需要關(guān)閉，同時(shí)開啟凈氣控制氣路。含油或未完全燃燒的油煙氣通過(guò)旁路煙道而保護(hù)袋區(qū)，旁路煙道需要設(shè)計(jì)旁路控制氣路，經(jīng)氣動(dòng)元件開、關(guān)實(shí)現(xiàn)旁路煙道開啟和閉合。投煤燃燒的含塵煙氣通過(guò)濾袋過(guò)濾，經(jīng)凈氣煙道排向煙囪，凈氣煙道需要設(shè)計(jì)凈氣控制氣路，經(jīng)氣動(dòng)元件開、關(guān)實(shí)現(xiàn)凈氣煙道開啟和關(guān)閉。投煤燃燒的含塵煙氣在濾袋表面不斷疊加、累積，濾袋內(nèi)外壓差增加造成機(jī)組運(yùn)行電袋復(fù)合除塵器進(jìn)出口壓差加大，從機(jī)組安全運(yùn)行角度考慮必須及時(shí)清理濾袋表面積灰，基于容易清理又不損傷濾袋理念，通過(guò)設(shè)計(jì)清灰控制氣路，經(jīng)氣動(dòng)元件開、關(guān)實(shí)現(xiàn)濾袋內(nèi)部噴吹清灰，實(shí)現(xiàn)濾袋內(nèi)外壓差和電袋復(fù)合除塵器進(jìn)出口壓差穩(wěn)定在合理范圍，不致于損壞濾袋和機(jī)組非正常停運(yùn)；清灰控制氣路還可以進(jìn)行功能拓展，修改清灰周期和清灰間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或定壓清灰。電袋復(fù)合除塵器氣路系統(tǒng)設(shè)計(jì)由空壓機(jī)提供氣源到達(dá)儲(chǔ)氣罐，主氣路經(jīng)過(guò)濾、減壓閥調(diào)壓至氣包，脈沖閥控制實(shí)現(xiàn)噴吹，清理濾袋表面積灰、降低進(jìn)出口壓差的清灰控制氣路。另一分支氣路經(jīng)氣源三聯(lián)件過(guò)濾、調(diào)壓，通過(guò)氣缸分別實(shí)現(xiàn)凈氣控制氣路和旁路控制氣路。

2 氣路基本回路（如圖1）

3 氣壓傳動(dòng)主要部件選擇和計(jì)算

3.1 氣源裝置：空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐

選用空氣壓縮機(jī)型號(hào)時(shí)，主要考慮流量，壓力選擇固定參數(shù)為2MPa。電袋復(fù)合除塵器在正常運(yùn)行時(shí)，分支氣路上的凈氣控制氣路和旁路控制氣路處于常開和常閉狀態(tài)，用氣量不大；主氣路上的清灰控制氣路因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)定時(shí)或定壓清灰，需要較大的流量，由此流量和濾袋數(shù)量有關(guān)，也就和發(fā)電機(jī)組大小有關(guān)。一般國(guó)內(nèi)300MW發(fā)電機(jī)組電袋復(fù)合除塵器選擇2臺(tái)排氣量20～25m3螺桿式空氣壓縮機(jī)，600MW發(fā)電機(jī)組電袋復(fù)合除塵器選擇2臺(tái)排氣量30～40m3螺桿式空氣壓縮機(jī)。

已知空氣壓縮機(jī)的排氣量Q，求儲(chǔ)氣罐容積VC：

Q=6～30 m3/min時(shí)，VC=0.15Q m3 300MW發(fā)電機(jī)組電袋復(fù)合除塵器選擇2臺(tái)3～3.75 m3儲(chǔ)氣罐。

Q>30 m3/min時(shí)VC=0.1Q m3 600MW發(fā)電機(jī)組電袋復(fù)合除塵器選擇2臺(tái)3～4 m3儲(chǔ)氣罐。

儲(chǔ)氣罐一般設(shè)計(jì)系統(tǒng)供氣壓力為1.8MPa，儲(chǔ)氣罐起穩(wěn)定壓力作用。

3.2 控制元件：減壓閥、氣源三聯(lián)件。

不論機(jī)組大小和濾袋數(shù)量多少，清灰控制壓力設(shè)計(jì)為0.3～0.4MPa，考慮壓力損失，主氣路減壓閥輸出壓力調(diào)整為0.5± 0.05 MPa，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在此壓力下既能有效吹掃濾袋表面積灰，又不至于吹掃空氣摩擦導(dǎo)致濾袋織物厚度磨損和濾袋斷裂強(qiáng)力下降。

分支氣路的氣源三聯(lián)件設(shè)計(jì)工作壓力0.25～0.3MPa，該壓力主要克服密封件摩擦力和閥門自重，即使有壓力損失也能確保電袋復(fù)合除塵器運(yùn)行中的凈氣控制氣路和旁路控制氣路處于常開和常閉狀態(tài)。

3.3 執(zhí)行元件：脈沖閥、電磁換向閥、氣缸

（1）脈沖閥參數(shù)設(shè)計(jì)如下：工作壓力范圍為0.2～0.8MPa。

T1：凈氣控制氣路開啟后第一個(gè)脈沖閥間隔時(shí)間；整定值：4s；調(diào)整范圍：2～60s。

T2：脈沖開啟間隔時(shí)間（脈沖寬度）；0.1 ～0.2s。

T3：相鄰兩個(gè)脈沖閥開啟間隔時(shí)間（脈沖間隔）。

噴吹周期：T=Z[t1+（n-1）t3] z---凈氣通道數(shù) n---每?jī)魵馔ǖ烂}沖閥數(shù)。

（2）電磁換向閥控制氣缸行程方向，電袋復(fù)合除塵器正常運(yùn)行時(shí)凈氣煙道要求常開、旁路煙道要求常閉，因此凈氣控制氣路選擇二位三通常斷型電磁換向閥，運(yùn)行中電磁換向閥斷電，旁路控制氣路選擇二位三通常通型電磁換向閥，運(yùn)行中電磁換向閥斷電。

（3）凈氣控制氣路氣缸缸徑計(jì)算：

氣缸上下運(yùn)動(dòng)與密封件摩擦力：f=μmg=0.5×160×9.8=784N。

氣缸上下運(yùn)動(dòng)的軸向負(fù)載力：F=mg+f=1568+784=2352N。

氣缸行程600mm，工作壓力p=0.3MPa，運(yùn)行平均速度：v=s/t=600/1=600mm/s，氣缸負(fù)載率選擇ɑ=0.35。

氣缸的理論輸出力：Fo=F/ɑ=2352/0.35=6720N。

氣缸缸徑計(jì)算：D=，D2=4×6720÷（3.14×0.3），D=168.92mm。

氣缸缸徑選取170mm。

（4）旁路控制氣路氣缸缸徑計(jì)算：

氣缸上下運(yùn)動(dòng)與密封件摩擦力：f=μmg=0.5×225×9.8=1102.5N。

氣缸上下運(yùn)動(dòng)的軸向負(fù)載力：F=mg+f=2205+1102.5=3307.5N。

氣缸行程600mm，工作壓力p=0.3MPa，運(yùn)行平均速度：v=s/t=600/1=600mm/s，氣缸負(fù)載率選擇ɑ=0.35。

氣缸的理論輸出力：Fo=F/ɑ=3307.5/0.35=9450N。

氣缸缸徑計(jì)算：D=，D2=4×9450÷（3.14×0.3），D=200.32mm。

氣缸缸徑選取200mm。

3.4 輔助元件：壓力表、過(guò)濾器、消聲器、管道連接件等

（1）根據(jù)系統(tǒng)工作壓力范圍和儀表量程選擇，儲(chǔ)氣罐壓力表選取0～2.5MPa量程，減壓閥壓力表選取0～1.6MPa量程，氣源三聯(lián)件壓力表選取0～1.6MPa量程。

（2）過(guò)濾器的作用是濾除壓縮空氣中的雜質(zhì)，以保護(hù)吹掃濾袋不受傷害，過(guò)濾器選用主要考慮過(guò)濾精度。常用的過(guò)濾器有一次性過(guò)濾器（濾灰效率為50%～70%），過(guò)濾精度選取1μm；二次過(guò)濾器（濾灰效率為70%～99%），過(guò)濾精度選取0.01μm。

（3）電袋復(fù)合除塵器在氣缸傳動(dòng)工作中，排氣噪聲主要是中、高頻噪聲，選用吸收型消聲器直接安裝在氣缸排氣出口，具有良好的消除中、高頻噪聲的性能。

（4）主氣管和分支氣管等一些固定不動(dòng)的、不需要經(jīng)常裝拆的地方，選用硬管。連接運(yùn)動(dòng)部件、希望裝拆方便的管路選用軟管，軟管選用尼龍管。氣動(dòng)系統(tǒng)中使用的管接頭設(shè)計(jì)為法蘭連接、螺紋連接、卡套式連接等方式。

4 結(jié)語(yǔ)

電袋復(fù)合除塵器氣路設(shè)計(jì)氣動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快、無(wú)污染，氣體壓力具有較強(qiáng)的自保持能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，但儲(chǔ)氣罐中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。氣路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、維護(hù)方便、過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)。工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越。

參考文獻(xiàn)

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