袋式除塵器用過濾單元設(shè)計(jì)及安裝技術(shù)要求

王春蘭，蔣孟杰，瞿曉燕

（1.機(jī)械工業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，北京 100823；2.上海袋式除塵配件有限公司，上海 200241）

1 袋式除塵器過濾單元的作用和重要性

在日趨嚴(yán)格的大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)下，袋式除塵器以穩(wěn)定的運(yùn)行性能（特別是對(duì)PM2.5微細(xì)粉塵）、具有除塵效率高的特點(diǎn)，在各類工業(yè)煙氣除塵中得到廣泛的使用，其技術(shù)也在適應(yīng)市場(chǎng)需求飛速發(fā)展。

過濾單元是袋式除塵器中配套箱體、管道和風(fēng)機(jī)后能實(shí)現(xiàn)過濾與清灰功能的獨(dú)立除塵組件，在袋式除塵器中起獨(dú)立運(yùn)行、模塊化除塵清灰的作用。

過濾單元因設(shè)計(jì)或安裝不當(dāng)造成除塵器運(yùn)行效率低、壽命短的案例層出不窮，如因脈沖閥選型不當(dāng)造成過度清灰；因分氣箱與脈沖閥匹配不當(dāng)導(dǎo)致清灰不力；因噴吹管設(shè)計(jì)不當(dāng)造成清灰氣流不均及近袋口位置被吹破；因框架與濾袋配合不當(dāng)造成濾袋磨損等。

過濾單元各配件本身的設(shè)計(jì)、安裝及配件的匹配設(shè)計(jì)及安裝都會(huì)直接影響整個(gè)除塵器的除塵效率和壽命。因此，過濾單元應(yīng)有嚴(yán)格的技術(shù)要求，使其設(shè)計(jì)及安裝規(guī)范化、高效率。

2 過濾單元定義

袋式除塵器過濾單元包括濾袋（或含濾袋框架）、花板和清灰裝置構(gòu)成，并在配套箱體、管道和風(fēng)機(jī)后能實(shí)現(xiàn)過濾與清灰功能的獨(dú)立除塵組件。

濾袋是在袋式除塵器中起氣固分離作用的袋狀過濾元件，其內(nèi)部或含起支撐作用的濾袋框架。其濾料的選材、過濾面積的計(jì)算、尺寸及數(shù)量設(shè)計(jì)、內(nèi)部框架的配合等都直接影響整個(gè)除塵器的過濾效率和壽命。

花板是用于固定濾袋并分隔塵氣室與凈氣室的多孔板。其強(qiáng)度、平面度和花板孔的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。

清灰裝置包括脈沖閥、分氣箱和噴吹管，其中脈沖閥是執(zhí)行脈沖清灰的關(guān)鍵部件。各清灰部件的性能及相互配合決定著除塵器清灰、過濾能力再生的效率和壽命。

3 過濾單元設(shè)計(jì)要求

過濾單元設(shè)計(jì)應(yīng)符合袋式除塵系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝的要求，應(yīng)充分了解生產(chǎn)工藝、排放限值，以及含塵氣體的理化特性，確定清灰方式、濾料材質(zhì)及結(jié)構(gòu)、過濾風(fēng)速、過濾面積、濾袋規(guī)格、數(shù)量和布置。過濾單元的設(shè)計(jì)技術(shù)重點(diǎn)和難點(diǎn)集中在濾袋、框架、花板、脈沖閥、分氣箱及噴吹管等關(guān)鍵部件。

3.1 濾料選擇

過濾材料應(yīng)根據(jù)煙氣溫度、濕度、粉塵粒徑及性質(zhì)、酸堿腐蝕性等工況進(jìn)行針對(duì)性地選擇。應(yīng)充分掌握濾料技術(shù)性能，包括單位面積質(zhì)量、厚度、透氣率、強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率、收縮率、阻力特性、除塵效率、耐溫特性、耐腐蝕性、耐水解性、耐氧化性等參數(shù)，作為濾料選擇的依據(jù)。

3.2 濾袋設(shè)計(jì)

濾袋是袋式除塵器用過濾單元內(nèi)實(shí)際起過濾作用的關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)的合理性及品質(zhì)直接影響過濾單元的過濾能力及效率。濾袋設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于過濾面積的計(jì)算。

3.2.1 總過濾面積的計(jì)算

式 ①中：

S — 袋式除塵器總過濾面積，m2。

Q — 處理風(fēng)量，進(jìn)入袋式除塵器所有過濾單元的含塵氣體工況流量，m3/h。

v — 過濾風(fēng)速，m/min。

3.2.2 單條濾袋過濾面積

式②中：

Sd— 單條濾袋過濾面積，m2。

C — 濾袋迎塵面周長(zhǎng)，m。

L— 濾袋長(zhǎng)度，m。

3.2.3 濾袋條數(shù)

式③中：

n— 過濾單元濾袋總條數(shù)，計(jì)算后取整。

3.3 框架設(shè)計(jì)

框架是支撐外濾式濾袋，保持濾袋形狀并正常過濾清灰的部件，其品質(zhì)直接影響濾袋的壽命，從而影響整個(gè)過濾單元的壽命。

框架設(shè)計(jì)必須根據(jù)濾袋材質(zhì)、尺寸及煙塵工況進(jìn)行個(gè)案獨(dú)立設(shè)計(jì)?？蚣芸勺龀?節(jié)，也可分成2節(jié)或多節(jié)拼接。多節(jié)拼接框架的拼接部位應(yīng)牢固、表面光滑，不會(huì)對(duì)濾袋造成磨損和劃傷，結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于拆裝，保持上下節(jié)框架的同心度和垂直度?？蚣軝M截面形狀應(yīng)與濾袋橫截面形狀相匹配。

框架與濾袋的間隙配合應(yīng)根據(jù)濾袋與框架的結(jié)構(gòu)、濾料特性、清灰方式、處理煙氣的性質(zhì)等因素確定，尤其是玻纖濾袋，其濾袋內(nèi)徑與框架外徑的配合甚至需要達(dá)到1mm的精確度。

3.4 花板設(shè)計(jì)

花板表面應(yīng)平整、光潔，花板孔應(yīng)光滑無毛刺，平面度公差小于花板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度的2‰，其強(qiáng)度也應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)件自重、濾袋組件及掛塵重量、非正常積灰重量、檢修荷載、運(yùn)行壓力荷載等組合的最大值。其中非正常積灰重量按全部濾袋內(nèi)部積灰達(dá)濾袋長(zhǎng)度的20%計(jì)算。

花板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)在于花板孔徑及其間距的確定。脈沖行噴吹袋式除塵器花板孔直徑應(yīng)與濾袋外徑緊密配合，相鄰兩孔中心間距宜比花板孔直徑大50mm或以上。

3.5 脈沖閥設(shè)計(jì)選型

脈沖閥是袋式除塵器用過濾單元實(shí)現(xiàn)清灰的關(guān)鍵執(zhí)行部件，其設(shè)計(jì)選型直接影響過濾單元的清灰效率，從而影響整個(gè)過濾單元的運(yùn)行效率。

3.5.1 脈沖閥單閥噴吹面積計(jì)算

式④中：

Ad— 脈沖閥單閥噴吹面積，m2。

np— 脈沖閥單閥所帶濾袋條數(shù)。

3.5.2 脈沖閥個(gè)數(shù)計(jì)算

式⑤中：

nf— 脈沖閥個(gè)數(shù)，計(jì)算后取整。

3.5.3 脈沖閥選型

脈沖閥選型應(yīng)綜合考慮濾袋尺寸和布置的方陣位置，根據(jù)供應(yīng)商提供的脈沖閥噴吹面積數(shù)據(jù)選擇脈沖閥的尺寸。

行噴式脈沖袋式除塵器單個(gè)脈沖閥所承擔(dān)的噴吹面積受濾料、濾袋尺寸及分布、煙塵粒徑及黏性、噴吹管開孔、在線/離線清灰方式、過濾風(fēng)速、分氣箱容積、噴吹壓力、脈沖閥型式及公稱通徑等參數(shù)影響，可參照表1選擇脈沖閥尺寸。

表1 行噴式脈沖袋式除塵器用脈沖閥推薦表

3.6 分氣箱設(shè)計(jì)

分氣箱設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于容積設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足每個(gè)脈沖閥噴吹時(shí)對(duì)氣源壓力和氣量的要求。

回轉(zhuǎn)式脈沖袋式除塵器用脈沖閥配套分氣箱容積可參照表2。

表2 回轉(zhuǎn)式脈沖袋式除塵器用脈沖閥配套分氣箱容積推薦表

3.7 噴吹管設(shè)計(jì)

噴吹管是袋式除塵器用過濾單元清灰氣流的關(guān)鍵輸送裝置，其品質(zhì)直接影響清灰氣流組織和清灰效率。

噴吹管設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于噴孔孔徑設(shè)計(jì)，行噴吹脈沖袋式除塵器用噴吹管開孔總面積宜不小于噴吹管橫截面積。噴吹管單孔直徑可在上述計(jì)算值基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整，保證各噴吹孔氣量均勻。

4 過濾單元安裝技術(shù)要求

過濾單元各部件經(jīng)合理設(shè)計(jì)、高品質(zhì)加工出廠后，在安裝現(xiàn)場(chǎng)遭遇錯(cuò)誤安裝、野蠻安裝導(dǎo)致除塵器試運(yùn)行故障、運(yùn)行效率降低、壽命縮短等狀況屢見不鮮。因此，過濾單元的安裝也至關(guān)重要。

4.1 濾袋安裝

濾袋安裝前應(yīng)將凈氣室內(nèi)部清掃干凈，逐個(gè)檢查濾袋外觀質(zhì)量，完好無損方可安裝。濾袋安裝時(shí)應(yīng)采用濾袋保護(hù)套，避免刮擦濾袋和踩踏袋口，防止濾袋損傷和袋口變形、松脫。安裝完畢后應(yīng)逐個(gè)檢查濾袋的安裝質(zhì)量，確認(rèn)袋口與花板連接牢固、嚴(yán)密、無縫隙，濾袋與短管和袋帽的連接應(yīng)牢固、嚴(yán)密。對(duì)濾袋安裝質(zhì)量的檢查率和合格率應(yīng)達(dá)到100%。

4.2 框架安裝

框架安裝不能損壞濾袋，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)為多節(jié)時(shí)，應(yīng)先將拼接部位對(duì)接牢固并檢查表面光滑后裝入濾袋，避免接口部位損壞濾袋。濾袋及框架安裝完畢后，應(yīng)檢查并確認(rèn)濾袋內(nèi)部沒有異物，濾袋袋底應(yīng)間距均勻、無碰撞或接觸，袋身沒有扭曲或皺折。

4.3 花板安裝

花板的安裝質(zhì)量直接影響其平面度和牢固度，因此，花板安裝應(yīng)嚴(yán)格定位，花板件的拼接及花板與周邊部件的焊接必須連續(xù)滿焊，不得有漏焊、虛焊、氣孔等缺陷?；ò灏惭b完成后應(yīng)100%做焊縫滲漏檢驗(yàn)。

4.4 脈沖閥與分氣箱安裝

脈沖閥與分氣箱在工廠組裝成組件，調(diào)試合格后整體發(fā)運(yùn)。脈沖閥與分氣箱安裝前，應(yīng)清除內(nèi)部焊渣、鐵銹等雜物，并確認(rèn)安裝接觸部位整潔后方可進(jìn)行安裝。安裝過程應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行，應(yīng)避免雨水或異物掉入排氣孔。安裝完成后應(yīng)對(duì)各閥逐個(gè)進(jìn)行噴吹測(cè)試。

4.5 噴吹管安裝

噴吹管安裝前應(yīng)認(rèn)真檢查并清理噴吹管內(nèi)部的雜物和污垢。安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格保證噴吹管與花板平行，全長(zhǎng)平行度不超過2mm，并使噴孔中心線與花板孔中心線重合，其中心位置偏差應(yīng)小于2mm。噴吹管安裝應(yīng)確認(rèn)端頭牢固，防止噴吹時(shí)噴吹管移位或脫落。

5 結(jié)語

袋式除塵作為工業(yè)企業(yè)大氣污染治理的主導(dǎo)技術(shù)，同樣面臨巨大的壓力和挑戰(zhàn)。過濾單元是袋式除塵器的過濾模塊，需嚴(yán)格設(shè)計(jì)和規(guī)范安裝，從技術(shù)上保證大氣污染治理的能力和效率。 ■