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除尘器差压与堵灰的分析


关于上月除尘器灰斗堵灰问题的分析
一、影响除尘器差压的因素: 1. 压缩空气带水、带油,造成滤袋糊袋 2. 锅炉负压高,造成喷吹力不足,滤袋表面积灰 3. 机组负荷高,灰量大,清灰困难 4. 机组停运后,滤袋标煤积灰为得到清理,造成滤袋表面积灰板结 5. 滤袋预处理时,喷吹灰粉湿度大,造成启动前糊袋 6. 燃料含硫量大,达到露点腐蚀 7. 启动时,燃油或焦油类粘附在滤袋

表面,滤袋糊袋 8. 锅炉爆管,烟气水分过大,飞灰湿度大,造成糊袋 9. 滤袋达到使用寿命,滤袋硬化,喷吹力、通风性能降低 10. 排烟温度过高,造成滤袋老化,通风性能降低 11. 燃料粒度过小,飞灰量瞬时增加,烟气灰浓度增加,超出除尘的能力 12. 灰斗堵灰埋住滤袋,滤袋有效面积减少 13. 灰仓泵反串,造成二次扬尘,滤袋负荷突增 14. 受热面泄漏、烟道腐蚀严重漏风、锅炉漏风严重,增加烟气量超过滤袋过滤能力 15. 人为的将损坏的滤袋隔离,减少滤袋工作数量 16. 除尘器入口挡板未达到全部开启 17. 净烟气侧被部分封堵,流通截面减少 18. 锅炉误操作(降负荷时未降低引风机负荷、炉膛负压过高大量细灰被抽走、尾部烟道 长时间未清灰造成积灰塌落等) 二、灰斗堵灰的时间推断: 1.灰斗的容积:除尘器通风有效面积 36m2、宽度为 6m,单个灰斗大口 2.5m、下口 0.4m、 灰斗高的 2.0m; 则容积:(1/3)*[2.5*2.5+0.4*0.4+(2.5*2.5*0.4*0.4) 高料位温度点:落灰口上部 1.5m 处,此点位置村灰量: 容积: (1/3)*[1.975*1.975+0.4*0.4+(1.975*1.975*0.4*0.4) 1/2]*1.5=2.425m3 2.灰的密度:取 2.0t/m3;则:1.5m 处时存灰 4.85t,满灰存灰 9.88t。 3.第一个灰斗的进灰量: 燃料量按 10t/h 计算,灰分 23%,灰渣比=65%:35%,前一个灰斗进灰量按 60%(惯性室) 。 10*23%*65%*60%*50%=0.4485t/h。 堵灰至 1.5m 高度时的灰量时间:10.8h;堵满时时间:22h。
1/2

]*2=4.94m3

4.判定堵灰时间: 甲值接班时,灰斗温度为 109℃,交班时 39℃,灰斗边缘灰的温降为 15~20℃考虑,降 低 80℃需要 4~5h;由此判定:灰料位达到测点时间在接班 2h 之后。 三、分析: 由前推断:1 接班时,灰仓泵已经达 8h 不排灰,灰仓泵外部应是常温状态。 2 接班后,若出现压缩空气压力波动或者进行风量调整,使滤袋产生波动, 落灰量增加,瞬时下落而使卸灰阀前堵灰而棚灰,造成灰斗堵塞,接班时灰仓泵温度不会出 现常温现象。 3 负荷降低,排烟温度低,达到露点腐蚀状态时,滤袋出现积灰,积灰塌落, 造成灰斗落灰口存在板结块而堵塞, 4 卸灰阀(机械卡涩或断电或者控制系统故障)关闭、半关闭造成堵灰。 汪茁在讲除尘器时,讲的很好,说明汪茁对除尘器了解的非常清楚;在汪茁讲课后,该 班出现堵灰 2 次,说明一下问题: 1. 班长班前会,汇总汇报情况、接班前的检查安排和工作布置不严谨,班长责任心差; 2. 班长巡检不到位(班长要对本班的设备运行状况必须非常熟悉) ,定期工作执行不严; 3. 主操每班巡检设备不少于 2 次,记录中没有反映出设备异常状况,没有责任心; 4. 一个班 4 人,没有发现该问题,说明本班组无凝聚力、团结协作差,班长有不可推卸 的责任。 四、措施: 1.责任心问题(不到位) 。2.考虑人员是否称职问题(主动性差、推脱责任) 。3.对该班 组整顿、帮助问题(班组没有凝聚力、向心力、协作能力差) 。4.举一反三预案防范措施问题 (讲的和做的出入太大) 。5.对班组管理加强问题(在值的考核、车间考核没有反应出工作能 力和责任心的事例,大锅饭现象、滥竽充数现象突出) 。6.规章制度落实、执行问题(执行力 度不足) 。7.夜间值班监督巡视问题(流于形式、被动处理问题) 。8.每个员工的责权利问题 (职责明确、责任到位、绩效决定收入,只要考核就不满意,私心重) 。9.工作作风不严谨问 题(不能主动预判、等待问题出现后处理) 。

我对袋式除尘器压力损失的理解
袋式除尘器总压力损失可视为过滤介质压力损失与滤筒压力损失之和。 对袋式除尘器的总体压力损失和滤筒压力损失在清洁状态下测试与回归分析,得出袋式 除尘器总压力损失和滤筒压力损失与过滤速度相关关联式,滤筒压力损失在除尘器总体压力 损失中所占比重占居主要影响因素,因此,袋式除尘器在针对降低压力损失进行结构优化时, 其重点应考虑降低滤筒压力损失,应从调整滤筒排列形式及滤筒筒径等方面优化除尘器结构 降低袋式除尘器运行阻力。 袋式除尘器的最大优点就是除尘效率高,袋式除尘过滤器的效率高达 99.99%。袋式除 尘过滤器压力损失随过滤运行时间变化不断增加,导致能耗增加,分析影响袋式除尘过滤器 压力损失的主要因素及袋式除尘器过滤压力损失分布, 努力降低袋式除尘过滤器的压力损失, 是十分必要的。

1.除尘过滤器压力损失分析
除尘器总压力损失为: 将滤筒压力损失看作过滤介质压力损失和滤筒结构压力损失之和; 实际则有:过滤介质压力损失;滤筒结构压力损失;过滤器结构压力损失。 1.1 过滤介质压力损失(滤袋为微米技术,已经成为定型产品) 过滤介质的压力损失为任一流速度下过滤介质两端的压降;过滤材料的压力损失是由气 流穿过纤维层时的阻力。在填充率、纤维直径、滤料厚度不变时,过滤材料的阻力与过滤速 度 V 成正比。因此过滤速度增大,过滤阻力随之变大。当其它参数固定时,过滤介质压力损 失可以表示为常数,由其它参数确定。 1.2 滤筒结构压力损失和除尘器结构压力损失 气流通过过滤元件时,所遇到的结构尺寸比纤维直径大的多,惯性力已大到不能忽略的 程度。如果过滤元件的形状尺寸给定,结构阻力主要来自气流的沿程损失,大小取决于气流 的流动速度、密度等因素。由流体力学沿程阻力计算式可以得到结构阻力。 当过滤器结构固定时引入常数项和则有:总压力损失——滤筒压力损失。 采用 729 滤料和覆膜 729 滤料,在不同过滤速度运行条件下,进行滤筒压力损失和过滤 器总压力损失进行测试,得出压力损失与过滤速度关系曲线如图 1 和图 2 所示。通过回归分 析,得出滤筒压力损失及过滤器总压力损失与过滤速度回归公式,参见表 1 和表 2。
Pa 1000 压 滤筒压力损失实测、模拟值,滤筒总压力损失、模拟值,滤筒结构压力损失、 900 力 模拟值,基本与下曲线吻合。 800 损 700 失 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 过滤速度 m/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 过滤速度 m/min Pa 压 力 损 失

图 1 滤布 729 压力损失随过滤速度变化图

图 2 覆膜 729 压力损失随过滤速度变化图

表 1 滤筒压力损失与过滤速度回归公式 过滤介质 回归方程 滤布 729 略 覆膜 729 略 表 2 过滤器总压力损失与过滤速度回归公式 过滤介质 回归方程 滤布 729 略 覆膜 729 略

相关系数 0.952 0.963 相关系数 0.966 0.982

相关结果 二次函数相关性强 二次函数相关性强 相关结果 二次函数相关性强 二次函数相关性强

注:回归公式中变量单位以国际单位为准。 由以上数据及分析可知:清洁滤料过滤阶段,滤筒的压力损失和除尘器的总压力损失, 都随着过滤速度的增加而增大。实验数据回归结果显示,滤筒压力损失和过滤器总压力损失 都与速度成二次函数关系(抛物线)。且实验数据与理论分析结果相一致。

2.除尘过滤器压力损失分布
随着过滤速度的增加,滤筒压力损失与除尘器结构压力损失之间的差值也随之增大,如 图 3 和图 4,由图中可以看出随着过滤速度增加,滤筒压力损失和除尘器结构压力损失之差 不断增大,滤筒过滤压力损失比除尘器结构压力损失具有更快的上升速度。以滤布 729 为例, 如图 3,当过滤速度为 10(m/min)时,滤筒压力损失比结构压力损失高 212(Pa),当过滤速 度增加到 18(m/min)时,压力损失之差上升到 600(pa)。经分析两个原因导致了这个结果: 首先,结构压损之差可表示为:,滤筒结构压力损失的系数高于过滤器结构压力损失系数, 当 V 增加时,结构压力损失差值迅速上升;其次,滤筒压力损失还包括过滤介质压力损失, 介质压力损失随着过滤速度的增加而上升。因此,随着过滤速度增加,滤筒压力损失上升的 更快。
Pa 1000 压 滤筒压力损失与除尘器结构损失之差实测值、滤筒压损与除尘器结构压损 900 力 差值,基本与下曲线吻合。 800 损 700 失 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 过滤速度 m/min 图 3 滤布 729 压力损失之差随过滤速度变化图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 过滤速度 m/min 图 4 覆膜 729 压力损失之差随过滤速度变化图 Pa 压 力 损 失

随着过滤速度的增加,滤筒压力损失和除尘结构压力损失所占比例变化如图 5 和图 6, 图中可以发现两个现象, (1)滤筒压力损失在除尘器总压力损失中所占比重明显占优,滤筒压力损失所占比重为 94%左右浮动。 (2)虽然随着过滤速度的增加,滤筒压力损失较除尘器结构压力损失上升更快。但是, 二者在除尘器总压力损失中所占比重变化不大。当覆膜 729 后,滤筒压力损失比重稍大,在 96%左右浮动。

分析认为,覆膜 729 滤筒压力损失所占比重较滤布 729 高,是因为前者表面覆膜增加了 过滤介质压力损失造成的。
% 100 阻 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 过滤速度 m/min 图 5 滤布 729 压力损失分布随过滤速度变化图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 过滤速度 m/min 图 6 覆膜 729 压力损失分布随过滤速度变化图 除尘器价格压力损失百分比 除尘器价格压力损失百分比 力 比 重 滤筒压力损失百分比 % 阻 力 比 重 滤筒压力损失百分比

3.袋式除尘过滤器减阻增效的途径及措施
运行优化方面,过滤速度的改变对过滤效率和过滤压力损失,有着不同的影响。理论分 析和实验结果都证明了临界速度的存在。实际运行中,在满足过滤效率要求的前提下,尽量 采用低于临界速度的过滤速度,此时降低过滤速度可以同时达到增加过滤效率、减少过滤压 力损失的目的。过滤速度高于临界过滤速度时,提高过滤速度可以增加过滤效率,但是过滤 阻力也随之上升。此时,过滤速度设定应以达到过滤效率最低要求为准,盲目提高过滤速度 来增加过滤效率,只会引起阻力上升造成能源浪费。 在过滤结构及介质优化方面,通过对袋式除尘器压力损失分布的研究发现:袋式除尘器 中,滤筒压力损失所占比重较大,而且随着过滤速度的上升,滤筒压力损失具有更快上升速 度。因此,袋式除尘器结构优化的重点,应放在滤筒结构优化方面。同时针对不同过滤对象, 选择高效低阻的滤料也是袋式除尘器减阻增效的有效途径。

4.结论
过滤速度变化时,试验研究对袋式除尘器压力损失分布得出结果:滤筒压力损失在过滤 器总压力损失中所占比重明显占优,覆膜 729 和滤布 729 压力损失比重分别为 96%和 94%; 而且随速度增加,滤筒压力损失上升较过滤器结构压损更快。由此建议:袋式除尘器在针对 降低压力损失进行结构优化时,其重点应放在降低滤筒压力损失方面。


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