 喷吹压力与喷吹距离对长耐高温除尘滤袋清灰效果的研究
脉冲袋式除尘器于20世纪50年代问世，并在使用中不断得到改进，现在已在净化含尘气体领域发挥着很大作用。耐高温除尘滤袋因其清灰技术先进、气布比高而逐渐成为烟气净化及工业除尘工程的首选袋式除尘设备；但长滤袋除尘器在实际工程使用中也存在清灰失效和滤袋易破损等问题，另其广泛使用受到制约。不良清灰是滤袋破损的主要原因，良好的清灰不仅能延长滤袋寿命，更能保证滤袋具有良好的清灰能力及较低的运行阻力。不良清灰是因为缺乏脉冲清灰设计选型的理论依据。因此，研究脉冲袋式除尘器的清灰均匀性及相关技术，不断进行优化设计尤为重要。
口前，清灰技术应用最广泛的是脉冲喷吹清灰方式。清灰参数的合理选择是影响滤袋寿命的关键因素之一，也是近年来履待解决的问题，大量学者针对操作参数和运行参数做了研究。建立了一套脉冲发生系统，测量了喷吹孔的瞬时速度和流量来讨论储气罐压力及脉冲宽度对喷吹流量的影响，试验结果表明，喷吹流量随气包压力的增加而增加；但脉宽增加对喷吹流量的影响很小；提出增大脉冲喷吹压力会改善清灰性能，而脉冲喷吹时间则作用很小；清灰效果与脉冲喷吹压力、喷吹时间、气包体积、喷嘴与滤袋及进口断而的间距等均有关系。
影响喷吹效果的主要因素是压力峰值及其到达时间，所受压力越大、压力峰值到达时间越短，喷吹效果就越好。研究显示为获得较好的清灰效率，沿着滤袋长度方向各个位置的临界静态超压(滤袋内部的脉冲压力减去滤袋外部的脉冲压力)必须达到400一500PaoLu等,发现对于粉煤灰颗粒，清灰平均超压为500一600.滤袋内存在一个最小的脉冲压力(大约0.3kPa)，此时滤袋上附着的粉尘可被清除掉约60%；脉冲压力超过该最小值，粉尘的脱落量仅略微增加。
本文将侧壁正压力峰值和侧壁压力峰值到达的时间作为脉冲喷吹袋式除尘器的清灰强度评价指标，通过改变喷吹压力、喷吹距离来测试直径160mmx长6000mm的涤纶针刺毡滤袋的除尘效果，分析该条件下的最佳喷吹压力和喷吹距离，以期使滤袋的喷吹性能达到最佳。
1、脉冲喷吹袋式除尘器清灰试验
1.1试验装置
脉冲喷吹试验系统，为方便喷吹距离、喷吹压力、喷吹管径等参数的改变，滤袋箱体上配有与喷吹管尺寸相匹配的钢板以更换和固定喷吹管、调节喷吹距离，支撑气包的支架为活动支架，可上下升降及左右移动气包。气源由螺杆式空气压缩机提供，其工作压力为0.8MPa。喷吹装置配有减压阀和DMFYSOS型电磁脉冲阀(绵阳流能粉体设备提供)。选取直径为50mm的喷吹管，长3000mm在喷吹管上开6个喷吹孔，喷吹孔径为15mm，孔间距为200mm。试验用滤袋为绵阳科勤环保科技有限公司提供的直径160mmx长6000mm的涤纶针刺毡滤袋，其透气度为25m³/(min)、克重为500g/m。
1.2试验设计
8个高精度的压力传感器用于测试滤袋的侧壁压力峰值和压力峰值到达时间，即清灰效果评价指标。测点位置为距滤袋顶部100mm,500mm,l000mm,2000mm,3000mm,4000mm,5000mm和5900mm。之所以采取这种上密下疏的测点分布方式是因为上部气流运动剧烈，流场变化快，测点密集有利于观察该区域灰尘的受力和运动情况；而气流运动到中部和下部时变得比较平缓，速度下降且变化不大，没必要设置很密集的传感器以免影响滤袋本身的运动。
2、结果与讨论
2.1喷吹压力对滤袋清灰效果的影响
当喷吹压力分别为0.1MPa,0.2MPa,0.3MPa,0.4MPa,0.5MPa,0.6MPa时，在喷吹管径为50mm、喷吹孔径为15mm、喷吹距离为200mm、脉冲宽度为0.1、的条件下，得到滤袋侧壁各测点的压力峰值和各测点的压力峰值到达时间，在喷吹压力为0.1~0.6MPa时，滤袋上部侧壁压力峰值最大，底部其次，中部最小。压力在滤袋长度方向上分布不均匀，这是由于滤袋内的压缩空气运动不同造成的。前2个测点值比较接近是因为位置非常接近，压缩空气没有充分膨胀。随测点与滤袋口距离的增大，压缩空气迅速膨胀，峰值压力不断上升，在距滤袋口约1m处压缩空气膨胀至最大，压力峰值达最大值；随后由于喷吹气流泄漏和运动压力损失，峰值压力便开始下降，喷吹气流冲击到封闭的滤袋底部，产生反向气流，导致滤袋底部的压力值回升。滤袋侧壁每个测点的压力峰值均随喷吹压力的增大而增大，在1m处压力峰值变化最大；且喷吹压力越大，沿耐高温除尘器滤袋侧壁方向上各测点的压力变化越明显。这是因为提高喷吹压力会使喷吹孔处的压力增大，因而形成的反吹气流量也较大，导致滤袋侧壁的压力峰值相应增大。所得8m长滤袋的模拟试验结果与变化趋势基本相似，但最大值出现在0.3m处，这可能是因为所研究的滤袋长度不同造成的。
在喷吹压力为0.1~0.6MPa时，沿滤袋长度方向，在0~4000mm侧壁压力峰值到达时间随测点距离的增加而增加，在4000一6000mm压力峰值的到达时间随测点距离的增加而减小。这是由于脉冲气流与诱导气流进入滤袋，部分气流会迅速扩散到滤袋口侧壁，致使顶部侧壁压力峰值到达时间最短；之后气流沿侧壁向下流动，而垂直向下的脉冲气流很快到达滤袋中下部并碰撞，碰到滤袋底部的气流也快速反冲，致使底部的侧壁压力峰值到达时间减小；在4000mm处，从滤袋底部反弹的气流与从侧壁向下流动的气流混合，致使压力峰值到达时间延长，在不同的喷吹压力下，滤袋侧壁每个测点的侧壁压力峰值到达时间均随喷吹压力的提高而略有减少，且测点与袋口的距离越大这种趋势越明显。
清灰过程就是脉冲喷吹瞬间产生的气流在碰到滤袋时转化为压力，从而对滤袋产生冲击的作用效果。因此，滤袋的最大侧壁压力峰值大小就能够反映清灰强度。方差与标准差是用来衡量一组数据偏离平均数的指标，可衡量数据的稳定性，方差与标准差越大，表明数据的波动越大，越不稳定，本文用其表示清灰均匀性。其大小没有标准值，因此认为越小越好。
由喷吹压力为0.1一0.3MPa时，平均侧壁压力峰值基本稳定为2一4.5kPa喷吹压力为0.1MPa时，侧壁压力峰值为最小值1.2208kPa，标准差变化范围为0.9979~`2.0114，方差变化范围为0.9958一4.0457。此时标准差和方差值均较小，表明清灰均匀性较好。喷吹压力为0.4一0.6MPa时，平均侧壁压力峰值为5一6.5kPa(喷吹压力为0.6MPa时，壁压力峰值达到最大值12.4878kPa，标准差变化范围为2.3643一2.9625，方差变化范围为5。5899~8。7761.此时标准差和方差变化均较大，表明清灰均匀性较差。这是因为当喷吹压力为0.4一0.6MPa时侧壁压力峰值可达到最大，但侧壁压力峰值过大又会造成过度清灰，从而影响滤袋的过滤性能，降低长滤袋的使用寿命。侧壁压力峰值达到5282Pa时，会造成耐高温材料(氟关斯)滤袋的轻微磨损，侧壁压力峰值达到7014Pa以上时，滤袋严重破损。侧壁压力峰值为5282一7014Pa时的标准差与方差变化均过大，数据波动太大，清灰均匀性不好，与本文结论一致。因此，综合考虑清灰强度与清灰均匀性，并参考文献研究结论可以得出，6m长滤袋在喷吹压力为低压脉冲(0.1一0.3MPa)条件下即可获得很好的清灰强度，且方差与标准差均最小，即清灰均匀性也最好。
2.2喷吹距离对滤袋清灰效果的影响
在喷吹管径为50mm、喷吹孔径为15mm、喷吹压力为低压脉冲(0.3MPa)、脉冲宽度为0.1的条件下，得到喷吹距离分别为100mm,150mm,200mm,250mm,300mm时滤袋侧壁各测点的压力峰值和及清灰效果，当喷吹距离小于200mm时，滤袋平均压力峰值随喷吹距离的增大而增大，但当喷吹距离超过200mm后，滤袋侧壁的平均压力峰值随喷吹距离的增大而减小。
这是因为当喷吹距离较小时，喷吹孔喷吹的主导气流还没有充分扩散，就已经到达滤袋口部，所以滤袋侧壁各测点的压力峰值较小。随着喷吹距离的增大，进入滤袋内的气流量增大，使滤袋侧壁的压力峰值也逐渐增大，但增大到一定距离后，虽然诱导量会有所增加，但主导气流却因为距离的增加而产生膨胀效果，还未到滤袋口部时就开始扩散，致使一部分气流吹出滤袋口，从而导致耐高温除尘布袋侧壁压力峰值降低。
在喷吹距离为100mm时，标准差和方差分别为1.8210和3.3163，平均侧壁压力峰值为3.5482kPa。当喷吹距离为200mm时，平均侧壁压力峰值为4.3252kPa，标准差和方差分别为1.9918和3.9670.在喷吹距离为150mm,250mm和300mm时，对应的平均侧壁压力峰值200mm时分别减少了6.47%,4.16%和1.05%，而对应的标准差200mm时增加了4.14%,8.72%和9.43%。可见，喷吹距离在200mm时的平均侧壁压力峰值最大，清尘强度最大；而喷吹距离为100一300mm时，侧壁压力峰值的标准差和方差变化较小，所以清灰均匀性变化不大。
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