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冶金行业防爆布袋除尘器设计存在的问题及改进措施
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冶金行业防爆布袋除尘器设计存在的问题及改进措施

作者:广州崇景环保    发布时间:2019-04-09 15:17  来源:www.chongjingep.com

【摘要】在冶金行业,防爆布袋除尘器的使用越来越多,但在防爆布袋除尘器的设计上很多厂家容易忽视进风喇叭的设计与布袋除尘器的匹配,以及防爆面积的计算这两个问题。作者就以上两个问题,结合理论与多年从事布袋除尘器设计的经验,阐述了防爆布袋除尘器进风口的设计注意事项,以及防爆面积的理论核算方法。

【关键词】防爆;布袋除尘器;冶金行业;改进措施;

目前防爆型布袋除尘器在冶金行业的应用越来越多,在设计上,很多除尘器厂家往往忽视进风口在设计上与袋除尘本身的匹配关系,容易造成不可挽回的损失。

防爆布袋除尘器

1进风口的设计问题

由于收尘系统输送管道风速较高(一般16m/s以上),而进入到布袋除尘器的风速往往需控制在10m/s以下,因此需要有足够的缓冲,常采用渐扩喇叭口。当喇叭口过短,坡度过大时,进风将直接喷入除尘器,起不到缓冲的作用。同时,还容易形成涡流,增大除尘器的运行阻力;高速烟气裹挟的颗粒物也会对风道内壁产生冲刷,磨损风道隔板(见图1),直接造成滤袋破损。

为了有效降低风速,建议喇叭口的上下渐扩面与中心水平面的夹角不大于30°,当设计中难以满足时,应在喇叭口内设置栅格板,防止涡流产生。当进风主管道为垂直管道,且离除尘器过近时,可能难以容纳合适坡度的渐扩喇叭,则可将管道在垂直方向上延伸一定高度,并在末端安装防爆阀,以达到设计目的。

图1 已修复的风道内壁局部冲刷破损处

此外,还应注意除尘器本身进风结构上的合理性,主要包括进风法兰和风道斜隔板的设计。建议进风法兰内径的长短边比值控制在1~2.5之间。当这个比值过大时,容易使得进风口产生涡流,不仅达不到降低风速的初衷,还会因涡流的产生而造成进风口的磨损(见图2),且增大设备的运行阻力。

图2 除尘器进风口磨损

当风道斜隔板倾斜度太大时,进气同样会冲刷斜隔板,造成风道内壁的磨蚀,且进气主要集中在设备前部分,分风不合理;当倾斜度过小时,则情况相反,同样分风不合理。为了达到合理的分风效果,依据经验,风道斜隔板应使得分风在设备中心位置处对应最大,向前后两端缓慢降低。因此不仅要求进出风法兰结构、布置上合理,也要求布袋除尘器的风道长度与进风风速相匹配,其对应关系可依据袋室对应的风道截面风速和实践经验综合判定。

2防爆面积的核算

目前很多除尘器厂家在防爆型除尘器设计上,并没有依据相关标准进行严格计算,防爆措施并不能达到预期作用。自上世纪九十年代,在防爆面积的计算上一直依据美国防火协会标准NFPA68:1988《爆燃泄压指南》,我国其后以该标准为蓝本制定了GB/T15605—1995,但实际设计中常采用诺谟图法。为了适应我国爆炸防护工作的需要,2008年在GB/T15605—1995的基础上参照德国工程师协会标准VDI3673:2002《粉尘爆炸泄压》制定了标准GB/T15605—2008,不再使用诺谟图法计算泄爆面积。在新标准中,采用如下两式进行计算:

粉尘爆炸泄压公式

上述公式有效范围:

——容器容积:0.1m³≤V≤10000m³(布袋除尘器需要去掉滤袋包围的体积,灰斗容积有效值为1/3灰斗总容积);

——泄压装置的静开启压力:0.01MPa≤Pstat≤0.1MPa;

——最大泄爆压力:0.01MPa≤Pred,max≤0.2MPa;

——Pred,max>Pstat。Pstat应为泄压装置的静开启压力允许误差范围的上限;

——最大爆炸压力:对粉尘爆炸指数为1MPa·m/s≤Kmax≤30MPa·m/s的粉尘为:0.05MPa≤Pmax≤1MPa;

——容器的有效长径比L/DE≤20,且泄压面积不大于容器的截面积;

——泄压效率EF=1。

对于冶金行业布袋除尘器而言,最大工作压力一般在20000Pa以下,而最大泄爆压力Pred,max要求不大于设备的最大工作压力,同时还满足上述要求的使用有效范围,因此可以采用公式(1)对布袋除尘器防爆面积进行计算并修正。

防爆布袋除尘器

3小结

冶金行业的防爆布袋除尘器因除尘工况具有一定特殊性,其要求也应相应比较高,不仅要有长久的设计经验积累,也应有合理的理论指导。除尘器虽然相对比较简单,但想达到理想效果却并不简单,只有理论与实践相结合,才能保证设备的稳定、高效运行。

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