脉冲清灰的影响因素研究分析

对于脉冲袋式除尘器，很多人都认为压缩空气脉冲作用于滤袋所产生的冲击对清灰起主要作用，并将粉尘分离力Fs 定义为滤袋上单位面积的粉尘载荷md 与滤袋膨胀到极限位置时所获得的最大反向加速度Ap 的乘积，即Fs＝md • Ap，指出只有当粉尘分离力Fs 超过粉尘与滤袋的粘附力FA 时，才会发生粉尘剥落。可见，对于某一特定的脉冲喷吹清灰系统特定的粉尘/滤料体系，就应该相应有一个合适的反向加速度AF值范围，以保证能获得满意的清灰效果，而其清洁滤袋在脉冲喷吹过程中获得的最大反向加速度AP， 则反映它受到压气脉冲作用所产生冲击的强弱程度，表征了清灰系统所具有的清灰能力。 

    冶金部环保研究院作过环隙脉冲喷吹系统滤袋喷吹加速度试验，从有关的试验中可以分析得出：在脉冲喷吹过程中，除尘布袋最初加速向外膨胀；当膨胀到一定程度时，由于滤袋的拉伸而产生一个阻碍其膨胀的张力，滤袋正向（径向向外）加速度随之减小，但滤袋仍然向外作加速膨胀；随着滤袋继续膨胀，张力急剧增大，当合成张力与喷吹气流静压力平衡时，加速度变为零，而滤袋向外运行的速度则达到最大；随后滤袋开始反向加速，作减速膨胀；当膨胀到极限位置时，其速度为零，张力升至最大，滤袋在此很大回复力作用下产生一个很强的冲击振动，同时获得最大的反向加速度Ap；随后滤袋开始回缩，一旦滤袋离开极限位置，它所受到的张力便急剧减小，而且喷吹气流阻碍其回复到原来的静止位置；在此后的脉冲喷.吹过程中，滤袋在极限位置附近作很弱的振动，当滤袋向外膨胀时，喷吹气流静压力是激振力，而当滤袋回缩时它又成为阻尼力，且气流静压在脉冲喷吹过程中时刻在变化；另外，滤袋振动的回复力（即合成张力）又是一个冲力。由此可见，滤袋在整个脉冲喷吹过程中运动是一个复杂的有阻尼受迫振动。在脉冲喷吹清灰时，滤袋自上而下顺序开始膨胀，并顺序达到极限位置。滤袋膨胀形式并不是如通常所想象的可以视为一个压力气泡自上而下在滤袋内扫过，而是当袋底部分开始膨胀时，整个滤袋处于不同的膨胀程度，是倒置的圆台状。  

    在我国，脉冲清灰根据喷吹压力的高低分为高压清灰与低压清灰两种，国外则将脉冲清灰分为高压小气量（HPLV）、中压中气量（IPIV）与低压高气量（LPHV）三种。国内一般有这样的看法：喷吹压力低，清灰时对滤布的作用力就小，这样有利于延长滤布的使用寿命，也就是说低压清灰优于高压清灰。试验证明，这种看法实际上不够全面，在喷吹量不同的情况下，无法比较高压清灰与低压清灰两者对滤布作用力的大小。从上世纪90 年代，以上三种脉冲喷吹方式在欧美及澳大利亚的燃煤电厂的烟气除尘系统中都有广泛的应用。1988 年美国电力研究院（Electric Power Research Institute, EPRI）对当时已经在世界各地电厂锅炉运行的多台脉冲袋式除尘器作了深入的调查比较。结论是以上三种脉冲袋式除尘器均能够达到预期的运行效果和烟气排放标准，都适合在美国电力系统推广。

    为了同等工况比较三种脉冲喷吹袋式除尘器的性能和清灰效率，美国电力研究院（EPRI）在佛罗里达州Scholz 电厂，采用以上三种脉冲喷吹方法，进行清灰试验，结论是：  

    （1）在三个月的测试过程中，没有产生滤袋破损或失效的现象；

    （2）三种清灰效果都能满足电厂燃煤锅炉的除尘效率要求；     

    （3）并非清灰压力越低，其运行耗电量越小。  

    由此可见，高效清灰的HPLV具有运行费用最低，清灰次数最少等特性。经过一段时间的设备运行后，可以推断出其工业除尘器的滤袋与袋笼的摩擦次数最少。因此高压低气量的脉冲袋式除尘器将能够最佳地延长滤袋的使用寿命。当然喷吹压力也不能太高，干什么都要有个“度”，如果清灰压力太强，滤袋也可能由于振荡力太强导致与袋笼的严重摩擦而裂袋。因此，无论采用高、中或低压的空气源，设备的清灰力度贺流量都必须综合考虑工艺和现场条件以及滤料性质来合理配置。在实际使用中，高、中、低压并没有严格的分界，只是相对而言。 

    清灰压力不是决定滤袋受到清灰力（即反向加速度）大小的唯一因素，低压清灰作用在滤袋上的力不一定比高压清灰小，不能从清灰压力的高低作为影响滤袋寿命的判断依据。大孔径、低喷吹压力也能使滤袋产生更大的加速度。  

    当滤袋内外的压差达到设定值时，自动控制系统发出信号，脉冲阀迅速开启，压缩空气在瞬间释放，经由电磁脉冲阀和喷吹管向滤袋内喷射，实验证明，脉冲阀的喷吹气量大并不能说明脉冲阀的性能优越，延长喷吹时间并不能对喷吹时滤布的加速度有什么影响，无益于提高清灰效果，而脉冲阀的响应速度才是一个重要的技术指标。不同厂家生产的脉冲阀，由于其响应速度不同，在喷吹气量上造成的差别也是很大的。响应速度慢的脉冲阀不仅要多消耗压缩空气，由于在喷吹时滤袋内部反向压力上升的速度慢，还会影响到滤袋的加速度，也就是说影响清灰效果。