【正文】 分，是一項(xiàng)維護(hù)社會(huì)與環(huán)境和諧的工作。 1950 年出現(xiàn)氣環(huán)反吹袋式除 塵器，除塵裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，使用氣 量提高數(shù)倍，濾袋壓力損失穩(wěn) 】【定 6 。歐洲和日本的袋 式除塵器的使用比例近 50 % 。我國(guó)袋式除塵器整機(jī)臺(tái)數(shù)及濾袋年使用數(shù)量?jī)H次于美國(guó)和歐洲，有發(fā)展成為全球最大市場(chǎng)的趨 】】【【勢(shì) 98 。目前袋式除塵器對(duì)工業(yè)廢氣中微粒粉塵的控制，尤其是對(duì)高溫冶煉和燃料燃燒生成的高活性微粒 粉塵的控制，從技術(shù)上已日趨成熟。表 1 為這 3 種大型設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能對(duì)比。 轉(zhuǎn)爐煉鋼二次煙氣和電爐煙氣均采用的是脈沖袋式除塵器，也是鋼鐵行業(yè)除塵器大型化的應(yīng)用場(chǎng)所，處理風(fēng)量達(dá) 100 萬(wàn)一 150 萬(wàn) 3m /h。 電解鋁行業(yè)主要采用袋式除塵煙氣凈化技術(shù)，隨著電解槽的加大，處理100 萬(wàn)一 300 萬(wàn) 3m /h 風(fēng)量的超大型袋式除塵器也將越來(lái)越多。進(jìn)入 21 世中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 8 頁(yè) 共 51 頁(yè) 紀(jì)由于環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，加上煤質(zhì)變化等因素，原燃煤電廠鍋爐單一采用靜電除塵將難以達(dá)到環(huán)保要求，因而采用靜電除塵技術(shù)與過(guò)濾機(jī)理相結(jié)合新型復(fù)合式袋式除塵器得到 了進(jìn)一步的研究和發(fā)展 。濾袋的材質(zhì)有天然纖維、化學(xué)合成纖維、玻璃纖維、金屬纖維或其他材料。粉塵經(jīng)濾袋被過(guò)濾分離所受到的力在各種除塵技術(shù)中是最復(fù)雜的。袋式除塵器是最早出現(xiàn)的除塵設(shè)備之一，一百多年前人們就用簡(jiǎn)單的掛袋，上口進(jìn)氣下口排塵，定期人工拍打，完成除塵過(guò)程。 1957 年美國(guó)粉碎機(jī)公司利奧爾發(fā)明了脈沖袋式除塵器，促進(jìn)了袋式除塵器的進(jìn)步。袋式除塵設(shè)備是采用過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行氣固分離的設(shè)備。袋式除塵設(shè)備的除塵機(jī)理是粉塵通過(guò)纖維時(shí)產(chǎn)生篩濾、碰撞、鉤住、擴(kuò)散、重力和靜電等效應(yīng)而被阻留，從而得以捕集。粉塵初層形成后，它成為中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 51 頁(yè) 袋式除塵設(shè)備的主要過(guò)濾層。 附灰層概論 由過(guò)濾除塵的機(jī)理可知附灰層在實(shí)際除塵過(guò)程中起了非常重要的作用。濾袋表面的附灰層由大小不同的煙塵顆粒組成，具有各種結(jié)構(gòu)性質(zhì)和孔隙性質(zhì)，在正常情況下，它影響布袋除塵設(shè)備的除塵效率和阻力，決定運(yùn)轉(zhuǎn)性能。 3)附灰層比重大時(shí)清灰時(shí)表現(xiàn)的慣性大，受震后容易和布袋表面分離，加強(qiáng)清灰效果。 3)每次從濾袋清下的灰量，約等于后一次清灰前積附在濾袋上的灰量，而且在清灰條件不變 的情況下，阻力也相同。其工藝流程如圖 22 所示： 圖 袋式除塵系統(tǒng)工藝流程 典型的袋式除塵設(shè)備有塵氣室，凈氣室，濾袋，清灰裝置，卸灰裝置五部分外加輸氣管道，動(dòng)力設(shè)備，控制設(shè)備組成控制。因此，袋式除塵設(shè)備的性能在很大程度上取決于濾料的性質(zhì)。 袋式除塵 器 的主要性能 除塵設(shè)備主要以它的除塵效率 和 處 理氣體量以及 設(shè)備造價(jià)來(lái)衡量其優(yōu)良程度的，下邊，簡(jiǎn)單介紹了袋式除塵設(shè)備的主要性能指標(biāo)和影響因素，指出 了 清灰方式是除塵設(shè)備過(guò)濾效率及出口煙塵濃度的重要影響因素。不起絨的素布濾塵效率最低，且清灰后效率急劇下降。 3． 風(fēng)機(jī)選用 。 5． 設(shè) 備維護(hù) 。過(guò)濾速度是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。一般來(lái)講，除塵效率隨過(guò)濾速度的增加而下降。 出口煙塵濃度 出口煙塵濃度是衡量除塵設(shè)備的另一主要性能指標(biāo)，一般情況下，環(huán)保技術(shù)部門都是通過(guò)實(shí)測(cè)來(lái)獲得出口煙塵濃度來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境是否達(dá)標(biāo)，因此，除塵設(shè)備的出口煙塵濃度設(shè)計(jì)必須達(dá)到環(huán)保部門規(guī)定的要求。例如，對(duì)于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器比電除塵器優(yōu)越。 4． 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以因地制宜采用直接套袋的簡(jiǎn)易袋式除塵器，也可采用效率更高的脈沖清灰袋式除 塵 器。 8． 濾料是袋式除塵器中的主要部件，其造價(jià)一般占設(shè)備費(fèi)用的 10～ 15％左右需定期更換，從而增加了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。他們解決了袋式除塵器在使用中 出現(xiàn)的一些問(wèn)題 ， 燒結(jié)機(jī) 應(yīng)用袋式除塵器成為一項(xiàng) 成熟的技術(shù)而推廣。 運(yùn)行成 本 及排污收費(fèi)低。我們相信只要針對(duì)鍋爐煙氣的具體條件采用適應(yīng)的設(shè)備部件、運(yùn)行方法和設(shè)計(jì) ， 對(duì)除塵器的制造質(zhì)量嚴(yán)格要求 .加強(qiáng)日常的維護(hù)管理 ， 鍋爐應(yīng)用袋式除塵器肯定能取得良好效果。濾袋經(jīng)一定過(guò)濾操作時(shí)間后 ， 由于粘附等作用 ， 塵粒在濾布網(wǎng)孔間產(chǎn)生架橋現(xiàn)象 ， 使氣流通過(guò)濾布的孔徑變小 ， 濾布網(wǎng)孔及表面迅速截留粉塵形成粉塵層。除塵主要是在除塵過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行的 ， 該系統(tǒng)是由纖維材料制成的布袋 ， 按一定幾何形體排列的筒構(gòu)成。使用一定的時(shí)間后 ， 吸附在布袋上的粉塵顆粒逐漸增多 ， 使引風(fēng)機(jī)阻力增大 ， 除塵效果就減弱 ， 引起除塵布袋內(nèi)外部的壓差增大。我們可以根據(jù)不同的介質(zhì) ， 不同的工作環(huán)境 ， 設(shè)定壓差計(jì)上的數(shù)值范圍 ， 當(dāng)壓力差超過(guò)此范圍時(shí) ， 抽風(fēng)機(jī)停止 ， 氣動(dòng)裝置動(dòng)作 ， 反吹清洗開(kāi)始。此外 ， 這些過(guò)濾袋容易檢查和維修 ， 可根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)的物理 性質(zhì)和條件 ， 特別是被過(guò)濾氣體的溫度選用不同材質(zhì)的過(guò)濾布袋。當(dāng)閥體控制腔 (閥盤右邊的空間 ) 關(guān)掉時(shí) ， 控制閥通過(guò)接口的氣動(dòng)力滑到控制隔板上 ， 由控制系統(tǒng)直接支配 ， 同時(shí)布袋清洗空氣接到支架上。大部分空氣經(jīng)過(guò)減壓閥接到接口處進(jìn)入空氣清洗腔。 3． 氣源控制系統(tǒng) 清洗閥的氣源接口必須保證在清洗操作的短時(shí)間內(nèi)關(guān)閉和開(kāi)通 ， 這個(gè)動(dòng)作是通過(guò)電子控制器控制的二位三通電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的。氣源上應(yīng)裝過(guò)濾集水器、減壓閥、截止閥、安全閥以及其他安全保護(hù)設(shè)施。 濾料 濾料是袋式除塵器的關(guān) 鍵 組成部分，其造價(jià)約占設(shè)備費(fèi)用的 10～ 15％。以往袋式除塵器在煙氣凈化上得不到推廣應(yīng)用有多方面原因 ， 濾料便是主要影 響因素之一。當(dāng)時(shí)的濾料在耐高溫、耐酸耐堿性和抗水解方面與現(xiàn)在的濾料性能相差較大 ， 而且濾料品種少 ， 很少有某種濾料具有多方面優(yōu)良的性能 ， 致使袋式除塵器應(yīng)用技術(shù)停滯不前。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外常用 PPS 作為煙氣除塵濾料。尤其當(dāng)整個(gè)集塵室處于酸堿露點(diǎn)下 ， 此水解破壞效應(yīng)更為嚴(yán)重。 PTFE 濾料最大的優(yōu)點(diǎn)是其表面過(guò)濾性能和良好的清灰效果。 復(fù)合濾料的結(jié)構(gòu)特性 ： 復(fù)合型耐高溫針刺過(guò)濾氈的研制目的 ， 是通過(guò)不同材料的配比和特殊的針刺工藝以及特殊的后整理加工技術(shù) ， 使濾料在耐高溫、抗酸堿性氣體腐蝕 ， 以及耐氧化水解方面能發(fā)揮某些化學(xué)纖維的優(yōu)點(diǎn) ， 同時(shí)克服單一纖維的短處 ， 取長(zhǎng)補(bǔ)短 ， 組合成新型耐高溫濾料 ， 以適應(yīng)不同工況條件下的應(yīng)用。 綜合各類優(yōu)點(diǎn)選取尼龍做濾袋，上海 袋式除塵設(shè)備 130? *2020 型號(hào)的濾袋。將過(guò)濾氈置于 200℃的烘箱放置 24h 后 ， 其收縮率小于 %， 強(qiáng)度基本不降低。圖 2－ 5 為幾種濾料在環(huán)境氣溶膠條件下 (t＝ ℃ ， φ ＝ %， P＝ 1013kPa)對(duì) PM 、 微細(xì)顆粒物的過(guò)濾效率η。另外 ， 因其在玻璃纖維中混入了易于針刺加工和后處理的化學(xué)纖維 ， 所以更利于濾料的平整和密實(shí) ， 表面光潔度好 ， 易于清灰。 2． HBT 復(fù)合濾料的過(guò)濾效率僅次于 FMS9806 覆膜 ， 但是其過(guò)濾阻力較FMS9806 覆膜要低很多 ， 接近于常規(guī)濾料能真正滿足低阻、高效的要求。在實(shí)際使用中 ， 由于覆膜濾料表面微孔薄膜的特殊結(jié)構(gòu) ， 粉塵很容易脫落 ， 因而其運(yùn)行阻力不會(huì)很高，但因覆膜濾料在高溫下易氧化 ， 且價(jià)格較高 ， 目前在國(guó)內(nèi)使用的實(shí)例還較少。 目前，我國(guó)以煤炭為主的能源格局不會(huì)改變，環(huán)境惡化的狀況日益嚴(yán)峻，國(guó)家出臺(tái)的環(huán)保法規(guī)也越見(jiàn)嚴(yán)格，垃圾焚燒爐除塵、除二惡英有害氣體的工作在我國(guó)剛剛起步，其他還有工業(yè)鍋爐、采暖鍋爐、高爐煤氣凈化、修筑高速公路時(shí)瀝青、石子攪拌的高溫除塵、除有害氣體，以及各種工業(yè)爐窯的高溫除塵等， 都對(duì)慮料提出更高的要求。而過(guò)濾材料是制作濾袋的主要材料，它的性能和質(zhì)量是促進(jìn)袋式除塵器進(jìn)步，影響其應(yīng)用范圍的重要條件。 濾袋的布置 濾袋的布置首先必須滿足過(guò)濾面積的要求。三角形排列占地面積小，但檢修不便，對(duì)空氣流通也不利，不常采用?？字行木嘁埠苤v究，過(guò)小，造成收塵器內(nèi)部氣體速度過(guò)高，易造成設(shè)備阻力大 ，不可避免濾袋間相互摩擦；孔中心距過(guò)大，使設(shè)備體積增大，造成浪費(fèi)。通常情況下，對(duì)濾袋框架所有焊點(diǎn)均應(yīng)焊接牢固，不允有脫焊、虛焊和漏焊等現(xiàn)象，濾袋框架與濾袋接觸的表面應(yīng)平滑光潔，不允許有焊疤、凹凸不平和毛刺，否則就會(huì)大大縮短濾袋的使用壽命。 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 31 頁(yè) 共 51 頁(yè) 3 袋式除塵器的設(shè)計(jì) 當(dāng)今社會(huì)環(huán)保觀念深入人心，鋼鐵、煤炭、電力等方面的污染更是一大禍患。 袋式除塵器設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù) 袋式除塵器的過(guò)濾面積 150 2m ， 氣體流量 10000 3m /h， 煙氣 溫度 110℃， 除塵器 工作阻力 1200Pa，采用φ 130 2020 的濾袋； 要求該除塵器采用脈沖噴吹方式清灰。知道這些參數(shù)后， 通過(guò)計(jì)算過(guò)濾風(fēng)速、過(guò)濾面積、濾料及設(shè)備阻力，再選擇設(shè)備類別型號(hào)。 所以，實(shí)際通過(guò)袋式除塵器的氣體量為 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 33 頁(yè) 共 51 頁(yè) Q＝ 1 104－（ 273+110） （ 1+） /273 101 ≈ 1 104 m3/h 過(guò)濾風(fēng)速的選取 過(guò)濾風(fēng)速是袋式除塵器處理氣體能力的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它的選擇是由粉塵性質(zhì)、濾料種類、清灰方式及除塵效率等因素而定，一般按除塵器樣本推薦的數(shù)據(jù)及使用者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選取。單條圓形濾袋的面積 ， 通常用下式計(jì)算 S＝ Dπ L （ 3－ 3） 式中 Sd—— 單條圓形濾袋的公稱面積， m2； D —— 濾袋直徑， m， 本文選擇直徑為 130mm 的圓形濾袋。 所以，濾袋的凈過(guò)濾面積為 Sj=(1－ )S＝（ 1－ ） ＝ m2 2． 濾袋數(shù)量?；ò宀捎?4 行 4 列的排布方式。它與除塵器的結(jié)構(gòu)、濾袋種類、粉塵性質(zhì)及粉塵層特性、清灰方式、氣體溫度、濕度、粘度等因素均有關(guān)系。將管道內(nèi)的氣流速度確定為12m/s。以速度為基準(zhǔn)的當(dāng)量直徑 Dv和以流量為基準(zhǔn)的當(dāng)量直徑 DQ ,用下式計(jì)算： Dv=)(2 BAAB? DQ =)()(335BA BABA BA ??? 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 38 頁(yè) 共 51 頁(yè) m—— 流體壓力損失附加系數(shù)， m＝ ～ ； L—— 管道長(zhǎng)度； L＝ ； ξ —— 光滑管的局部阻力系數(shù)，此為 ； λ —— 光滑管的摩擦系數(shù)，此為 ； vg—— 管道內(nèi)的氣體流速， m/s，此為 12m/s ρ —— 氣體密度，此為 ； 所以，可計(jì)算的總壓力損失為 △ P= 鋼架結(jié)構(gòu)的支撐與計(jì)算 對(duì)于除塵器的支撐鋼架，屬于軸心力構(gòu)件，軸心力構(gòu)件是指只受通過(guò)構(gòu)件截面形心的軸向力作用的構(gòu)件，它包括軸心的受拉構(gòu)件和軸心的受壓構(gòu)件。 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 39 頁(yè) 共 51 頁(yè) 鋼材的選型 設(shè) y? =70,b 類截面，由 b 類截面穩(wěn)定系數(shù)表查得 y? = Av = 223 10100 cmfNy ??? ??? （ 3－ 10） cmli oyyr 2 8 8 0/ ??? ? （ 3－ 11） 選用 2［ 22 做主肢，由型鋼表查得： cmA ??? ， cmiy ? ， 21 220cmI ? cmi ? ， cmz ? 對(duì)虛軸計(jì)算： 8 0/ ??? yoyy il? 選 ????? y?? ，且小于 40，按穩(wěn)定條件得： 22212 ????? ??? yxr cmli xroxxr 8 0/ ??? ? cmib xrr ??? ? ，取 b=100cm 截面驗(yàn)算 ： ? ? 42 4 2 8 5 2 02 cmI x ???? cmAIi xx 56 ??? 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 40 頁(yè) 共 51 頁(yè) ??? xoxx il? ? ? ? ? 22212 ??????? ???? xox 由 b 類截面穩(wěn)定系 數(shù)表查得 x? = ? ?滿足215/ 10100 223x ????? ?? fmmNAN? 按 1? =30 布置綴板，即 cmil o * 111 ???? ? ，取 cmlo 701 ? 可以滿足分肢穩(wěn)定要求。 3．由于材料運(yùn)輸困難采用鋼倉(cāng)。 7．大貯量的重顆粒礦石或礦粉。 4 米的情況下，而倉(cāng)壁計(jì)算內(nèi)力又較小時(shí)，鋼倉(cāng)宜采用鋼板加勁肋。 由于我設(shè)計(jì)的除塵器灰斗屬于小型 灰斗，所以 取 第二種結(jié)構(gòu)。 2baaNP? （ 3－ 13） 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 44 頁(yè) 共 51 頁(yè) 39。 此次編制招標(biāo)文件不僅重溫了過(guò)去所學(xué)知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的內(nèi)容。 最后，我要感謝我的指導(dǎo)老師 梅瑛老師 ，他們對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了多次的修改，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利完成。 首先，我要感謝我的導(dǎo)師 梅瑛 老師。 我還要向四年來(lái)給予我悉心教導(dǎo)的其他機(jī)械專業(yè)的老師們表示最真誠(chéng)的謝意。在此，特向他們表示忠