袋除尘器脉冲喷吹系统的试验研究

2.2脉冲阀喷吹效果对比

喷吹效果是判定脉冲阀性能的重要指标，本组对比试验选用滤袋上压力峰值以及选定压力值区间作用时间作为判定喷吹效果的指标。图6为相同参数下采用4个阀进行喷吹试验，测量到的滤袋袋口压力变化曲线。

图64个阀对袋口的喷吹压力峰值变化曲线

从图6所测试验数据可以看出，4个脉冲阀对滤袋压力峰值对比结果：B阀＞A阀＞C阀＞D阀。试验数据表明滤袋袋口压力峰最大差值339.7Pa，最大差值率21.8%。

以＞1000Pa为选定压力值区间，从作用时间方面对比，4个阀喷吹性能顺序依次为：B阀＞C阀＞A阀＞D阀。

从滤袋清灰角度，峰值压力的影响因子比作用时间的影响因子更大一些。因此，综合两项对比，4个阀的喷吹性能对比结果为：B阀＞A阀＞C阀＞D阀。

2.3喷吹管前、中、后端喷吹压力对比

喷吹管前、中、后端喷吹压力对比试验在脉冲阀、喷吹孔直径、喷吹压力和脉冲时间一样的情况下，测量喷吹管近分气箱端到远分气箱端各喷吹孔位出口压力峰值见图7。

图7各喷吹孔压力峰值曲线

由图7可以看出，18孔喷吹管压力峰值从近分气箱端到远分气箱端依次增加，其中：1～6孔位和7～18孔位的压力峰值增长趋势近似为两条斜率不同的直线，其喷吹压力峰值近似为平面直角坐标系直线方程式：

y=knx+b（2）

式中：

y——各孔位压力峰值；

x——孔位；

kn——斜率值。

由图7可以看出，斜率k1＞k2。即1～6孔位（近分气箱端）喷吹压力峰值变化较大，而7～18孔位（远分气箱端）则变化较小。

这表明：喷吹管中每个喷嘴的流量分布不均匀，沿着喷吹方向，前端喷嘴的气体质量流量小，后端的气体质量流量大[4]。因此，在工程设计时，需要通过改变喷嘴直径来合理分配喷吹气流，沿着喷吹方向，喷嘴直径逐渐减小[5]。实际工程应用中，考虑到加工问题，通常近分气箱端3～5个喷吹孔直径相同，而远分气箱端喷吹孔直径相同，并且后者小于前者。

2.4滤袋袋口、袋中以及袋底喷吹压力对比

本组对比试验在脉冲喷吹系统进行喷吹时，同时采集同一条滤袋袋口、袋中以及袋底受到的气流喷吹压力数值来研究三个位置喷吹压力变化规律。具体试验数据见图8。

图8滤袋各部位压力峰值变化

由图8可以看到，滤袋各部位受到的喷吹气流压力峰值大小关系为：袋口＞袋底＞袋中。这是由于高压气流由喷吹孔喷出后，到达袋口，高压气流未扩散，故压力最大；气流高速到达袋底过程中不断向四周扩散，到达袋底后在滤袋底部形成一定的压力，然后气流在袋笼底板反冲向上，加强了袋底区域滤袋压力，压力峰值沿着轴线向上逐渐衰减。

因此，袋除尘器喷吹时，滤袋袋底压力不是最小的，滤袋压力峰值的最小值在袋中某个区域。

2.5脉冲阀最大滤袋喷吹数量喷吹效果的对比

如果单个脉冲阀可以带更多的滤袋和更长的滤袋，这样，袋除尘器的成本及钢耗比更小，设备占地面积更小，产品更具竞争力。所以，探索单个脉冲阀最大喷吹滤袋数量具有重要意义。

本组对比试验以B脉冲阀为例，采用18孔喷吹管和23孔喷吹管进行对比试验，试验数据见图9。

图9B阀不同喷吹孔数量的压力峰值曲线

通过两组对比试验可以看出：23个喷吹孔时滤袋压力峰值低于18个喷吹孔时的压力峰值。主要是由于在脉冲阀耗气量一定的情况下，喷吹孔增加，每个滤袋喷入的高压气流量相对减少，使滤袋上压力峰值降低。但也可以看出：23孔相比18孔喷吹管，喷吹孔数量增加27%，而B阀在23个喷吹孔时的作用效果比18个孔的喷吹效果降低幅度在10%以内；同时，对比C阀18孔喷吹管的喷吹压力（见图10），试验数据表明B阀23个喷吹孔的喷吹压力与C阀18个喷

吹孔喷吹压力接近，显示了B阀的良好喷吹性能，并说明B阀具备带23条滤袋的能力。

图10B阀23喷吹孔和C阀18喷吹孔的压力峰值对比试验

3结论

1）从耗气量上来看，4个脉冲阀的耗气量大小排序为：A阀＞C阀＞B阀＞D阀。

2）从脉冲阀对滤袋上作用压力峰值来看，作用效果大小排序为：B阀＞A阀＞C阀＞D阀。综合对比，4个阀的性能对比结果为：B阀＞A阀＞C阀＞D阀。

3）喷吹管近分气箱端和远分气箱端喷吹效果对比，相同喷吹孔直径下，对滤袋喷吹效果排序为：远分气箱端＞近分气箱端，其中近分气箱端喷吹孔的喷吹压力变化较大。因此，在喷吹管设计时，应该调整喷吹孔的直径，使各喷吹孔喷出气流对滤袋的喷吹效果相近。

4）从滤袋袋口、袋中以及袋底喷吹效果来看：袋口＞袋底＞袋中，袋底的压力峰值不是最低的，最低值应该在滤袋中部某个部位。

目前国内的袋除尘器还是以长度小于8m滤袋为主，脉冲阀普遍选用3英寸膜片式淹没阀，柱塞阀在电力行业应用较多。水泥厂为降低采购成本，在招标时往往指定脉冲阀品牌及型号。但由于其对脉冲阀性能的不了解，其制定的脉冲阀与除尘器设计厂家的袋除尘器匹配性不好，使袋除尘器无法达到最佳除尘性能，影响出口排放浓度。而通过本次试验可以很明显对各类型、品牌脉冲阀的性能进行比较，不仅对设计人员起到参考作用，也可以让水泥厂业主更直观地了解脉冲阀性能，做出正确选择。

此外，袋除尘技术正向8m以上超长滤袋技术方向发展，超长滤袋技术可有效降低袋除尘器占地面积和单位钢耗。欧洲厂家已完成了10m超长滤袋技术开发，并在水泥厂窑尾废气系统改造工程中应用，达到了理想的效果[6]。目前，我国水泥厂正在进行大规模的电除尘器改袋除尘器技术改造，电除尘器电场高度达12m以上，而采用超长滤袋袋除尘技术进行改造具有很强的技术优势。

本次试验结论4表明：喷吹时，滤袋袋底的压力不是最小的，压力最小的位置在袋底上方某一位置，因此采用超长滤袋技术不会对袋底清灰产生大的影响。但需要注意的是，采用超长滤袋技术时，不仅需要保持喷吹时滤袋上受到较大的峰值压力，还要有较大的喷吹气量以满足滤袋长度增加后清灰需要，而试验结论1和结论2表明：柱塞阀不仅有较高的峰值压力作用效果，其较淹没阀有更大的耗气量，可以满足超长滤袋清灰需要。因此，在设计人员进行超长滤袋技术开发、水泥厂进行电除尘器改袋除尘器时，柱塞阀是一个理想的选择。