機(jī)械式除塵-旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)原理及選型計(jì)算（大氣污染治理）

旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)械式除塵旋風(fēng)除塵器的選型設(shè)計(jì)一、

選型原則旋風(fēng)除塵器凈化氣體量應(yīng)與實(shí)際需要處理的含塵氣體量一致。選擇旋風(fēng)除塵器直徑時(shí)應(yīng)盡量小些，

如果要求通過(guò)的風(fēng)量較大，

可采用幾個(gè)小直徑的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)為宜。旋風(fēng)除塵器入口風(fēng)速要保持在12-25m/s之間，過(guò)低時(shí)除塵效率下降，過(guò)高時(shí)阻力損失及耗電量均增加，且除塵效率提高不明顯。所選擇的旋風(fēng)除塵器的阻力損失小，

動(dòng)力消耗少，

且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)簡(jiǎn)便。

旋風(fēng)除塵器的選型設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器能捕集到的最小粉塵粒子應(yīng)稍小于被處理氣體中的粉塵粒度。含塵氣體溫度很高時(shí)旋風(fēng)除塵器應(yīng)設(shè)有保溫設(shè)施，

以避免水分在其內(nèi)凝結(jié)而影響除塵效果。旋風(fēng)除塵器的密封性要好，

確保不漏風(fēng)。氣體中含有易燃易爆粉塵時(shí)旋風(fēng)除塵器應(yīng)設(shè)有防爆裝置二、旋風(fēng)除塵器的選型①根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，除塵要求，允許的阻力和制造條件等因素全面分析，合理地選擇旋風(fēng)除塵器的型號(hào)。特別應(yīng)當(dāng)指出，鍋爐排煙的特點(diǎn)是煙氣流量大，而且煙氣流量變化也很大。在選用旋風(fēng)除塵器時(shí)，應(yīng)使煙氣流量的變化與旋風(fēng)除塵器適宜的煙氣流速相適應(yīng)，以期在鍋爐工況變動(dòng)時(shí)能取得良好的除塵效果。二、旋風(fēng)除塵器的選型②根據(jù)使用時(shí)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，如果制造廠已提供各種操作溫度下進(jìn)口氣速與壓力降的關(guān)系，則根據(jù)工藝條件允許的壓力降就可選定氣速ui。若沒(méi)有氣速與壓降的數(shù)據(jù)，則根據(jù)允許的壓力降公式計(jì)算進(jìn)口氣速。

若沒(méi)有提供允許的壓力損失數(shù)據(jù)，一般取進(jìn)口氣速為12～25m/s。二、旋風(fēng)除塵器的選型③確定旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面積A，進(jìn)口寬度B和進(jìn)口高度H。進(jìn)口截面積A可由下式計(jì)算：

式中：

A——進(jìn)口截面積，m2；B——進(jìn)口寬度，m；H——進(jìn)口高度，m；Q——旋風(fēng)除塵器處理的煙氣量，m3/s。

④確定型號(hào)由進(jìn)口截面積A、進(jìn)口寬度B和高度H確定出筒體直徑，由筒體直徑D確定規(guī)格型號(hào)。

項(xiàng)目XLP／AXLP／BXLT／AXLT入口寬度B入口高度H筒體直徑D排出管直徑dp筒體長(zhǎng)度L錐體長(zhǎng)度H錐排塵口直徑d1(A/3)1/2(3A)1/2上3.85B下0.7D0.6D上1.35D下1.0D上0.55D下1.0D0.296D(A/2)1/2(2A)1/23.33B—0.6D1.7D2.3D0.43D(A/2.5)1/2(2.5A)1/23.85B—0.6D2.26D2.0D0.3D(A/1.75)1/2(1.75A)1/24.9B—0.58D1.6D1.3D0.145D壓力損失/Pa12m/s①15m/s18m/s700(600)②1100(940)1400(1260)500(420)890(700)③1450(1150)860(770)13500(600)1950(1150)440(490)670(770)990(1110)表4.11幾種旋風(fēng)除塵器的主要尺寸比例

2)旋風(fēng)除塵器選擇的要求旋風(fēng)除塵器適用于凈化粒徑大于5μm的塵粒。對(duì)細(xì)微塵粒，其除塵效率較低，但高效旋風(fēng)除塵器對(duì)細(xì)微塵粒也有一定的凈化效果。一般用于凈化非纖維性粉塵及溫度在400℃以下的非腐蝕性的氣體。旋風(fēng)除塵器對(duì)入口粉塵濃度變化的適應(yīng)性強(qiáng)，可處理高含塵濃度的氣體。旋風(fēng)除塵器不適宜用于黏結(jié)性強(qiáng)的粉塵，當(dāng)處理相對(duì)濕度較高的含塵氣體時(shí)注意避免因結(jié)露而造成的黏結(jié)。設(shè)計(jì)或運(yùn)用時(shí)必須采用氣密性好的卸灰裝置或其他防止旋風(fēng)除塵器底部漏風(fēng)的措施，以防底部漏風(fēng)，效率下降。由于風(fēng)量波動(dòng)對(duì)旋風(fēng)除塵器的除塵效率和壓力損失影響較大，故旋風(fēng)除塵器不宜用于氣量波動(dòng)大的情況。當(dāng)旋風(fēng)除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)氣速較高時(shí)，應(yīng)注意加耐磨襯，防止磨損。在并聯(lián)使用旋風(fēng)除塵器時(shí)，要盡可能使每臺(tái)除塵器的處理氣量相等。旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及工作原理機(jī)械式除塵二、旋風(fēng)除塵1、原理利用氣流在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的離心力不同來(lái)清除氣流中塵粒的設(shè)備。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，維修管理簡(jiǎn)單，可耐高溫，制造容易，造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用較低，對(duì)大于10μm的粉塵有較高的凈化效率等優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。1、旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進(jìn)氣管

筒體

錐體排氣管2、旋風(fēng)除塵器的工作原理

——外旋流：含塵氣體由進(jìn)口切向進(jìn)入后，沿筒體內(nèi)壁由上向下作圓周運(yùn)動(dòng)，并有少量氣體沿徑向運(yùn)動(dòng)到中心區(qū)內(nèi)，這股由上向下的氣流稱為外旋流?！獌?nèi)旋流：外旋流到錐體頂部后，折轉(zhuǎn)向上，在中心區(qū)域旋轉(zhuǎn)上升，最后由排氣管排出，這股氣流稱為內(nèi)旋流。——除塵的主要原理：內(nèi)旋流與外旋流的旋轉(zhuǎn)方向相同，在整個(gè)流場(chǎng)中起主導(dǎo)作用，氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，塵粒在離心力作用下，被甩向器壁，到達(dá)器壁的塵粒，在外旋流的推力和重力的共同作用下，沿器壁落至灰斗中，實(shí)現(xiàn)與氣流的分離。1—排氣筒；2—上旋流：3—筒體；4—外旋流；5—內(nèi)旋流；6—錐體；7—灰斗；8—進(jìn)氣管旋風(fēng)除塵器的類型代號(hào)機(jī)械式除塵3)旋風(fēng)除塵器的類型代號(hào)①編制規(guī)定第一位字母表示除塵器按工作原理分類，暫分為以下四大類：

X——旋風(fēng)式，S——濕式，L——過(guò)濾式，D——靜電式。

第二、三位字母以表示除塵器的構(gòu)造、形式特點(diǎn)為主。②代號(hào)字母舉例

a．構(gòu)造類型方面：L——立式，W——臥式，S——雙級(jí)，T——筒式，C——長(zhǎng)錐體，Z——直錐體，P——旁路。

b．工作原理方面：M——水膜，G——多管，K——擴(kuò)散。d．國(guó)內(nèi)外常用的旋風(fēng)除塵器的類型代號(hào)：XLT型除塵器：X——旋風(fēng)、L——立式、T——筒式；

XLK型除塵器：X——旋風(fēng)、L——立式、K——擴(kuò)散；

XWD型除塵器：X——旋風(fēng)、W——臥式、D——多管；XZD／G型除塵器：X——旋風(fēng)、ZD——錐形底板、G——用于鍋爐除塵；XPX型除塵器：X——旋風(fēng)、P——平旋、X——下排煙；

旋風(fēng)除塵器的選型機(jī)械式除塵5、旋風(fēng)除塵器的選型1）旋風(fēng)除塵器的選型步驟①根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，除塵要求，允許的阻力和制造條件等因素全面分析，合理地選擇旋風(fēng)除塵器的型號(hào)。特別應(yīng)當(dāng)指出，鍋爐排煙的特點(diǎn)是煙氣流量大，而且煙氣流量變化也很大。在選用旋風(fēng)除塵器時(shí)，應(yīng)使煙氣流量的變化與旋風(fēng)除塵器適宜的煙氣流速相適應(yīng)，以期在鍋爐工況變動(dòng)時(shí)能取得良好的除塵效果。5、旋風(fēng)除塵器的選型②根據(jù)使用時(shí)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速，如果制造廠已提供各種操作溫度下進(jìn)口氣速與壓力降的關(guān)系，則根據(jù)工藝條件允許的壓力降就可選定氣速ui。若沒(méi)有氣速與壓降的數(shù)據(jù)，則根據(jù)允許的壓力降公式計(jì)算進(jìn)口氣速。

若沒(méi)有提供允許的壓力損失數(shù)據(jù)，一般取進(jìn)口氣速為12～25m/s。5、旋風(fēng)除塵器的選型③確定旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面積A，進(jìn)口寬度B和進(jìn)口高度H。進(jìn)口截面積A可由下式計(jì)算：

式中：

A——進(jìn)口截面積，m2；B——進(jìn)口寬度，m；H——進(jìn)口高度，m；Q——旋風(fēng)除塵器處理的煙氣量，m3/s。

④確定型號(hào)由進(jìn)口截面積A、進(jìn)口寬度B和高度H確定出筒體直徑，由筒體直徑D確定規(guī)格型號(hào)。

項(xiàng)目XLP／AXLP／BXLT／AXLT入口寬度B入口高度H筒體直徑D排出管直徑dp筒體長(zhǎng)度L錐體長(zhǎng)度H錐排塵口直徑d1(A/3)1/2(3A)1/2上3.85B下0.7D0.6D上1.35D下1.0D上0.55D下1.0D0.296D(A/2)1/2(2A)1/23.33B—0.6D1.7D2.3D0.43D(A/2.5)1/2(2.5A)1/23.85B—0.6D2.26D2.0D0.3D(A/1.75)1/2(1.75A)1/24.9B—0.58D1.6D1.3D0.145D壓力損失/Pa12m/s①15m/s18m/s700(600)②1100(940)1400(1260)500(420)890(700)③1450(1150)860(770)13500(600)1950(1150)440(490)670(770)990(1110)表3.2幾種旋風(fēng)除塵器的主要尺寸比例

2)旋風(fēng)除塵器選擇的要求旋風(fēng)除塵器適用于凈化粒徑大于5μm的塵粒。對(duì)細(xì)微塵粒，其除塵效率較低，但高效旋風(fēng)除塵器對(duì)細(xì)微塵粒也有一定的凈化效果。一般用于凈化非纖維性粉塵及溫度在400℃以下的非腐蝕性的氣體。旋風(fēng)除塵器對(duì)入口粉塵濃度變化的適應(yīng)性強(qiáng)，可處理高含塵濃度的氣體。旋風(fēng)除塵器不適宜用于黏結(jié)性強(qiáng)的粉塵，當(dāng)處理相對(duì)濕度較高的含塵氣體時(shí)注意避免因結(jié)露而造成的黏結(jié)。

2)旋風(fēng)除塵器選擇的要求設(shè)計(jì)或運(yùn)用時(shí)必須采用氣密性好的卸灰裝置或其他防止旋風(fēng)除塵器底部漏風(fēng)的措施，以防底部漏風(fēng)，效率下降。由于風(fēng)量波動(dòng)對(duì)旋風(fēng)除塵器的除塵效率和壓力損失影響較大，故旋風(fēng)除塵器不宜用于氣量波動(dòng)大的情況。當(dāng)旋風(fēng)除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)氣速較高時(shí)，應(yīng)注意加耐磨襯，防止磨損。在并聯(lián)使用旋風(fēng)除塵器時(shí)，要盡可能使每臺(tái)除塵器的處理氣量相等。

旋風(fēng)除塵器性能的主要影響因素機(jī)械式除塵3、影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素外旋流中的塵粒同時(shí)受離心力和向心力作用，粒徑越大，粉塵獲得的離心力越大。因此，在其他條件一定的情況下，必定有一個(gè)臨界粒徑。對(duì)粒徑等于臨界粒徑的塵粒，由于所受的離心力和所受的向心力相等，它將在內(nèi)、外旋渦的交界面上旋轉(zhuǎn)。處于這種狀態(tài)的塵粒被分離或進(jìn)入內(nèi)旋渦被帶出的可能性各有50％，我們把能夠被旋風(fēng)除塵器除掉50％的塵粒粒徑稱為分割粒徑，用dc表示。顯然，dc越小，除塵器的除塵效率越高。3、影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素1）筒體直徑2）入口形式3）入口速度4）除塵器底部的嚴(yán)密性5）粉塵的性質(zhì)6）旋風(fēng)除塵器尺寸比例變化的影響

1）筒體直徑（D）在相同的轉(zhuǎn)速下，筒體的直徑越小，塵粒受到的離心力越大，除塵效率就越高。但直徑過(guò)小容易造成粉塵堵塞。D一般為150～l100mm，因太大效率會(huì)降低。在需要處理大風(fēng)量氣體時(shí)，往往采用除塵器的并聯(lián)組合或采用多管型旋風(fēng)除塵器。

D是確定旋風(fēng)除塵器其他各部分尺寸的基礎(chǔ)。2）入口形式

切向進(jìn)入式

軸向進(jìn)入式

a.直入切向進(jìn)入式b.蝸殼切向進(jìn)入式c.軸向進(jìn)入式3）排氣口尺寸d

直筒形，插入深度與除塵效率有直接關(guān)系。插入過(guò)深，效率提高，但阻力增大；插入過(guò)淺，效率降低，阻力減小（短路）。一般排氣管直徑為筒體直徑的0.4～0.65。實(shí)驗(yàn)表明：排氣管插入本體的最佳長(zhǎng)度大約等于排氣管的直徑，或稍低于入口底部為宜。4）入口速度

提高旋風(fēng)除塵器的入口風(fēng)速，會(huì)使粉塵受到的離心力增大，分割粒徑變小，除塵效率提高。但入口風(fēng)速過(guò)大時(shí)，旋風(fēng)除塵器內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)過(guò)于強(qiáng)烈，會(huì)把有些已分離的粉塵重新帶走，除塵效率反而下降。同時(shí)，旋風(fēng)除塵器的阻力也會(huì)急劇上升。因此進(jìn)口速度應(yīng)控制在12～25m/s為宜。5）除塵器底部的嚴(yán)密性旋風(fēng)除塵器的底部總是處于負(fù)壓狀態(tài)。如果除塵器的底部不嚴(yán)密，從外部漏入的空氣就會(huì)把落入灰斗的一部分粉塵重新卷入內(nèi)旋渦并帶出除塵器，使除塵效率顯著下降。因此保證不漏風(fēng)是進(jìn)行正常排塵、維護(hù)旋風(fēng)除塵器高效正常運(yùn)行的重要條件。收塵量不大的除塵器，可在排塵口下設(shè)置固定灰斗，保證一定的灰封，定期排灰。6）粉塵的性質(zhì)