一種離心預除塵及氣流均布一體化裝置的製作方法

2023-05-10 20:14:36 2

本發明涉及除塵器部件領域，具體涉及應用於圓筒型除塵器的一種離心預除塵及氣流均布一體化裝置。

背景技術：

近年來，由於布袋除塵器具有除塵效率高、可靠性好、運營維護成本低等優點，其已被廣泛應用於冶金、化工、建材、火電等行業之中，根據行業的不同除塵器的形狀也不盡相同。到目前為止，各大除塵器廠家所製作的圓筒型布袋除塵器大多採用傳統進氣導流裝置，即氣流進氣管道伸入除塵器的箱體內，將處於箱體內部的管段的底部切割成階梯狀，而且該管段採用多孔板卷制而成，以便氣流均勻地向四周擴散，起到均布氣流的作用，同時在進氣管道末端加焊一塊傾斜擋板，以防止進口氣流對箱體產生直接衝刷，同時改變進口氣流的流向，進而可以起到分散氣流的作用。但現場長期運營結果表明，傳統進氣導流裝置存在以下諸多問題：

1、氣流流入灰鬥易誘導二次揚塵：氣流沿著傳統進氣導流裝置進氣口流入，從出氣口流出，在斜擋板作用下，氣流與除塵器中心軸線呈一定傾斜角度射向灰鬥，這樣無可厚非地會誘導灰鬥中的積灰揚起(增加了氣流中的含塵量)，隨上升氣流一起向除塵器上部運動，進行二次過濾，增加了濾袋的過濾負荷；

2、除塵器內部氣流分布不均：氣流與除塵器中心軸線呈一定傾斜角度射向灰鬥，導致氣流向除塵器進氣口對立面偏移，使靠近進口端煙氣量比靠近進口對立面端少，即：除塵器氣流分布不均；

3、各個濾袋流量分配係數不均：由於除塵器內部氣流分布不均，除塵器進氣口對立面端氣流量較大，隨著氣流的上升，必將導致通過靠近除塵器進氣口對立面端濾袋煙氣量大於了靠近除塵器進口端的濾袋，所以導致各個濾袋流量分配係數不均；

4、濾袋受氣流衝擊易破損：由於除塵器內部氣流分布不均，除塵器進氣口對立面端氣流量較大，隨著氣流的上升，當氣流到達濾袋底部，遇到突縮流道(濾袋之間的間隙)時，必將導致除塵器進氣口對立面端底部濾袋處流速突增，煙氣衝刷濾袋嚴重，加快濾袋的破損速率，縮短濾袋使用壽命；

5、進氣管易被堵塞：為了使除塵器進口氣流儘可能地均勻分布，傳統進氣導流裝置管徑不能做得太小，管徑越小出口氣流速度越大，致使出口氣流對灰鬥中積灰衝擊更加嚴重，進而 造成二次揚塵越加嚴重，然而，進口管徑做大之後，流速變小，易使煙氣中大顆粒粉塵沉積在進氣導流裝置管道底部，隨著時間的積累，灰塵在進氣導流裝置管道中堆積越來越多，最終導致進氣管堵塞。

基於上述缺陷，傳統進氣導流裝置使得圓筒型布袋除塵器使用性能受到了嚴重影響，其運行阻力增大(運行能耗增加)、濾袋更換周期縮短，最終導致設備整體運營成本大大增加。

技術實現要素：

本發明的目的為了解決現有的進氣導流裝置使圓筒型布袋除塵器的氣流流入灰鬥易誘導二次揚塵、內部氣流分布不均、濾袋受氣流衝擊易破損、各個濾袋流量分配係數不均以及進氣管道易被堵塞等問題，提供一種離心預除塵及氣流均布一體化裝置。

為了達到上述目的，本發明包括一個筒體，筒體的頂部為非開口端，其底部為開口端，在筒體的頂部伸出一條排氣管，在該排氣管的正上方設有錐形導流板，錐形導流板由固於筒體頂部的支撐件支撐，在筒體的底部設有空心錐形插入件，空心錐形插入件的插入端由固於筒體的底部內壁的支撐件支撐，並使筒體底部內壁與錐形插入件的插入端外側壁之間形成環縫，在筒體的側面設有與進氣管道的出氣口連接的煙氣氣流入口。

本發明將離心預除塵及氣流均布進行了一體化結合，大大降低了設備整體運營的成本、增加運行效果，並且對各種煙氣進行了有效的預分離除塵和均勻分布，避免了煙氣直接衝刷濾袋，使煙氣中的大顆粒粉塵沉降後滾落至灰鬥中，有效延長了濾袋的使用壽命和運行效果，同時，使煙氣的氣流量分布及各個濾袋流量分配係數更加均勻，而且還不易造成二次揚塵和進氣管道的堵塞。

附圖說明

圖1為本發明的結構圖。

圖2為本發明的cfd設計方法實施流程圖。

圖3為本發明在圓筒型布袋除塵器內的關係圖。

具體實施方式

為了進一步了解本發明的具體構造及其工作過程，以下對本發明的優選實施方式作出詳細說明。

首先參照圖1，本發明包括一個筒體2，該筒體是由鋼板卷制而成的圓筒型，筒體的頂部為非開口設計，而其底部為開口設計。

在筒體2的頂部伸出一條與筒體的縱向軸心重合的排氣管3，並同時在筒體頂部的四個 邊上焊接有縱向支撐件5，所述的縱向支撐件採用了50mm×50mm的等邊角鋼製成。在排氣管3的正上方設有一頂錐形導流板4，錐形導流板的四邊焊接在筒體頂部的四根縱向角鋼上，並由四根縱向角鋼進行支撐固定。這裡的錐形導流板是為了分散從排氣管排出的氣流，使煙氣氣流速度均勻和進入每個濾袋的氣流量均勻，避免入口處氣流直接衝涮除塵器筒體內壁和濾袋，並有效防止由於氣流分布不均(即：在遠離進口端分布集中、靠近進口端分布稀疏)而造成局部濾袋負荷過重及局部濾袋負荷過輕現象的發生，進而延長濾袋的使用壽命和運行效果。

在筒體2的底部開口處設有一空心錐形插入件8以及在開口處的內壁四邊焊接有橫向支撐件6，所述的空心錐形插入件為密封的空心體或者封閉的空腔體，空心錐形插入件的上部為插入端，其下部為錐形體，整體外觀形狀與喇叭相似。空心錐形插入件的插入端插入筒體的底部後，其四邊焊接在筒體的底部內壁的四根橫向支撐件上，並使筒體底部內壁與空心錐形插入件的插入端外側壁之間形成環縫7，所述的橫向支撐件同樣採用50mm×50mm的等邊角鋼製成。這裡的空心錐形插入件是為了分散從筒體底部排出的煙氣氣流，筒體底部與空心錐形插入件組合成的環縫，該煙氣氣流從環縫射出，並在慣性作用下向筒體上部逐漸抬升，有效避免了由於氣流直接射入灰鬥而造成的二次揚塵，同時使沉降至筒體底部的大顆粒粉順著空心錐形插入件的外壁面滾落至灰鬥。

在筒體的側面設有煙氣氣流入口9，該煙氣氣流入口與進氣管道1的出氣口連通，使煙氣經本裝置進行預分離除塵和均勻分布後，再進入除塵器內部。

參照圖2，本裝置採用了cfd(計算流體動力學)的方法以及通過該cfd設計方法實施流程對除塵器內部的煙氣氣流分布進行數值模擬分析，並依據數值模擬結果和實踐情況進行設計的。首先在除塵器的濾袋和灰都之間設置本裝置，根據除塵器的筒體直徑(d)及煙氣氣流入口速度(v)設計計算本裝置的筒體高度(h)、筒體直徑(d1)及排氣管直徑(d2)，其中，除塵器筒體的直徑d＝2～6m，除塵器煙氣氣流入口速度v不小於18m/s，目的防止管道積灰，導致堵塞。經數值模擬分析和實踐可知，本裝置的筒體的高度h小於除塵器的安全距離(濾袋底部到灰鬥頂部的距離)，且保證錐形導流板的頂部與濾袋底部需保證不少於150mm的間距，而且，筒體的直徑d1與除塵器直徑d比值範圍為：1/4～1/3，排氣管的直徑d2與筒體的直徑d1比值為：1/3。錐形導流板的錐形面的坡度角應不小於灰塵在此錐形面的安息角，防止顆粒在錐形導流板外表面堆積，其中，粉塵安息角是指粉塵自漏鬥連續落到水平板上，堆積成圓錐體，圓錐體的母線同水平面之間的夾角稱為粉塵的靜安息角，也叫休止角、(自然)堆積角、安置角等。經數值模擬分析和實踐可知，本發明的粉塵 安息角在25-45度角之間，因此，當安息角為25角度時，所述的錐形導流板的坡度角優選為25度角，當安息角為45角度時，所述的錐形導流板的坡度角優選為45度角，其它角度，如此類推。同時，空心錐形插入件的錐形面的坡度角也應不小於灰塵在此錐形面的安息角，可避免粉塵在環縫處堵塞，進而影響一體化裝置的運行。經數值模擬分析和實踐可知，本發明的粉塵安息角在25-45度角之間，因此，當安息角為25角度時，所述的空心錐形插入件的坡度角優選為25度角，當安息角為45角度時，所述的空心錐形插入件的坡度角優選為45度角，其它角度，如此類推。

上述的筒體2、排氣管3、錐形導流板4及空心錐形插入件8的內部均經過陶瓷耐磨處理，從而增加其內壁耐磨性，延長使用壽命。

參照圖3，本發明的筒體2設置在除塵器10內部，並位於濾袋11和灰鬥12之間，筒體2的縱向軸心線與除塵器的筒體縱向軸心線重合，筒體的底部通過支撐角鋼14傳力至灰鬥內撐槽鋼13上，所述的支撐角鋼與灰鬥內撐槽鋼焊接，所述的灰鬥內撐槽鋼13焊接在灰鬥12上部的槽口內。筒體2側面的煙氣氣流入口與進氣管道1的出氣口連接，而進氣管道進入除塵器筒體內的管段同樣由支撐角鋼14傳力至灰鬥內撐槽鋼13。

本發明的工作過程：首先煙氣氣流從進氣管道的出氣口進入本裝置的筒體內部後，由於在離心力的作用下，煙氣氣流會繞著筒壁呈螺旋上升或下降運動。在正向離心力的作用下，煙氣氣流中的大顆粒粉塵與氣流分離並沉降至筒體底部，而經此預處理後的煙氣氣流從排氣管排出並與錐形導流板接觸碰撞，在錐形導流板的導流作用下向四周射出，並使氣流均勻地向除塵器上部擴散，進一步對氣流進行預除塵。同時，在反向離心力作用下，會有部分氣流帶著大顆粒粉塵從筒體底部的環縫射出，並在慣性作用下向筒體上部逐漸抬升，有效避免了由於氣流直接射入灰鬥而造成的二次揚塵，該部分氣流中的大顆粒粉塵因錐形導流板使氣流均勻地向除塵器上部擴散，所以大顆粒粉塵會受自身重力作用下沉積到灰鬥內。而至於部分沉降至筒體底部的大顆粒粉塵則會與空心錐形插入件接觸並順著外壁面滾落至灰鬥。在此過程中，氣流中未沉降的粉塵將隨著氣流自下而上沿著除塵器高度方向抬升並與周圍濾袋接觸，在慣性碰撞、攔截、布朗擴散、篩分等作用機制共同作用下，粉塵被各個濾袋捕集，最後，在風機作用下，經過過濾的氣流被引向煙囪排放至大氣之中。