1、南京工程學(xué)院大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)說明書（論文）目 錄一、緒言41.廢氣來源42.主流工藝43.除塵工藝比較43.1 旋風(fēng)除塵器43.2 離心力除塵器53.3 文丘里除塵器53.4 袋式除塵器54.選擇旋風(fēng)除塵器的原因6二、燃燒的計(jì)算71.原始數(shù)據(jù)72.技術(shù)參數(shù)73.煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算83.1標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量83.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論煙氣量83.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量83.4標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度93.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算104.除塵效率與粒徑分布的計(jì)算104.1除塵器目標(biāo)除塵效率104.2煙塵粒徑分布數(shù)據(jù)分析10三、旋風(fēng)除塵器的機(jī)理概述、特點(diǎn)及分類111.旋

2、風(fēng)除塵器的概述112.旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及原理122.1除塵器的結(jié)構(gòu)122.2旋風(fēng)沉降的分離理論133.旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)154.旋風(fēng)除塵器的分類155.旋風(fēng)除塵器的串聯(lián)和并聯(lián)175.1旋風(fēng)除塵器的串聯(lián)175.2旋風(fēng)除塵器的并聯(lián)175.3除塵器并聯(lián)方法185.4并聯(lián)后的除塵效率和阻力損失20四、改進(jìn)措施及影響因素201.結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施202.影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素212.1旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)尺寸212.2操作條件對(duì)旋風(fēng)除塵器性能的影響23五、除塵器結(jié)構(gòu)計(jì)算251.選擇旋風(fēng)除塵器的型式251.1旋風(fēng)除塵器選用的要點(diǎn)251.2旋風(fēng)除塵器的選型原則261.3選型步驟271.4除塵器型號(hào)表示方法281.5

3、 XLP工作原理291.6 XLP結(jié)構(gòu)特點(diǎn)302.選擇旋風(fēng)除塵器的入口風(fēng)速313.計(jì)算入口面積A314.入口高度b、寬度a的計(jì)算315.計(jì)算旋風(fēng)除塵器的筒體直徑316.按所選擇型式的尺寸比計(jì)算旋風(fēng)除塵器各部分尺寸32六、旋風(fēng)除塵器的核算321.除塵效率核算322.壓力損失計(jì)算33七、煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算331.管徑計(jì)算332.煙囪的設(shè)計(jì)343.系統(tǒng)阻力的計(jì)算354.風(fēng)機(jī)電機(jī)選擇37八、小結(jié)39九、參考文獻(xiàn)40一、 緒言1. 廢氣來源鍋爐燃煤所產(chǎn)生的廢氣，含SO2，水蒸氣，粉塵等。2. 主流工藝3. 除塵工藝比較3.1 旋風(fēng)除塵器  旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體產(chǎn)生的慣性離心力，將粉塵從氣流

4、中分離出來的一種干式氣-固分離裝置。這種除塵器主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，本身無運(yùn)動(dòng)部件，不需要特殊的附屬設(shè)備，占地面積小；操作、維護(hù)簡便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)費(fèi)用較低；操作彈性較大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度限制，對(duì)于粉塵的物理性質(zhì)無特殊要求。目前，旋風(fēng)除塵器廣泛應(yīng)用于化工、石油、冶金、建筑、礦山、機(jī)械、輕紡等工業(yè)部門3.2 離心力除塵器 它是利用氣流在旋渦運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的離心力以清除氣流中塵粒的設(shè)備。最常用的是旋風(fēng)除塵器。旋風(fēng)除塵器工作時(shí)氣流從上部沿切線方向進(jìn)入除塵器，在其中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，塵粒在離心力的作用下被拋向除塵器圓筒部分的內(nèi)壁上降落到集塵室。離心力除塵器于1885年開始

5、使用，已發(fā)展成多種型式，如氣流軸向引入，灰塵出口軸向配置或周邊配置。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，沒有運(yùn)動(dòng)部件，壓力損失一般為40150毫米水柱，適用于去除大于5微米的塵粒。除塵效率約7090%。3.3 文丘里除塵器 又稱文氏管除塵器，由文氏管凝聚器和除霧器組成。凝聚器由收縮管、喉管和擴(kuò)散管組成。含塵氣體進(jìn)入收縮管后，流速增大，進(jìn)入喉管時(shí)，流速達(dá)到最大值。洗滌液從收縮管或喉管加入時(shí)，氣液兩相間相對(duì)流速很大，液滴在高速氣流下霧化，氣體濕度達(dá)到飽和，塵粒被水濕潤。塵粒與液滴或塵粒與塵粒之間發(fā)生激烈碰撞和凝聚。在擴(kuò)散管中，氣流速度減小，壓力回升，以塵粒為凝結(jié)核的凝聚作用加快，凝聚成粒徑較大的含塵液滴，而

6、易于被捕集。文氏管除塵器適用于去除粒徑0.1100微米的塵粒，除塵效率為8095，壓力損失達(dá)300800毫米水柱。文氏管如帶有調(diào)節(jié)喉管直徑的裝置，在處理的氣體流量變化時(shí)，除塵效率不會(huì)降低。文氏管構(gòu)造有多種形式，按斷面形狀分為圓形和方形兩；按喉管構(gòu)造分為喉管直徑可調(diào)的和喉管直徑固定的兩種；按液體霧化方式可分為預(yù)霧化和不預(yù)霧化的。從70年代初開始，有的工廠用蒸汽和熱水濕式除塵器，除塵效率可提高到99.9%，而且可以利用工廠的余熱。3.4 袋式除塵器 屬于過濾除塵器。它是含塵氣流通過過濾材料，將粉塵分離、捕集的裝置。含塵氣體從下部引入圓筒型濾袋，在穿過濾布的空隙時(shí)，塵粒因慣性、接觸和擴(kuò)散等作用而被攔

7、截下來。若塵粒和濾料帶有異性電荷，則塵粒吸附于濾料上，可以提高除塵效率，但清灰較困難；若帶有同性電荷，則降低除塵效率，但清灰較容易。袋式除塵器可清除粒徑0.1微米以上的塵粒，除塵效率達(dá)99。氣流壓力損失100200毫米水柱。布袋材料可用天然纖維或合成纖維的紡織品或氈制品；凈化高溫氣體時(shí)，可用玻璃纖維作過濾材料。按照從濾布上清灰方法的不同，可分為三種型式：間歇清潔型是暫時(shí)停止工作，用敲打或用震蕩器清除積灰，也可用壓縮空氣反向吹洗；周期清潔型是幾組袋式除塵器，按順序每隔一定時(shí)間停止一組的工作，然后進(jìn)行清理；連續(xù)清潔型是用不斷移動(dòng)的氣環(huán)反吹或用脈沖反吹空氣方法清除積塵。用脈沖方式清除積塵的稱為脈沖式

8、除塵器。4. 選擇旋風(fēng)除塵器的原因旋風(fēng)除塵器相較于其他除塵器具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：旋風(fēng)除塵器內(nèi)部沒有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)方便；(1) 制作、管理十分方便；(2) 處理相同風(fēng)量的情況下體積小，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜；(3) 作為與除塵器使用時(shí)，可以立式安裝，使用方便；(4) 處理大風(fēng)量時(shí)便于多臺(tái)并聯(lián)使用，效率阻力不受影響；(5) 可耐400高溫，如采用特殊的耐高溫材料，還可以耐受更高的溫度；(6) 除塵器內(nèi)設(shè)耐磨內(nèi)襯后，可用以凈化含高磨蝕性粉塵的煙氣；但其也有幾個(gè)缺點(diǎn)，主要如下： (1) 卸灰閥如果漏損會(huì)嚴(yán)重影響除塵效率；(2) 磨損嚴(yán)重，特別是處理高濃度或磨損性大的粉塵時(shí)，入口處和錐體部位都容易磨損；且旋風(fēng)

9、除塵器適用于凈化非粘結(jié)性和非纖維性粉塵，溫度在400以下的非腐蝕性氣體，本次設(shè)計(jì)中污染物正好滿足這些特點(diǎn)，所以經(jīng)考慮決定采用旋風(fēng)除塵器。二、 燃燒的計(jì)算1. 原始數(shù)據(jù)鍋爐規(guī)格：鏈條爐設(shè)計(jì)耗煤量：（臺(tái)）排煙溫度：煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）：空氣過量系數(shù)：排煙中飛灰占煤中不可燃燒成分的比例：煙氣在鍋爐出口前阻力：當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)：冬季室外空氣溫度：空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）按煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算煤的工業(yè)分析值： 按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13271-2001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：2. 技術(shù)參數(shù)除塵效率：3. 煙氣量、煙塵和二氧化硫濃度的計(jì)算3.1

10、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量 式中分別為煤中各元素所含的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論煙氣量根據(jù)資料公式1，其理論煙氣量計(jì)算如下：（設(shè)空氣含濕量，干空氣密度） 式中 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量，；煤中水分所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；元素在煤中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。 空氣含濕量，3.3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量 式中 ： 空氣過量系數(shù)； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每小時(shí)總煙氣量， 設(shè)計(jì)耗煤量，在160時(shí)，實(shí)際煙氣量根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知： 即，實(shí)際在160下的煙氣量為：在溫度變化時(shí)，顆粒物密度也會(huì)相應(yīng)變化，有理想氣體狀態(tài)方程可知： 3.4標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度 已知排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16% 式中：

11、排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；煤中不可燃成分的含量，%；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，。3.5標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣中二氧化硫濃度的計(jì)算 式中： 煤中可燃硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃煤產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量，。4. 除塵效率與粒徑分布的計(jì)算4.1除塵器目標(biāo)除塵效率根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，有資料公式2可知： 式中：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，4.2煙塵粒徑分布數(shù)據(jù)分析由設(shè)計(jì)已知條件可知，本課題使用鏈條爐，下表為幾種燃燒方式煙塵粒徑大小分布3：表1 幾種燃燒方式的煙塵顆粒大小分布飛灰顆粒組成手燒鍋爐/%鏈條爐/%拋煤鍋爐/%煤粉爐/%

12、沸騰爐/%的含量5711254的含量815234910的含量3025427920的含量4038569226的含量4957739874的含量514327226燃煤煙氣中飛灰的濃度和粒度與煤質(zhì)、燃燒方式、煙氣流速、爐排和爐膛的熱負(fù)荷、鍋爐運(yùn)行負(fù)荷以及鍋爐結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)。由表1中鏈條爐的粒徑分布數(shù)據(jù)，可推算出其分級(jí)粒徑數(shù)據(jù)如表2：表2 鏈條爐的煙塵顆粒分級(jí)粒徑分級(jí)粒徑/m<1010-2020-4444-7474-149>149含量/%7810131943三、 旋風(fēng)除塵器的機(jī)理概述、特點(diǎn)及分類1. 旋風(fēng)除塵器的概述旋風(fēng)除塵器已經(jīng)成為工業(yè)鍋爐煙氣除塵的重要設(shè)施之一。它具有結(jié)構(gòu)簡單、投資省

13、。除塵效率高、負(fù)荷適應(yīng)性教強(qiáng)、運(yùn)行操作管理方便等特點(diǎn)，是消除煙塵危害，保護(hù)環(huán)境的重要設(shè)備。旋風(fēng)除塵器一般只適用于凈化非粘結(jié)性和非纖維性粉塵，溫度在400以下的非腐蝕性氣體。如果用在高溫氣體凈化上，則需采取冷卻措施，或內(nèi)壁襯隔熱材科。用于凈化腐蝕性氣體時(shí)，則應(yīng)采用防腐材料制作，或內(nèi)壁噴涂防腐材料。旋風(fēng)除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)氣流速度很高，粉塵對(duì)壁面的磨損，特別是對(duì)錐體部分的磨損較快，所以在設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)應(yīng)充分注意，采取一定的耐磨措施。旋風(fēng)除塵器的除塵效率，除了與其結(jié)構(gòu)型式有直接關(guān)系外，還與其卸灰裝置（包括灰斗和卸灰閥）好壞有直接關(guān)系。如果卸灰裝置的設(shè)計(jì)或管理不當(dāng)，造成決斗漏風(fēng)，破壞了除塵器內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)，將會(huì)

14、使已沉降的粉塵再次懸浮飛揚(yáng)，除塵效率大大降低，或造成排灰口堵塞，使除塵系統(tǒng)癱瘓。因此，必須對(duì)卸灰裝置的設(shè)計(jì)和管理給予高度重視。旋風(fēng)除塵器是應(yīng)用廣泛的除塵器之一。在應(yīng)用中可以單獨(dú)供用，也可以單獨(dú)使用，也可以并聯(lián)或串聯(lián)供用。串聯(lián)中既有旋風(fēng)除塵器自身進(jìn)行串聯(lián)，也有旋風(fēng)除塵器與其他類型除塵器的串聯(lián)使用，在應(yīng)用中對(duì)旋風(fēng)除塵器采用防磨損措施也很重要。2. 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及原理2.1除塵器的結(jié)構(gòu)旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，造價(jià)較低阻力中等，器內(nèi)無運(yùn)動(dòng)部件，操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)。旋風(fēng)除塵器一般用于捕集5-15微米以上

15、的顆粒除塵效率可達(dá)80以上，近年來經(jīng)改進(jìn)后的特制旋風(fēng)除塵器其除塵效率可達(dá)5以上。旋風(fēng)除塵器的缺點(diǎn)是捕集微粒小于5微米的效率不高旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁自圓簡體，呈螺旋狀由上向下向圓錐體底部運(yùn)動(dòng)，形成下降的外旋含塵氣流，在強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的離心力將密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體的塵粒甩向器壁，塵粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)量和自身的重力沿壁面下落進(jìn)入集灰斗。旋轉(zhuǎn)下降的氣流在到達(dá)圓錐體底部后沿除塵器的軸心部位轉(zhuǎn)而向上形成上升的內(nèi)旋氣流，并由除塵器的排氣管排出。 自進(jìn)氣口流人的另一小部分氣流，則向旋風(fēng)除塵器頂蓋處流動(dòng)，然后沿排氣管外側(cè)向下流動(dòng)，當(dāng)達(dá)到排氣管下端時(shí)，即反轉(zhuǎn)向上隨上升的中心氣流一

16、同從誹氣管排出，分散在其中的塵粒也隨同被帶走。如圖1所示，旋風(fēng)式除塵器由筒體1、錐體2，進(jìn)氣管3、排氣管4、和排灰口5等組成。當(dāng)含塵氣體由切向進(jìn)氣口進(jìn)入旋風(fēng)除塵 器時(shí)，氣流由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿除塵器內(nèi)壁呈螺旋形向下、朝向錐體流動(dòng)，通常稱此為外旋氣流。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生離心力，將相對(duì)密度大于氣體的粉塵 粒子甩向除塵器壁面。粉塵粒子一旦與除塵器壁面接觸，便失去徑向慣性力而靠向下的動(dòng)量和重力沿壁面下落，進(jìn)入排灰管。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流到達(dá)錐體時(shí)，因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏。根據(jù)旋矩不變原理，其切向速度不斷提高，粉塵粒子所受離心力也不斷加強(qiáng)。當(dāng)氣流到達(dá)錐體下端某一位置

17、時(shí)，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從除塵器中部由下反轉(zhuǎn)向上，繼續(xù)做螺旋形運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成內(nèi)旋氣流。最后凈化氣體經(jīng)排氣管排出，小部分未被捕集的粉塵粒子也隨之排出。圖1、旋風(fēng)式除塵器的組成及內(nèi)部氣流1-筒體；2-錐體；3-進(jìn)氣管；4-排氣管；5-排灰口；6-外旋流；7-內(nèi) 旋流；8-二 次流；9-回流區(qū)。 自進(jìn)氣管流入的另一小部分氣體則向除塵器頂蓋流動(dòng)，然后沿排氣管外側(cè)向下流動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)排氣管下端時(shí)，即反轉(zhuǎn)向上、隨上升的內(nèi)旋氣流一同從排氣管排出。分散在這一部分氣流中的粉塵粒子也隨同被帶走。2.2旋風(fēng)沉降的分離理論旋風(fēng)除塵器內(nèi)的氣流及顆粒運(yùn)動(dòng)十分復(fù)雜，對(duì)于顆粒的分離捕集機(jī)理是在作出許多簡化假設(shè)后，形成各種不同的分離機(jī)理

18、模型，主要有轉(zhuǎn)圈理論、平衡軌道理論、邊界層分離理論、紊流擴(kuò)散理論和傳質(zhì)理論等。紊流擴(kuò)散理論雖然分析方法較嚴(yán)格，但由于對(duì)旋風(fēng)除塵器中離子濃度分布和擴(kuò)散過程的認(rèn)識(shí)還不夠充分，特別是紊流擴(kuò)散系數(shù)的確定相當(dāng)困難，因而離實(shí)際應(yīng)用還有一些距離?，F(xiàn)就轉(zhuǎn)圈理論、平衡軌道理論、邊界層分離理論和傳質(zhì)理論作簡單的介紹。（1） 轉(zhuǎn)圈理論（沉降分離理論）轉(zhuǎn)圈理論是由類比平流重力沉降原理發(fā)展起來的?；硎?，塵粒受離心力作用，沉降到旋風(fēng)除塵器壁面所需要的時(shí)間和顆粒在分離區(qū)間氣體停留時(shí)間相平衡，從而計(jì)算出粉塵完全被分離的最小極限粒徑d100,即分離效率為100%的粉塵顆粒最小極限粒徑。如果將進(jìn)入旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流假定為等流速

19、（速度分布指數(shù)n=0），即氣體嚴(yán)格地按照螺旋途徑，始終保持與進(jìn)入時(shí)相同的速度流動(dòng)。而顆粒隨氣體以恒定的切向速度（與位置變化無關(guān)），由內(nèi)向外克服氣流的阻力，穿過整個(gè)氣流寬度，流經(jīng)一個(gè)最大的凈水平距離，最后到達(dá)器壁而被分離。在此過程中，既不考慮顆粒間的相互影響又忽略邊界層的效應(yīng)。（2） 平衡分離理論（假想圓筒學(xué)說，或稱篩分理論）一定直徑d的粉塵顆粒，因旋轉(zhuǎn)氣流而產(chǎn)生的離心力F，將會(huì)在平衡軌道上與向心氣流對(duì)顆粒作用的阻力P達(dá)到平衡。而平衡軌道往往看做是排氣管下端由最大切向速度各點(diǎn)連接起來的一個(gè)假想圓筒。這種處于平衡狀態(tài)的顆粒，由于種種原因，其平衡狀態(tài)將隨時(shí)會(huì)受到破壞。有時(shí)離心力F大于阻力P，有時(shí)則P

20、大于F。兩者出現(xiàn)的概率是相等的。因此，在假想圓筒上的顆粒有50%的可能性被捕集，而另外50%的粒子可能通過該假想圓筒進(jìn)入排氣管而流出。工程應(yīng)用中常將此顆粒直徑稱為d50，表示粉塵顆粒有50%和概率被捕集。（3） 邊界層分離理論 平衡軌道理論沒有考慮紊流擴(kuò)散的影響，而這種影響對(duì)于粉塵細(xì)顆粒是不可忽略的。20世紀(jì)70年代有人提出橫向滲混模型，認(rèn)為在旋風(fēng)除塵器的任一橫截面上，顆粒濃度的分布是均勻的，但在近壁的邊界層內(nèi)是層流流動(dòng)，只要顆粒在離心效應(yīng)下浮游進(jìn)入邊界層內(nèi)，就可以被捕集分離下來，這就是邊界層分離理論。（4） 傳質(zhì)理論轉(zhuǎn)圈理論只考慮漩渦在靠近旋風(fēng)除塵器筒壁處的離心分離作用，平衡軌道理論則只考慮

21、在假想圓筒上的離心分離作用。實(shí)際上，在旋風(fēng)除塵器的整個(gè)分離空間內(nèi)，旋轉(zhuǎn)氣流均有分離作用。因此，這兩種理論都有一定的片面性。傳質(zhì)理論假定分離空間的濃度分布是軸對(duì)稱的，并假定分離空間內(nèi)無粒子的凝聚與生長。3. 旋風(fēng)除塵器的特點(diǎn)旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，體積小，除塵效率比重力沉降室和慣性除塵器高，且無運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)行管理艙。因此它的應(yīng)用較為廣泛。高效旋風(fēng)除塵器可除去粒徑小于5um的粉塵，效率可達(dá)50%80%。普通旋風(fēng)除塵器不能除粒徑小于5um的粉塵，其壓力損失一般為4001300Pa。旋風(fēng)除塵器的主要優(yōu)點(diǎn)如下：1) 旋風(fēng)除塵器內(nèi)部沒有運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)方便；2) 制作、管理十分方便；3) 處理相同風(fēng)量

22、的情況下體積小，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜；4) 作為與除塵器使用時(shí)，可以立式安裝，使用方便；5) 處理大風(fēng)量時(shí)便于多臺(tái)并聯(lián)使用，效率阻力不受影響；6) 可耐400高溫，如采用特殊的耐高溫材料，還可以耐受更高的溫度；7) 除塵器內(nèi)設(shè)耐磨內(nèi)襯后，可用以凈化含高磨蝕性粉塵的煙氣；8) 可以干法清灰，有利于回收有價(jià)值的粉塵。但其也有幾個(gè)缺點(diǎn)，主要如下：1) 卸灰閥如果漏損會(huì)嚴(yán)重影響除塵效率；2) 磨損嚴(yán)重，特別是處理高濃度或磨損性大的粉塵時(shí)，入口處和錐體部位都容易磨損；3) 除塵效率不高，特別是對(duì)于小于5微米的微細(xì)粉粒和塵粒密度小的粉塵，處理效率很低，單獨(dú)使用有時(shí)滿足不了含塵氣體排放濃度的要求；4) 由于除

23、塵效率隨筒體直徑增大而降低，因而單個(gè)除塵器的處理風(fēng)量受到一定限制。4. 旋風(fēng)除塵器的分類旋風(fēng)除塵器的種類繁多，分類也各不相同。按其性能分為：高效旋風(fēng)除塵器，其筒體直徑較小，用來分離較細(xì)的粉塵，除塵效率在95%以上；大流量旋風(fēng)除塵器，筒體直徑較大，用于處理很大的氣體流量，除塵效率為50%80% ；通用型旋風(fēng)除塵器，處理風(fēng)量適中，因結(jié)構(gòu)形式不同，除塵效率波動(dòng)在70%85%之間；防爆型旋風(fēng)除塵器，本身帶有防爆閥，具有防爆性能。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，可分為長椎體、圓筒體、擴(kuò)散式、旁路型。按組合、安裝情況分為內(nèi)旋風(fēng)除塵器、外旋風(fēng)除塵器、立式與臥式以及單筒與多管旋風(fēng)除塵器。按氣流導(dǎo)入情況、氣流進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后的流

24、動(dòng)路線以及帶二次風(fēng)的形式可概括的分為以下幾種。(1) 切流反轉(zhuǎn)式旋風(fēng)除塵器這是旋風(fēng)除塵器最常用的形式。含塵氣體由筒體的側(cè)面切向方向?qū)?。氣流在圓筒部旋轉(zhuǎn)向下，進(jìn)入錐體，到達(dá)錐體的端點(diǎn)前反轉(zhuǎn)向上。凈化后的清潔氣流經(jīng)排氣管排出旋風(fēng)除塵器。根據(jù)不同的進(jìn)口形式又可以分為蝸殼進(jìn)口、螺旋進(jìn)口、狹縫進(jìn)口。為提高除塵器對(duì)粉塵的捕捉能力，把排出氣體中含塵濃度較高的氣體以二次風(fēng)形式引出后，經(jīng)風(fēng)機(jī)在重復(fù)導(dǎo)入旋風(fēng)除塵器內(nèi)。整合中狹縫進(jìn)口的旋風(fēng)除塵器，按二次風(fēng)引入的方式又可分為切流二次風(fēng)和軸流二次風(fēng)。(2) 軸流式旋風(fēng)除塵器軸流式旋風(fēng)除塵器是利用導(dǎo)流葉片使氣流在旋風(fēng)除塵器內(nèi)旋轉(zhuǎn)。除塵效率比切流式旋風(fēng)除塵器低，但處理流量

25、大。根據(jù)氣體在旋風(fēng)除塵器里內(nèi)的流動(dòng)情況分為軸流反轉(zhuǎn)式、軸流直流式。軸流直流式的壓力損失最小，尤其適用于動(dòng)力消耗不宜過大的地方，但除塵效率較低。同樣可以吧排出氣體中含塵濃度較大部分以二次風(fēng)的形式在導(dǎo)回旋風(fēng)除塵器內(nèi)，以提高除塵效率，此種形式除塵器稱為龍轉(zhuǎn)風(fēng)除塵器。龍轉(zhuǎn)風(fēng)除塵器按二次風(fēng)導(dǎo)入的形式可分為切流二次風(fēng)和軸流二次風(fēng)。分為切流二次風(fēng)和軸流二次風(fēng)。5. 旋風(fēng)除塵器的串聯(lián)和并聯(lián)5.1旋風(fēng)除塵器的串聯(lián)在很多情況下，用一個(gè)旋風(fēng)分離器或者旋風(fēng)管分離器來完成現(xiàn)有的分離任務(wù)打不到要求，在這種情況下，需要用多個(gè)旋風(fēng)分離器串聯(lián)或并聯(lián)或兩者皆有之（串并）的方式來完成任務(wù)。當(dāng)入口粉料濃度很高時(shí)，如果僅用一級(jí)旋風(fēng)分離

26、器來進(jìn)行分離，粉料跑損將是相當(dāng)嚴(yán)重的。此時(shí)可以用串聯(lián)的形式增加第二級(jí)，甚至第三級(jí)旋風(fēng)分離器，與第一級(jí)旋風(fēng)分離器一起用來捕集顆粒物料，其布置圖如圖2所示。按習(xí)慣把相應(yīng)的各級(jí)叫做“第一級(jí)”、“第二級(jí)”和“第三級(jí)”。在某些工業(yè)裝置中，第一級(jí)旋風(fēng)分離器也叫做“粗切割”旋風(fēng)分離器，其總效率（主要是進(jìn)口的高入口濃度）一般高于后續(xù)級(jí)旋風(fēng)分離器的總效率。 圖2、串聯(lián)旋風(fēng)除塵器5.2旋風(fēng)除塵器的并聯(lián)在實(shí)際工作中，用一臺(tái)旋風(fēng)分離器來處理全部氣量將使裝置變得太大；此外，一臺(tái)大尺寸旋風(fēng)分離器或者旋風(fēng)管分離器，它所獲得的切割粒徑將是很大，達(dá)不到所需的分離效率。為解決此種情況，采用兩個(gè)以上的旋風(fēng)分離器或者旋風(fēng)管分離器并聯(lián)

27、安裝。并聯(lián)旋風(fēng)分離器的布置有多種形式，入口分配器的幾何結(jié)構(gòu)形式有以下兩種：矩形集氣室；公用進(jìn)氣室，然后再分別流入到各個(gè)旋風(fēng)分離器，流化床頂部分離氣固混合物的旋風(fēng)分離企業(yè)屬于這個(gè)范疇。旋風(fēng)除塵器并聯(lián)使用主要有以下幾種原因。理論上，兩個(gè)以上并聯(lián)使用的小尺寸旋風(fēng)除塵器比用一臺(tái)大尺寸同類旋風(fēng)除塵器，如果入口氣流速度保持不變，則除塵效率就會(huì)提高。這時(shí)，為了滿足必須處理的氣體量，就得把若干小直徑的除塵器并聯(lián)使用，否則壓力損失會(huì)太大。在氣體負(fù)荷變化過大的情況下，當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)切斷部分除塵器，可保持較高除塵。有時(shí)需要增加處理氣體量，采取增添除塵器的辦法，和原有除塵器并聯(lián)使用，以保持效率阻力不變。需要維護(hù)檢修時(shí)把

28、并聯(lián)使用的一部分除塵器切斷不影響系統(tǒng)的運(yùn)行。5.3除塵器并聯(lián)方法當(dāng)除塵器數(shù)目不多時(shí)（一般不超過8個(gè)）可以采用單管并聯(lián)，這時(shí)，每個(gè)除塵器有其自己的進(jìn)氣管和排氣管，各自與進(jìn)氣干管和排氣干管相連，或者各自單獨(dú)向大氣排氣；每個(gè)除塵器可以有單獨(dú)的灰斗，也可以合用一個(gè)灰斗。(1) 進(jìn)氣管并聯(lián)方式單個(gè)旋風(fēng)除塵器并聯(lián)，進(jìn)氣幾乎都是切向的。進(jìn)氣管和排氣管不同并聯(lián)方式如下。圖3(a)是最簡單的入口并聯(lián)方式，在進(jìn)氣管中氣體和灰塵的流動(dòng)是對(duì)稱的，兩個(gè)除塵器中的工作情況相同的，效率和阻力相同的。圖3(b)所示的連接，難使所有文管入口壓力相同，但安裝比較方便。圖3(c) 是另一種連接方式，每經(jīng)過一個(gè)除塵器的入口以后，主管

29、道就會(huì)縮小一些，進(jìn)入并聯(lián)的除塵器氣流可以自我補(bǔ)償，達(dá)到氣流基本平衡；這是因?yàn)樽畲蟮臍饬鳟a(chǎn)生的最大壓力降，從而使流量減少。 圖3、并聯(lián)旋風(fēng)分離器方式(2) 排氣管并聯(lián)方式 并聯(lián)除塵器與排氣干管連接時(shí)，往往為了回收壓力而采用蝸卷式出口。因?yàn)檫@種出口的方向可以隨意安排，故可根據(jù)具體情況采用不同的連接方式，圖4是幾個(gè)例子，其中，圖4(a)為對(duì)稱并聯(lián)，圖4(b)、(c)、(d)、(e)為不對(duì)稱并聯(lián)。圖4、排氣干管簡單的并聯(lián)(3) 排灰口并聯(lián)方式并聯(lián)的旋風(fēng)除塵器共用一個(gè)灰斗比各自有一個(gè)灰斗的優(yōu)點(diǎn)是可以減輕清除積灰時(shí)的麻煩。缺點(diǎn)是一旦漏風(fēng)將嚴(yán)重破除塵器正常工作。圖5是共用灰斗示意?；覊m從旋風(fēng)除塵器和經(jīng)過和進(jìn)

30、入灰斗。如果兩個(gè)除塵器相同，則它們從入口到出口的壓力降是一樣的，灰斗中的氣體是靜止的。如果由于某種原因，例如其中一個(gè)除塵器被灰塵堵塞，氣流受到限制，以致在點(diǎn)的壓力大于點(diǎn)的，則氣體就從帶著一些灰塵經(jīng)過流到，而從除塵器的排氣管流出去。因此，必須控制壓力和流動(dòng)狀況。把旋風(fēng)除塵器做的完全一樣，并且注意這個(gè)問題使并聯(lián)的除塵器的差異盡量減少，也防止各個(gè)除塵器中的流動(dòng)狀況變的不同。針對(duì)這一情況在工程應(yīng)用中按組合除塵器數(shù)量將灰斗分格如圖6所示。 圖5、共用灰斗 圖6、灰斗分格 1旋風(fēng)除塵器 2集灰斗 3隔板 4排灰口5.4并聯(lián)后的除塵效率和阻力損失若干旋風(fēng)除塵器并聯(lián)使用的除塵效率理論上講應(yīng)當(dāng)不變。但在實(shí)際上并

31、聯(lián)旋風(fēng)除塵器相同條件下和單獨(dú)使用所獲得的除塵效率相比較，往往前者要低一些，效率的下降趨勢是隨著并聯(lián)數(shù)量的增多而加大，以小直徑旋風(fēng)子并聯(lián)使用，和相似的大直徑旋風(fēng)除塵器在同樣流量條件下單獨(dú)使用相比較，除塵效率也往往不能提高到理論上的程度。在除塵效率80%85%的范圍內(nèi)，小直徑除塵器的除塵效率可以比幾何相似的大直徑除塵器理論上提高約10%，但把小直徑并聯(lián)起來，可能只提高5%。并聯(lián)旋風(fēng)除塵器的阻力損失比單獨(dú)使用時(shí)大，這是因?yàn)槌龎m器并聯(lián)后出口、入口及排灰口都有所變化造成的。一般估算，并聯(lián)阻力損失為單獨(dú)使用時(shí)的1.1倍。四、 改進(jìn)措施及影響因素1. 結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施旋風(fēng)器在長期使用中，為了達(dá)到低阻高效性能其結(jié)

32、構(gòu)不斷進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)措施主要有：(1) 進(jìn)氣通道由切向進(jìn)氣改為回轉(zhuǎn)通道進(jìn)氣，通過改變含塵濃度的分布、減小短路流排塵量?；剞D(zhuǎn)通道在90°左右時(shí)阻力較小。(2) 把傳統(tǒng)的單進(jìn)口改為多進(jìn)口，有效地改進(jìn)旋轉(zhuǎn)流氣流偏心，同時(shí)旋風(fēng)器阻力顯著下降。(3) 在筒錐體上加排塵通道，防止到達(dá)壁面的粉塵二次返混。(4) 采用錐體下部裝有二次分離裝置防止收塵二次返混。(5) 排氣芯管上部加裝二次分離器，利用排氣強(qiáng)旋轉(zhuǎn)流進(jìn)行微細(xì)粉塵的二次分離，對(duì)捕集短路粉塵極為有效。(6) 在筒錐體分離空間加裝減阻件降阻。2. 影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素2.1旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)尺寸在旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸中，主要影響因素有旋風(fēng)除

33、塵器的直徑、高度、氣體進(jìn)口和排氣管形狀大小。（1）旋風(fēng)除塵器的直徑直徑越小，旋轉(zhuǎn)半徑越小，氣流運(yùn)動(dòng)給予粉塵粒子的離心力越大，旋風(fēng)除塵器的除塵效率也就越高。但過小的筒體直徑，由于旋風(fēng)除塵器壁與排氣管太近，較大直徑顆粒有可能反彈至中心氣流而被帶走，使除塵效率降低。（2）旋風(fēng)除塵器高度H一般來說，外形細(xì)長的旋風(fēng)除塵器比粗短的旋風(fēng)除塵器的除塵效率高。高度增加，不僅可以使進(jìn)入筒體的粉塵粒子停留時(shí)間增長，有利于分離，而且能使尚未到達(dá)排氣管的顆粒有更多機(jī)會(huì)從旋流核心中分離出來，減少二次夾帶，以提高除塵效率。但是，過長的旋風(fēng)除塵器會(huì)占據(jù)較大的空間，增加氣體的流動(dòng)阻力。（3）旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口形式

34、主要有四種:螺旋面進(jìn)口、漸開線進(jìn)口、切向進(jìn)口和軸向進(jìn)口如圖7。圖7 旋風(fēng)除塵器進(jìn)口形式不同的進(jìn)口形式有著不同的性能特點(diǎn)和用途。軸向進(jìn)口常用于小型旋風(fēng)除塵器，如多管式旋風(fēng)除塵器。就性能而言，試驗(yàn)表明，以蝸殼形節(jié)后的入口性能較好。進(jìn)口管可以制成矩形和圓形兩種形式。但由于圓形進(jìn)口管與旋風(fēng)除塵器的管壁只有一點(diǎn)相切，而矩形進(jìn)口管其整個(gè)高度都與筒壁相切，故一般都采用矩形進(jìn)口管。一般認(rèn)為，矩形的寬度與高度的比值越小，進(jìn)口氣流在徑向分布越薄，越有利于粉塵在圓筒內(nèi)分離和沉降，除塵效率就越高。但過長而窄的進(jìn)口也是不利的。（4）排氣管 在一定范圍內(nèi)，排氣管直徑越小，旋風(fēng)除塵器的除塵效率越高，壓力損失也越大。反之，除

35、塵效率越低，壓力損失也越小。由于旋流是在排氣管與器壁間的運(yùn)動(dòng)。因此，排氣管的插入深度直接影響旋風(fēng)除塵器的性能。排氣管插入筒體過深，縮短排氣管與錐體底部的距離，減少了氣體旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，同時(shí)增多了二次夾帶機(jī)會(huì)和壓力損失，但深度過小或甚至不插入筒體，會(huì)造成正常旋流核心的彎曲，甚至破壞，使其處于不穩(wěn)定狀態(tài)。同時(shí)也容易造成氣流短路而降低除塵效率。因此，插入深度要適當(dāng)，一般旋風(fēng)除塵器排氣管下端與進(jìn)氣管的下端平齊或稍低。（5）卸灰裝置卸灰裝置兼有卸灰和密封兩種功能，是影響除塵器的關(guān)鍵部位之一。假如卸灰裝置有漏風(fēng)現(xiàn)象，不但影響除塵器的正常排灰，而且嚴(yán)重影響除塵器的除塵效率。因此理想的卸灰裝置應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作靈活

36、、排灰及時(shí)和嚴(yán)密不漏風(fēng)等特點(diǎn)。2.2操作條件對(duì)旋風(fēng)除塵器性能的影響（1）氣體流量或入口氣速氣體流量或者說旋風(fēng)除塵器的入口氣速，對(duì)旋風(fēng)除塵器的壓力損失、除塵效率都有很大影響。一般來說，在一定范圍內(nèi)入口氣速越高，除塵效率也越高。這是因?yàn)樵黾尤肟跉馑?，能增加塵粒在運(yùn)動(dòng)中的離心力，塵粒易于分離，除塵效率提高。從理論分析可知，旋風(fēng)除塵器的壓力損失與氣體流量的平方成正比，因而也和入口氣速的平方成正比。所以， 進(jìn)口氣速過大，雖然除塵效率會(huì)稍有提高（有時(shí)不提高甚至下降），但壓力損失卻急劇上升，即能耗增大，同時(shí)入口氣速過大，也會(huì)增加旋風(fēng)除塵器筒體的磨損，降低其使用壽命。因此，在設(shè)計(jì)旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面時(shí)，必須使

37、進(jìn)口氣速為一適宜值，一般在1823m/s，最好不要超過35m/s。（2）含塵氣體的物理性質(zhì)和進(jìn)氣狀態(tài)影響旋風(fēng)除塵器性能的含塵氣體的物理性質(zhì)主要是氣體的密度和粘度。而含塵氣體的密度和粘度又與進(jìn)氣狀態(tài)有關(guān)。氣體密度隨入口溫度的增加而降低，隨進(jìn)口壓力的增大而增大。氣體密度越大，臨界粒徑亦越大，故除塵效率下降。同時(shí)，旋風(fēng)除塵器的效率隨氣體黏度的增加而降低。溫度增加，氣體粘度增大。在入口風(fēng)速一定的情況下，除塵效率隨氣體溫度的增加而下降。（3）氣體含塵濃度旋風(fēng)除塵器的除塵效率隨粉塵濃度增加而提高。這是因?yàn)楹瑝m濃度的增加，粉塵的凝聚與團(tuán)聚性能提高，使較小的塵粒凝聚在一起而被捕集，因而凈化效率有明顯的提高。但

38、效率提高的速度比含塵濃度增加的速度慢得多，因此排出氣體的含塵濃度總是隨著入口處含塵濃度的增加有增加。（4）固體粉塵的物理性質(zhì)粉塵的物理性質(zhì)主要有顆粒的大小、密度與粉塵的粒徑分布。粉塵的粒徑分布是影響旋風(fēng)除塵器的重要因素。大顆粒粉塵所占有的百分?jǐn)?shù)越大，除塵效率越高。顆粒密度越大，臨界粒徑越小，除塵效率越高。（5）含濕量含濕量越高，顆粒互相黏結(jié)成較大的顆粒，當(dāng)大顆粒被猛烈沖擊在器壁上，氣體凈化將大有改善，所以有往除塵器內(nèi)加些蒸汽來提高效率的做法。但必須注意的是，水蒸氣的量不宜過大，否則氣體含濕量過大，將會(huì)引起粉塵粘壁，甚至堵塞，以致大大降低除塵器的性能。（6）漏風(fēng)率除塵器的排灰口漏風(fēng)對(duì)凈化效率影響

39、最嚴(yán)重，密封不嚴(yán)密，外部滲入的空氣會(huì)把正在落入灰斗的粉塵重新帶走，使除塵效率降低。（7）其他另外，除塵器內(nèi)壁粗糙度也會(huì)影響旋風(fēng)除塵器的性能，壁面附近的粉塵微?？梢虼植诘谋砻嬉鹦?，使微粒被拋入上升的氣流，進(jìn)入排氣管，降低除塵效率。所以避免筒體有沒有打光的焊接，設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)倪M(jìn)口等。五、 除塵器結(jié)構(gòu)計(jì)算1. 選擇旋風(fēng)除塵器的型式1.1旋風(fēng)除塵器選用的要點(diǎn)鍋爐排煙形狀的變化，對(duì)旋風(fēng)除塵器的性能具有顯著的影響，所以選用旋風(fēng)除塵器時(shí)，必須充分掌握鍋爐排煙的特性。此外，在沒有充分掌握各種旋風(fēng)除塵器的性能及其使用的范圍的情況下，盲目選用除塵裝置，常常會(huì)產(chǎn)生除塵裝置性能惡化，甚至不能使用等問題。因此，要做到合

40、理選用旋風(fēng)除塵器，必須周密地考慮到鍋爐排煙的性狀及其變化，同時(shí)全面詳盡了解各種旋風(fēng)除塵器的特性及其適用范圍，作到兩者的良好“匹配”才能取得預(yù)期的除塵效果。綜上所述，選用旋風(fēng)除塵器時(shí)必須掌握的基本因素是：鍋爐的排煙特性；鍋爐的煙氣量；旋風(fēng)除塵器的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能；現(xiàn)將這些基本因素簡要說明如下：鍋爐的排煙特性鍋爐排煙特性主要包括鍋爐排煙的含塵濃度和分散度等。不同型式、不同燃燒方式的燃煤鍋爐的煙塵排放濃度和分散度是不相同的。鍋爐煙塵排放濃度和顆粒分散度的變化不僅與燃燒方式有關(guān)，而且與鍋爐運(yùn)行負(fù)荷，煤種以及司爐工操作有關(guān)。不同型式的旋風(fēng)除塵器對(duì)于鍋爐的排煙含塵濃度和顆粒分散度有不同的適應(yīng)性。在一般情況下，

41、含塵量大、顆粒粗，器除塵效率就高。例如，雙級(jí)蝸旋除塵器的冷態(tài)試驗(yàn)表明，當(dāng)初始含塵濃度在0.110克/米3的范圍內(nèi)時(shí)，除塵效率基本上平穩(wěn)的保持在較理想的數(shù)值。而當(dāng)濃度高于10克/米3時(shí)，除塵效率就有所下降，當(dāng)濃度都超過15克/米3以后，除塵效率明顯下降。因此，在選用旋風(fēng)除塵器時(shí)必須了解鍋爐的排煙特性，已使用的旋風(fēng)除塵器能取較高除塵效率。鍋爐的煙氣量鍋爐排煙的特點(diǎn)是煙氣流量大而且煙氣流量的變化也很大。它是合理選用旋風(fēng)除塵器時(shí)必須周密考慮的一個(gè)重要因素。各種旋風(fēng)除塵器都有它最適宜的煙氣流速（基本流速），在此流速下使用時(shí)就會(huì)充分發(fā)揮該旋風(fēng)除塵器的除塵性能和達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在旋風(fēng)除塵器選用時(shí)，應(yīng)使煙

42、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)均能取得良好的出塵效果。工業(yè)鍋爐煙氣流量的變化直接影響排煙的含塵濃度和煙塵的分散度。通常情況下，鍋爐負(fù)荷高時(shí)排煙的含塵濃度較高，鍋爐低時(shí)排煙的含塵濃度降低。鍋爐處于低負(fù)荷時(shí)排出的煙塵中大部分是細(xì)灰，而在高負(fù)荷時(shí)大部分是粗灰。鍋爐負(fù)荷變化幅度較大，這是一般工業(yè)鍋爐常有的工況。所以，在旋風(fēng)除塵器選用時(shí)要充分注意煙氣流量變化對(duì)除塵器工作性能的影響。不同型式的旋風(fēng)除塵器對(duì)于煙氣流量的變化具有不同的適應(yīng)特性，必須根據(jù)具體情況選用負(fù)荷適應(yīng)性良好的除塵器。另外，在使用旋風(fēng)除塵器時(shí)，宜以鍋爐實(shí)際運(yùn)行的煙氣流量，而不宜單純以鍋爐額定出力時(shí)的煙氣流

43、量為依據(jù)。要避免旋風(fēng)除塵器長期在低負(fù)荷的工況下運(yùn)行，即應(yīng)避免出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象。1.2旋風(fēng)除塵器的選型原則旋風(fēng)除塵器的選擇通常是根據(jù)旋風(fēng)除塵器的技術(shù)性能（處理量Q、壓力損失p以及除塵效率）和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)、占地面積、使用壽命等）進(jìn)行的。在評(píng)價(jià)及選擇旋風(fēng)除塵器時(shí)，需全面考慮這些因素。理想的旋風(fēng)除塵器必須在技術(shù)上能滿足工藝生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)對(duì)氣體含塵的要求，在經(jīng)濟(jì)上是最合算的。在具體設(shè)計(jì)選擇旋風(fēng)除塵器的型式時(shí)，要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際（氣體含塵情況、粉塵的性質(zhì)、粒度組成），參考國內(nèi)外類似工廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，全面考慮，處理好技術(shù)性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之間的關(guān)系。主要的選型原則有以下幾方面：旋

44、風(fēng)除塵器凈化氣體量應(yīng)與實(shí)際處理量一致。選擇除塵器時(shí)直徑應(yīng)盡量小些。如果要求通過的風(fēng)量較大可采用若干個(gè)小直徑的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)為宜。如果處理氣量與多管旋風(fēng)除塵器，選多管旋風(fēng)除塵器為宜。旋風(fēng)除塵器的入口氣速要保持1823m/s。低于18m/s時(shí)，其除塵效率下降，高于23m/s時(shí)，除塵效率提高不明顯，但阻力損失增加，能耗增大。選擇旋風(fēng)除塵器時(shí)，要根據(jù)工況考慮阻力損失和結(jié)構(gòu)形式，盡可能做到既節(jié)省動(dòng)力消耗，又便于制造、維護(hù)管理。旋風(fēng)除塵器能捕集到的最小塵粒應(yīng)等于或稍小于被處理氣體的粉塵粒度。當(dāng)含塵氣體溫度很高時(shí)，要注意保溫，避免水分在除塵器內(nèi)凝結(jié)。假如粉塵不吸收水分，除塵器的工作溫度要比露點(diǎn)溫度高出30左

45、右。假如粉塵吸水性較強(qiáng)（如水泥、石膏和含堿粉塵等），除塵器的工作溫度要比露點(diǎn)溫度高出4050，以避免露點(diǎn)腐蝕。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)的密封要好，確保不透風(fēng)。尤其是負(fù)壓操作，更應(yīng)該注意卸料鎖風(fēng)裝置的可靠性。易燃易爆粉塵（如煤粉），應(yīng)設(shè)有防爆裝置。防爆裝置的通常做法是在入口管道上加一個(gè)安全防爆閥門。當(dāng)粉塵黏度較小時(shí)，最大允許含塵質(zhì)量濃度與旋風(fēng)筒直徑有關(guān)，即直徑越大，允許含塵質(zhì)量濃度也越大。具體關(guān)系見表1-1表1-1旋風(fēng)除塵器直徑與允許含塵質(zhì)量濃度的關(guān)系旋風(fēng)除塵器直徑/mm8006004002001006040允許含塵質(zhì)量濃度/(g/m3)4003002001506040201.3選型步驟旋風(fēng)除塵器的選型計(jì)

46、算主要包括類型、通體直徑和個(gè)數(shù)的確定。一般步驟和方法如下。除塵系統(tǒng)需要處理的氣體量。當(dāng)氣體溫度較高、含塵量較大時(shí)，其風(fēng)量和密度發(fā)生較大變化，需要進(jìn)行換算。若氣體中蒸汽含量較少時(shí)，應(yīng)考慮水蒸氣的影響。根據(jù)所需處理氣體的含塵質(zhì)量濃度、粉塵性質(zhì)及使用條件等初步的選擇除塵器類型。根據(jù)需要處理的含塵氣體量Q，按下式計(jì)算除塵器的直徑：D=4Q3600up式中D-旋風(fēng)除塵器直徑，m； up-旋風(fēng)除塵器凈空截面平均流速，m/s Q-操作溫度和壓力下的氣體流量，m3/h或根據(jù)需要處理氣量算出旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口氣流速度（一般在1225m/s,最好控制在1823m/s）。有選定的含塵氣體進(jìn)口速度和需要處理的含塵氣體量

47、旋風(fēng)除塵器的入口截面積，再由旋風(fēng)除塵器各部分尺寸比例關(guān)系選出除塵器。當(dāng)氣體含塵質(zhì)量濃度較高，或要求捕集的粉塵粒度較大時(shí)，可選用較小直徑的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)使用。必要時(shí)按給定條件計(jì)算旋風(fēng)除塵器的臨界粒徑和預(yù)期達(dá)到的出塵效率。也可以直接按有關(guān)旋風(fēng)除塵器性能表選取，或?qū)⑿阅軘?shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行核對(duì)。1.4除塵器型號(hào)表示方法編制原則 旋風(fēng)除塵器的型號(hào)，國內(nèi)生產(chǎn)廠家一律采用漢語拼音字母表示。除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)。已成系列規(guī)格的某一型號(hào)除塵器，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字表示除塵器的工作原理和結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)。已成系列規(guī)格的某一型號(hào)除塵器，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字表示除塵器的額定風(fēng)量（以1000m3/h為單位）、直徑尺寸等

48、。型號(hào)結(jié)構(gòu)及含義 在旋風(fēng)除塵器的型號(hào)結(jié)構(gòu)中，第一位字母表示除塵器按除塵院里的分類，如C（X）表示旋風(fēng)除塵器。第二位、第三位字母以表示除塵器的結(jié)構(gòu)形式、工作原理特點(diǎn)為主。個(gè)別情況需要第四位表示不同用途時(shí)，可用斜線隔開，后加第四位。代號(hào)字母舉例結(jié)構(gòu)形式方面：L立式；W臥式；S雙級(jí)；T筒式；C長椎體；P旁路等。工作原理方面：G多管；K擴(kuò)散；Z直流；P平旋。旋風(fēng)除塵器型號(hào)含義舉例CLG(XLG)型立式多管旋風(fēng)除塵器CWG（XWG）臥式多管旋風(fēng)除塵器CLK（XLK）擴(kuò)散式（立式）旋風(fēng)除塵器CLP（XLP）旁路式（立式）旋風(fēng)除塵器CLP/G(XLP/G)型用于鍋爐煙氣的旁路式（立式）旋風(fēng)除塵器旋風(fēng)除塵器的

49、選型通過參考環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊比較XLT型、D型、B型、XLK型等各自的優(yōu)缺點(diǎn)，我組選用XLP型旁路式旋風(fēng)除塵器。1.5 XLP工作原理這是根據(jù)雙漩渦氣流原理設(shè)計(jì)的除塵器。其旁路設(shè)置的原則與B型旋風(fēng)旋風(fēng)除塵器的旁路基本相同。含塵氣體由進(jìn)口切向進(jìn)入，氣流在獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，上、下分開形成雙旋渦運(yùn)動(dòng)，形成上、下兩個(gè)粉塵環(huán)（如圖8 ）。粉塵在雙旋渦分界處產(chǎn)生強(qiáng)烈的分離作用，較粗的粉塵顆粒隨下旋渦氣流分散至外壁，其中部分粉塵由旁路分離室中部進(jìn)口引出，余下的粉塵由向下氣流帶入灰斗。上旋渦氣流對(duì)密度小、顆粒細(xì)的粉塵有聚集作用。對(duì)20m以下粉塵的除塵效率能達(dá)到80%90%。這部分較細(xì)的粉塵顆粒由上旋渦氣流一

50、起進(jìn)入旁路分離室上部出口，經(jīng)回風(fēng)口引入錐體內(nèi)與內(nèi)部氣流匯合，凈化后的氣體由排氣管排出，粉塵進(jìn)入灰斗。圖 8 XLP型旋風(fēng)除塵器原理1灰斗 2筒體外壁 3含塵氣體進(jìn)口 4下粉塵環(huán)5上粉塵環(huán) 6排氣管 7旁路分離室上部進(jìn)口 8雙旋渦分界處9旁路分離室中部進(jìn)口 10回風(fēng)口1.6 XLP結(jié)構(gòu)特點(diǎn)XLP型旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有螺旋形旁路分離室。其進(jìn)口位置比一般旋風(fēng)除塵器低，從而使得除塵器頂部有充分的空間形成上旋渦并形成粉塵環(huán)，從旁路分離室引至錐體部分，這樣使有害于除塵效率的二次氣流，變成能起粉塵集聚作用的上旋渦氣流，從而提高了除塵效率。同時(shí)，把旁路分離室設(shè)計(jì)成螺旋形，使進(jìn)入的含塵氣體切向進(jìn)入錐體，避

51、免擾亂錐體內(nèi)壁氣流，防止再次塵化現(xiàn)象。常用型號(hào)有XLP/A型（呈半螺旋形）和XLP/B型（呈全螺旋形）。我組選用XLP/B型（呈全螺旋形），它具有較小圓錐角的單錐體，錐體較長，能提高除塵效率，但相應(yīng)的壓力損失也較大。2. 選擇旋風(fēng)除塵器的入口風(fēng)速除塵器的入口風(fēng)速一般為1218 m/s ，現(xiàn)對(duì)于XLP/B型除塵器取其入口風(fēng)速為15 m/s 。3. 計(jì)算入口面積A計(jì)算出入口面積A后，由資料可知，根據(jù)表3可以計(jì)算出XLP/B型旋風(fēng)除塵器的其他主要尺寸比例。表3 XLP/B型旋風(fēng)除塵器的主要尺寸比例項(xiàng)目入口寬度入口高度筒體直徑排出管徑筒長錐長排灰口直徑數(shù)據(jù)4. 入口高度b、寬度a的計(jì)算由上表3可知，入

52、口高度和寬度計(jì)算如下：5. 計(jì)算旋風(fēng)除塵器的筒體直徑由上表3可知，筒體直徑計(jì)算如下：6. 按所選擇型式的尺寸比計(jì)算旋風(fēng)除塵器各部分尺寸根據(jù)實(shí)際所需桶徑數(shù)據(jù)，在XLP/B型旋風(fēng)除塵器的選型表中選取XLP/B-7.0型，其主要型號(hào)參數(shù)如下表4：表4 XLP/B-8.2型旋風(fēng)除塵器的主要尺寸比例（單位：mm）項(xiàng)目桶徑出口直徑總長度錐體長度桶長出口深度進(jìn)口高度進(jìn)口寬度符號(hào)數(shù)據(jù)700420325019231257480420210六、 旋風(fēng)除塵器的核算1. 除塵效率核算圓柱面交界半徑：排氣管下錐體高度：速度系數(shù)：進(jìn)氣速度：軸向速度：切向速度：空氣粘度：時(shí)，分割粒徑：分級(jí)效率：根據(jù)下列公式，利用鏈條爐中顆

53、粒的粒徑分布數(shù)據(jù)分別得出不同粒徑下的分級(jí)效率。總除塵效率：根據(jù)不同粒徑下的分級(jí)效率，運(yùn)用以下公式得出其總除塵效率，如下表5，為96.59% > 95%的目標(biāo)效率，設(shè)計(jì)符合要求。表5 旋風(fēng)除塵器除塵效率計(jì)算表分級(jí)粒徑/m<1010-20 20-4444-7474-149>149頻率/%7810131943分級(jí)效率/%75.683.894.798.799.899.96總除塵效率/%5.2926.7049.4712.83118.96242.983合計(jì)效率96.24%2. 壓力損失計(jì)算壓力損失系數(shù)：壓力損失：七、 煙囪設(shè)計(jì)計(jì)算1. 管徑計(jì)算由于鍋爐出來的是煤粉塵，取，此時(shí)管徑為：式中 工況下管內(nèi)煙氣流量， 煙氣流速，管徑計(jì)算出以后，要進(jìn)行圓整6。管徑圓整的原則是選用與計(jì)算管徑相近的標(biāo)準(zhǔn)管徑，擬采用DN1300管7，熱軋無縫鋼管，管壁厚度為10mm。此時(shí)實(shí)際流速為：2. 煙囪的設(shè)計(jì)（1）煙囪高度的確定首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐總的蒸發(fā)量，然后根