电袋复合除尘器脉冲阀喷吹性能实验分析

杨伟兴

（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）

0 引言

随着社会经济的发展和环境质量要求的提高，我国制定的粉尘排放标准越来越严格。自GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》执行以来，燃煤锅炉排放浓度限制为30 mg/Nm3，地方上对火电厂的排放甚至提出了更严格的限值要求。依靠单一的电除尘技术已难以保证设备的稳定运行和高效排放，通过电除尘技术捕集粗颗粒，布袋过滤拦截细颗粒，1+1＞2的技术集合能更好地达成超低排放的目标。脉冲喷吹系统是常见的应用于袋式除尘器及电袋复合除尘器的清灰技术，脉冲阀作为喷吹系统的核心部件，其性能优劣关系到清灰效率和滤袋的使用寿命等。为了研究脉冲阀的喷吹性能问题，通过在大型脉冲喷吹实验台对国内外各厂商脉冲阀进行实验，对脉冲阀的性能进行了比较分析。

1 实验平台介绍

大型脉冲喷吹实验台（图1）主体长13 m、宽3.4 m、高12 m，是目前国内最大的脉冲喷吹实验台。实验滤袋长度最长可达10 m；喷吹管设计为可调节式，最大行喷吹数量可以在18～35之间自由配备；使用脉冲阀转接头设计，可以在气包使用各种常规脉冲阀，整个实验系统采用喷吹管上设置压力传感器，滤袋上加装加速度传感器，通过计算机采样控制的技术，构成了一整套脉冲喷吹清灰过程从储气罐到滤袋的全程测量系统。通过该实验平台，已进行了脉冲阀、滤袋、喷吹管等相关实验，为喷吹系统的设计、脉冲阀和滤袋的选型提供了积极的参考和依据。

图1 脉冲喷吹实验台整体实拍

2 实验方法

实验将通过脉冲阀的喷吹量、喷吹波形、喷吹管压力分布、滤袋内压力分布等数据对脉冲阀的喷吹性能进行对比研究。对五种较为常用的3寸淹没式脉冲阀[1]进行实验，编号分别为G阀、X阀、D阀、T阀、A阀。在同一位置、同一喷吹管的配置下，通过特制转接头更换安装不同的脉冲阀，在同一喷吹压力、脉冲阀导通时间等实验条件下，通过储气罐、气包及喷吹管上的压力传感器、滤袋上的加速度传感器获得数据，进行数据分析，并以此对比分析脉冲阀的性能。

3 实验结果

3.1 喷吹量

设定喷吹压力为0.3 MPa，设置脉冲阀导通时间为150 ms，固定单行喷吹19条8 m滤袋情况下[2]，采用G阀、X阀、D阀、T阀、A阀进行实验，测得各脉冲阀喷吹量数据如图2所示。

图2 各种脉冲阀的喷吹量

3.2 喷吹波形

设定喷吹压力为0.3 MPa，设置脉冲阀导通时间为150 ms，固定单行喷吹19条8 m滤袋情况下，采用G阀、X阀、D阀、T阀、A阀进行实验，测得各种脉冲阀喷吹管内压力波形如图3所示。

图3 不同3寸脉冲阀喷吹管压力波形图

从图3五种3寸脉冲阀喷吹管压力波形比较可知，各脉冲阀膜片开启速度相当，而膜片关闭速度各异，其中A阀与G阀的膜片最快，T阀膜片最慢。

3.3 喷吹气流在喷吹管内形成的压力分布

采用常用的五种3寸脉冲阀，单行喷吹19条8 m滤袋，喷吹压力为0.3 MPa，脉冲阀导通时间为150 ms。测点布置及喷吹管主要尺寸如图4所示[3]。

图4 喷吹管上压力传感器分布位置

分别对五种脉冲阀进行测试，测试结果如表1所示。

表1 采用不同脉冲阀测试时各测点压力值单位：bar

从表中数据计算得出，采用G阀喷吹时，喷吹管内压力分布首尾压力峰值相差13.58%，采用X阀、D阀、T阀及A阀时，前后相差分别为15.06%、13.25%、7.16%与9.55%。由数据可知，气流从气包流向喷吹管底部的整个过程中，气流压力受喷吹管底部封盘影响逐渐增大，脉冲阀压力峰值越大，首尾峰值相差越大。

3.4 滤袋压力分布

设定喷吹压力为0.3 MPa，设置脉冲阀导通时间为150 ms，采用五种3寸阀、单行喷吹19条8 m滤袋，滤袋材质为PPS+PTFE浸渍，测试滤袋压力分布，测试结果如图5、图6、图7、图8、图9所示。

图5 采用G阀时滤袋上的压力分布情况

图6 采用X阀时滤袋上的压力分布情况

图7 采用D阀时滤袋上的压力分布情况

图8 采用T阀时滤袋上的压力分布情况

图9 采用A阀时滤袋上的压力分布情况

从图中可以看出，五种阀在滤袋上形成的压力分布情况整体趋势是一致的，从滤袋口至下，压力越来越小，直到底部，气体积压，压力略微上升。其中T阀和A阀由于在喷吹管上形成的压力较小，其袋口处压力比其他脉冲阀也小些。另外，由于T阀的开启时间相对长得多，其在滤袋底部积压的压力明显大于其他脉冲阀。

4 结论

根据以上实验结果，对五种脉冲阀喷吹过程中在喷吹量、喷吹管内压力波形、喷吹管内压力分布、滤袋上的压力分布情况四个方面的性能表现总结如下：

（1）T阀的喷吹量最大，从图3可以看出，其喷吹量大是因为开启持续时间长。A阀最小，其他三种阀相差不多。

（2）T阀在喷吹管上形成的压力最低，且压力分布比较均匀，即喷射到滤袋的气量比较均匀。

（3）对于在滤袋上的压力分布，G阀、X阀、D阀相差不多，T阀与A阀袋口处压力比其他三种阀小，T阀的袋底处压力比其他脉冲阀都大，这应该是其开启时间较长、压力积累引起的。

由以上总结可知，脉冲阀开启持续时间影响到了整个过程数据，脉冲阀开启持续时间长，其喷吹量大，在喷吹管上形成的压力峰值小，且喷吹管上各个喷口的压力分布较均匀，即对滤袋的冲击比较均匀，而滤袋上的压力最小峰值相对于其他脉冲阀并没有减小，所以适当增加脉冲阀的开启时间对滤袋整体寿命有一定的益处。