旋風除塵器的設計計算機械式除塵旋風除塵器的選型設計一、

選型原則旋風除塵器凈化氣體量應與實際需要處理的含塵氣體量一致。選擇旋風除塵器直徑時應盡量小些，

如果要求通過的風量較大，

可采用幾個小直徑的旋風除塵器并聯為宜。旋風除塵器入口風速要保持在12-25m/s之間，過低時除塵效率下降，過高時阻力損失及耗電量均增加，且除塵效率提高不明顯。所選擇的旋風除塵器的阻力損失小，

動力消耗少，

且結構簡單，維護簡便。

旋風除塵器的選型設計旋風除塵器能捕集到的最小粉塵粒子應稍小于被處理氣體中的粉塵粒度。含塵氣體溫度很高時旋風除塵器應設有保溫設施，

以避免水分在其內凝結而影響除塵效果。旋風除塵器的密封性要好，

確保不漏風。氣體中含有易燃易爆粉塵時旋風除塵器應設有防爆裝置二、旋風除塵器的選型①根據含塵濃度、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，合理地選擇旋風除塵器的型號。特別應當指出，鍋爐排煙的特點是煙氣流量大，而且煙氣流量變化也很大。在選用旋風除塵器時，應使煙氣流量的變化與旋風除塵器適宜的煙氣流速相適應，以期在鍋爐工況變動時能取得良好的除塵效果。二、旋風除塵器的選型②根據使用時允許的壓力降確定進口氣速，如果制造廠已提供各種操作溫度下進口氣速與壓力降的關系，則根據工藝條件允許的壓力降就可選定氣速ui。若沒有氣速與壓降的數據，則根據允許的壓力降公式計算進口氣速。

若沒有提供允許的壓力損失數據，一般取進口氣速為12～25m/s。二、旋風除塵器的選型③確定旋風除塵器的進口截面積A，進口寬度B和進口高度H。進口截面積A可由下式計算：

式中：

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

④確定型號由進口截面積A、進口寬度B和高度H確定出筒體直徑，由筒體直徑D確定規格型號。

項目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筒體長度L錐體長度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幾種旋風除塵器的主要尺寸比例

2)旋風除塵器選擇的要求旋風除塵器適用于凈化粒徑大于5μm的塵粒。對細微塵粒，其除塵效率較低，但高效旋風除塵器對細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。旋風除塵器對入口粉塵濃度變化的適應性強，可處理高含塵濃度的氣體。旋風除塵器不適宜用于黏結性強的粉塵，當處理相對濕度較高的含塵氣體時注意避免因結露而造成的黏結。設計或運用時必須采用氣密性好的卸灰裝置或其他防止旋風除塵器底部漏風的措施，以防底部漏風，效率下降。由于風量波動對旋風除塵器的除塵效率和壓力損失影響較大，故旋風除塵器不宜用于氣量波動大的情況。當旋風除塵器內的旋轉氣速較高時，應注意加耐磨襯，防止磨損。在并聯使用旋風除塵器時，要盡可能使每臺除塵器的處理氣量相等。重力沉降機械式除塵常用的煙氣除塵方法任務一機械式除塵原理：利用機械力（重力、離心力和慣性力）的作用使粉塵從氣體中分離并沉降的裝置。它包括重力沉降室、旋風除塵器和慣性除塵器三種。特點：機械式除塵器構造簡單、投資少、動力消耗低，除塵效率一般為40％～90％，是國內常用的除塵設備。在排氣量比較大或除塵要求比較高的情況下，這類設備可作為預處理用，以減輕第二級除塵設備的負荷。

一、重力沉降1、重力沉降室的原理利用重力作用使粉塵自然沉降的一種最古老、最簡單的除塵設備。含塵氣體進入沉降室后，由于氣流通過的過流斷面增大氣體流速大大降低，塵粒依靠自身重力作用而自然沉降，并與氣流分離。沉降室在實際運行時，在室內部加設各種擋塵板，以提高除塵效率。2、結構降塵室設計計算的假設：通過沉降室斷面的水平流速分布均勻，并成層流狀態；在降塵室入口斷面上粉塵分布是均勻的；在氣流流動的方向上，塵粒和氣流具有統一流速。對于stokes粒子，則有：當介質為空氣時，ρp＞＞ρg，則有：降塵室能夠去除的最小顆粒粒徑：有效分離直徑

提高沉降室效率的主要途徑：降低沉降室內氣流速度u；增加沉降室長度L；降低沉降室高度H；

但u過小或L過長，都會使沉降室體積龐大，造成經濟不合理。因此在實際工作中用降低H的辦法較為合適，因此采用多層沉降室是較好的選擇。

重

力

沉

降

室

的

結

構

形

式多層沉降室：使沉降高度減少為原來的1/（n+1），其中n為水平隔板層數

考慮清灰的問題。多層沉降室1.錐形閥；2.清灰孔；3.隔板3.重力沉降室設計時的注意事項1）沉降室內煙氣流速宜取0.4～1.2m/s。

2）沉降室的長寬高尺寸要適宜，若沉降室過高，其上部的塵粒沉降到底部時間較長，煙塵往往未降到底部就被煙氣帶走。流通截面確定后，寬度增加，高度就可以降低，加長沉降室，可以使塵粒充分沉降。3.重力沉降室設計時的注意事項3)沉降室內可合理設置擋板或隔板(采用水平隔板降低沉降室高度形成多層沉降室)，有利于提高除塵效率，為了防止沉積在沉降室底部的塵粒再次被氣流帶走，沉降室也可加設底部水封池或噴霧等措施，以提高除塵效果。4)沉降室一般只能捕集大于50μm的塵粒，而且除塵效率較低。故沉降室一般僅在除塵要求不高或多級除塵中的預處理等場合應用。重力沉降室的優點結構簡單投資少壓力損失小（一般為50～130Pa）維修管理容易缺點體積大效率低,40%～70%僅作為高效除塵器的預除塵裝置，除去較大和較重的粒子（一般為50μm以上）多管式旋風除塵器機械式除塵3)多管式旋風除塵器多管旋風除塵器是由若干個結構和尺寸相同的小型旋風除塵器(又叫旋風子)組合在一個殼體內并聯使用的除塵設備。由于多管旋風除塵器是由多個旋風子組成，因此，處理風量大。而且由于旋風子的直徑較小，除塵效率較高。能夠有效捕集5～10μm的粉塵。旁路式旋風除塵器機械式除塵1）旁路式旋風除塵器旁路式旋風除塵器基本結構入口距頂蓋有一段距離，排出管的插入深度可以較淺，筒體上具有螺旋線形的灰塵隔離室。含塵氣流進入除塵器后形成以排出管下緣為界面的上、下兩股旋轉氣流，并在進口管和頂蓋之間形成一個迅速旋轉的灰環。上部灰環中的塵粒能夠通過設在頂蓋處的入口進入旁路隔離室，然后直接進入下渦旋而得到清除。這不僅提高了除塵總效率，同時也提高了除塵器對不同塵粒濃度的適應性。旁路式旋風除塵器有兩種形式：

XLP/A型呈半螺旋形；XLP/B型呈全螺旋形。旋風除塵器的結構及工作原理機械式除塵二、旋風除塵1、原理利用氣流在旋轉運動中產生的離心力不同來清除氣流中塵粒的設備。具有結構簡單，體積小，維修管理簡單，可耐高溫，制造容易，造價和運行費用較低，對大于10μm的粉塵有較高的凈化效率等優點。在工業生產中得到廣泛的應用。1、旋風除塵器的結構結構進氣管

筒體

錐體排氣管2、旋風除塵器的工作原理

——外旋流：含塵氣體由進口切向進入后，沿筒體內壁由上向下作圓周運動，并有少量氣體沿徑向運動到中心區內，這股由上向下的氣流稱為外旋流。——內旋流：外旋流到錐體頂部后，折轉向上，在中心區域旋轉上升，最后由排氣管排出，這股氣流稱為內旋流。——除塵的主要原理：內旋流與外旋流的旋轉方向相同，在整個流場中起主導作用，氣流作旋轉運動時，塵粒在離心力作用下，被甩向器壁，到達器壁的塵粒，在外旋流的推力和重力的共同作用下，沿器壁落至灰斗中，實現與氣流的分離。1—排氣筒；2—上旋流：3—筒體；4—外旋流；5—內旋流；6—錐體；7—灰斗；8—進氣管旋風除塵器的類型代號機械式除塵3)旋風除塵器的類型代號①編制規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——旋風式，S——濕式，L——過濾式，D——靜電式。

第二、三位字母以表示除塵器的構造、形式特點為主。②代號字母舉例

a．構造類型方面：L——立式，W——臥式，S——雙級，T——筒式，C——長錐體，Z——直錐體，P——旁路。

b．工作原理方面：M——水膜，G——多管，K——擴散。d．國內外常用的旋風除塵器的類型代號：XLT型除塵器：X——旋風、L——立式、T——筒式；

XLK型除塵器：X——旋風、L——立式、K——擴散；

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

旋風除塵器的選型機械式除塵5、旋風除塵器的選型1）旋風除塵器的選型步驟①根據含塵濃度、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，合理地選擇旋風除塵器的型號。特別應當指出，鍋爐排煙的特點是煙氣流量大，而且煙氣流量變化也很大。在選用旋風除塵器時，應使煙氣流量的變化與旋風除塵器適宜的煙氣流速相適應，以期在鍋爐工況變動時能取得良好的除塵效果。5、旋風除塵器的選型②根據使用時允許的壓力降確定進口氣速，如果制造廠已提供各種操作溫度下進口氣速與壓力降的關系，則根據工藝條件允許的壓力降就可選定氣速ui。若沒有氣速與壓降的數據，則根據允許的壓力降公式計算進口氣速。

若沒有提供允許的壓力損失數據，一般取進口氣速為12～25m/s。5、旋風除塵器的選型③確定旋風除塵器的進口截面積A，進口寬度B和進口高度H。進口截面積A可由下式計算：

式中：

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

④確定型號由進口截面積A、進口寬度B和高度H確定出筒體直徑，由筒體直徑D確定規格型號。

項目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筒體長度L錐體長度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幾種旋風除塵器的主要尺寸比例

2)旋風除塵器選擇的要求旋風除塵器適用于凈化粒徑大于5μm的塵粒。對細微塵粒，其除塵效率較低，但高效旋風除塵器對細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。旋風除塵器對入口粉塵濃度變化的適應性強，可處理高含塵濃度的氣體。旋風除塵器不適宜用于黏結性強的粉塵，當處理相對濕度較高的含塵氣體時注意避免因結露而造成的黏結。

2)旋風除塵器選擇的要求設計或運用時必須采用氣密性好的卸灰裝置或其他防止旋風除塵器底部漏風的措施，以防底部漏風，效率下降。由于風量波動對旋風除塵器的除塵效率和壓力損失影響較大，故旋風除塵器不宜用于氣量波動大的情況。當旋風除塵器內的旋轉氣速較高時，應注意加耐磨襯，防止磨損。在并聯使用旋風除塵器時，要盡可能使每臺除塵器的處理氣量相等。

旋風除塵器性能的主要影響因素機械式除塵3、影響旋風除塵器性能的主要因素外旋流中的塵粒同時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，必定有一個臨界粒徑。對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、外旋渦的交界面上旋轉。處于這種狀態的塵粒被分離或進入內旋渦被帶出的可能性各有50％，我們把能夠被旋風除塵器除掉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）除塵器底部的嚴密性5）粉塵的性質6）旋風除塵器尺寸比例變化的影響

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

D是確定旋風除塵器其他各部分尺寸的基礎。2）入口形式

切向進入式

軸向進入式

a.直入切向進入式b.蝸殼切向進入式c.軸向進入式3）排氣口尺寸d

直筒形，插入深度與除塵效率有直接關系。插入過深，效率提高，但阻力增大；插入過淺，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。實驗表明：排氣管插入本體的最佳長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

提高旋風除塵器的入口風速，會使粉塵受到的離心力增大，分割粒徑變小，除塵效率提高。但入口風速過大時，旋風除塵器內的氣流運動過于強烈，會把有些已分離的粉塵重新帶走，除塵效率反而下降。同時，旋風除塵器的阻力也會急劇上升。因此進口速度應控制在12～25m/s為宜。5）除塵器底部的嚴密性旋風除塵器的底部總是處于負壓狀態。如果除塵器的底部不嚴密，從外部漏入的空氣就會把落入灰斗的一部分粉塵重新卷入內旋渦并帶出除塵器，使除塵效率顯著下降。因此保證不漏風是進行正常排塵、維護旋風除塵器高效正常運行的重要條件。收塵量不大的除塵器，可在排塵口下設置固定灰斗，保證一定的灰封，定期排灰。6）粉塵的性質當粉塵的密度和粒徑增大時，除塵器效率明顯提高。

氣體溫度和黏度增大時，除塵器效率下降。7）旋風除塵器尺寸比例變化的影響比例變化性能趨向投資趨向壓力損失效率增大旋風除塵器直徑降低降低提高加長筒體稍有降低提高提高增大入口面積(流量不變)降低降低—增大入口面積(速度不變)提高降低降低加長錐體稍有降低提高提高擴大錐體的排出孔稍有降低提高或降低—縮小錐體的排出孔稍有降低提高或降低—加長排出管伸入器內的長度提高提高或降低提高增大排氣管直徑降低降低提高慣性除塵機械式除塵三、慣性除塵

利用慣性力的作用，使含塵氣體與擋板撞擊或者急劇改變氣流方向，借助塵粒本身的慣性使其與氣流分離的裝置。（1）慣性除塵器的原理當含塵氣流進入裝置后，遇到擋板B1時，氣流改變方向，但較大的粒子由于慣性力作用會保持原有的運動方向，最終撞在擋板上沉入灰斗。

隨氣流一起運動的粒徑比較小的粒子，遇到擋板B2后會發生旋轉，靠離心力作用，更細小的粒子被去除，凈化后氣流從頂部排出。除塵機理：慣性力、離心力和重力共同作用的結果。（2）慣性除塵器的形式、特點和適應范圍慣性除塵器分為碰撞式和回轉式兩種。碰撞式慣性除塵器是在氣流流動的方向上增設擋板，當含塵氣流流經擋板轉變方向時，塵粒借助慣性力撞擊在擋板上，靠重力的作用沿擋板下落進入灰斗。擋板可以是單級，也可以是多級。多級擋板交錯布置，可設置3～6排。在實際工作中多采用多級式，增加撞擊的機會，以提高除塵效率。圖3.13碰撞式慣性除塵器

回轉式慣性除塵器又分為彎管型、百葉窗型和多層隔板塔型三種(圖3.14)。

它主要是讓含塵氣體多次改變運動方向，從而產生慣性力的作用而把粉塵分離出來。圖3.14回轉式慣性除塵器慣性除塵器的特點慣性除塵器結構相對比較簡單，其除塵效率雖然比重力除塵器要高，但由于氣流方向轉變的原因，凈化效率不會很高，因此也多用于一級除塵或高效除塵器的預除塵，用來捕集10～20μm以上的粗塵粒，壓力損失為100～l000Pa。慣性除塵器用于凈化密度和粒徑較大的金屬或礦物粉塵，對于黏結性和纖維性粉塵，易產生堵塞，不宜采用。機械除塵器的安裝、調試與運行管理機械式除塵四、機械式除塵器安裝與調試安裝除塵器前應檢查是否有環保產品合格證，除塵器本體和配件是否齊全，型號、規格、參數是否符合選用要求。檢查設備是否變形、損壞，如有損壞應及時修復后安裝，損壞嚴重要及時更換。檢查安裝現場作業條件是否滿足安裝要求，配齊必要的施工工具，并合理制定好施工計劃。四、機械式除塵器安裝與調試除塵器應嚴格按照設計要求進行安裝。對于大型的旋風除塵器應使用吊車進行安裝。在安裝連接各部分法蘭時，密封墊料應加在螺栓內側以保證密封，為減少煙道的阻力，應盡可能縮短管路的長度和減少彎頭等管件，切忌在除塵器進口處設置彎頭，保證除塵器進口氣流平直均勻。檢查除塵器涂層時，應仔細檢查涂料的光滑性、均勻性和完整性，內壁涂有耐磨涂料的除塵器，切忌敲打除塵器，以免涂層脫落。五、機械式除塵器的運行維護管理

運轉中的機械式除塵器經常因為磨損、腐蝕、漏氣或堵塞，致使除塵效率急劇下降，甚至造成事故。為了使除塵器長期保持良好裝態，必須定期或不定期地對除塵器及附屬設備進行檢查和維護，以延長設備的使用壽命，并保證其運行的穩定性和可靠性。1、穩定運行參數

除塵器入口氣體流速是個關鍵參數。一般常用的入口氣體流速在10～15m/s，氣體含塵濃度高和顆粒粗的粉塵入口速度應選小些，反之可選大些。在實際生產中，由于處理氣體量總會有變動，所以還希望除塵器有較好的操作彈性，彈性范圍是處理氣量在60%～120%內變動，此時除塵器的效率波動不致過大。對沉降室而言，除塵器入口速度降低可以提高除塵效率，但處理氣體流量相應減少。2、防止漏風

除塵器一旦漏風將嚴重影響除塵效率。旋風除塵器灰斗或卸灰閥漏風1％，除塵效率將下降5％；慣性除塵器灰斗或卸灰閥漏風1％，除塵效率將下降10％。重力沉降室入口或出口的漏風對除塵效率的影響并不大