脈沖布袋除塵器的應用改進

楊 多，胡 濤，夏恩庚，曹慶偉，李長峰

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

唐山三友化工股份有限公司純堿分公司成品車間負責純堿的運輸、篩分、破碎、存儲、包裝及碼垛，運輸、篩分、破碎系統使用的皮帶、刮板、滾筒篩、重錘式破碎機等設備需要保持微負壓，存儲用料倉、包裝用包裝機需對純堿流動過程中的粉塵進行吸附，以上工序全部使用脈沖式布袋除塵器進行吸附除塵。為進一步確保生產穩定高效，杜絕現場揚塵，除塵器停車檢修其相應除塵設備停止運行，對生產的穩定運行造成一定困擾，解決除塵器高效運行、規避停車檢修、提高使用周期、進一步降低除塵器故障率，排查故障點，通過技術改造提高使用周期成為勢在必行的任務。

1 脈沖布袋除塵器介紹

我公司所用脈沖布袋除塵器風量根據實際除塵需求，處理風量均在5 000～22 000 m3/h，入口堿塵溫度在70～80 ℃，入口堿塵濃度均在100 g/ m3，除塵效率能夠達到99%。通過脈沖布袋除塵器處理后，排出口堿塵濃度在10 mg/m3，滿足排放口含塵要求。除塵所用濾袋為滌綸針刺尼三防濾袋(防水、防油、 防靜電)，骨架為鐵質有機硅噴涂；除塵箱體為Q235A，厚度根據需要在δ=4～6 mm之間，卸灰閥為單層重錘式(有密閉需求可以考慮雙層重錘式)。

過濾原理：脈沖布袋除塵器是應用于濾料過濾原理的一種除塵設備，當含有堿塵的氣體通過除塵管道進入箱體后，通過各分室的除塵布袋進行過濾，含有堿塵的氣體被布袋截流在布袋表面，此部分截流過濾主要有兩個原理，一種是布袋濾料本身對含有堿塵氣體的截流，一種是吸附在布袋表面的堿塵通過長時間的附著，也起到截流含塵氣體的作用，經過一定時間的使用，布袋表面附著的堿塵所起作用，要超過布袋本身對氣流的截流作用。過濾后的氣體經濾袋口進入上箱體后，再由出風口排出，排除氣體含塵量在10 mg/m3。

清灰原理：隨著布袋長時間的吸附、過濾，這時就要啟動脈沖清灰裝置，對吸附在布袋外表面的堿塵進行處理，避免除塵設備阻力太高，除塵效率下降。首先是單組氣室氣缸帶動反吹大蓋將含塵氣流封閉，電磁閥打開，氣罐內的壓縮空氣通過脈沖閥在極短的時間內沖入單組分室，迅速膨脹，涌入布袋，使布袋膨脹變形產生振動，附著在濾袋外表面上的堿塵，被剝離落入除塵器積灰斗內。然后氣缸帶動反吹大蓋打開氣流通道，此分室清灰完畢，恢復過濾狀態。各除塵器分室通過系統設定時間逐個進行，從第一室清灰開始至下一次清灰開始為一個清灰周期。每個分室清灰周期根據除塵堿量設定時間。

粉塵收集：當含有堿塵的氣體從進風口進入除塵器后，首先碰到箱體進風通道中間的斜隔板，造成氣流方向、速度變化，受慣性作用，使堿塵中大顆粒直接落入灰斗，起到預除塵的作用。其次經過布袋過濾噴吹下來的堿塵也進入灰斗，共同經過絞龍、翻板閥排出。

2 脈沖布袋除塵器故障分析

圖1為原除塵器氣缸和反吹大蓋連接方式。氣缸桿從上側穿過反吹大蓋中間孔洞，再使用螺絲在反吹大蓋下方，將氣缸桿與反吹大蓋 進行固定連接。工作時，氣缸帶動反吹大蓋上下運動，起到打開、封閉箱體的作用。封閉后，脈沖閥打開，使用壓縮空氣進行反吹，反吹完畢后，氣缸帶動大蓋上升，打開箱體通道開始工作。周而復始完成一個工作循環。 通過日常除塵器主要故障原因分析，氣缸桿與大蓋為剛性螺紋連接，氣缸帶動大蓋下降過程中，為確保將氣體流過通道徹底密封，大蓋與箱體需緊密貼合，原使用橡膠圈在頻繁撞擊、壓緊、磨損、腐蝕過程中，經常性脫落，造成大蓋與箱體直接撞擊，導致大蓋與氣缸連接頻繁脫落，雖然調整氣缸緩沖量可以起到一定作用，但實際觀察效果不佳。螺紋連接在頻繁上下撞擊過程中，斷裂或者脫落，而且對氣缸的損害也很嚴重，氣缸、反吹大蓋的更換周期甚至不到半個月，頻繁停車檢修導致被動限產。

圖1 改造前氣缸和反吹大蓋連接方式

3 脈沖布袋除塵器應用改進

為解決上述問題，改變反吹大蓋連接方式，既要保證關閉時反吹大蓋與箱體的貼合密封性，又要確保大蓋下落時有足夠的緩沖彈性，規避硬碰硬的問題。改造后能夠延遲氣缸及反吹大蓋的使用壽命，延長氣缸的更換周期成為難點。期間我們在反吹口增加過緩沖膠皮，在氣缸端部設置彈簧墊，都因為反吹口吸力過大而未能解決問題。經過不斷試驗改進，最終用自制一套緩沖裝置將氣缸桿與反吹大蓋進行連接。

圖2為改造后緩沖裝置的除塵器反吹大蓋與氣缸桿連接結構。我們選用亞德客型氣缸型號為SC100×200，因反吹大蓋較重故選用缸徑100 mm的氣缸，有效行程200 mm方便在氣缸活塞端部螺桿處增加緩沖裝置。此緩沖裝置由導向套、緩沖彈簧和彈簧底座組成。導向套內螺紋與氣缸外螺紋連接，長度50 mm，外徑25 mm剛好至氣缸全部打開；彈簧我們經過多次試驗發現，緩沖彈簧長度需要根據箱體實際高度選用，我公司所用除塵器型號為PPC64，彈簧高度在完全閉合狀態時高度為100～150 mm之間，根據實際高度最終選用冷卷壓縮碳素彈簧，鋼絲直徑2.5 mm，彈簧內徑27.5 mm，變形量10 mm，節距14.2 mm；彈簧底座選用304不銹鋼材質直徑30 mm；反吹大蓋為原除塵器自帶，將中間鉆孔26 mm，目的可使導向套自由穿梭；彈簧安裝在反吹大蓋與彈簧底座之間，如圖2所示。當氣缸桿帶動反吹大蓋關閉時，在接近反吹口時受負壓影響，首先受力的是反吹大蓋，反吹大蓋沿氣缸桿在導向套內做軸向往復運動，反吹大蓋與吸風口閉合，此時彈簧對反吹大蓋產生向上的反作用力，由于慣性存在自然抵消一部分自身重力及氣缸垂直向下的作用力，這樣既起到了緩沖作用又保證了箱體的密封性。

圖2 改造后反吹大蓋與氣缸桿連接方式

4 效果評價

經過此次改造，除塵器運行6個月，反吹大蓋的脫落、氣缸桿的變形、氣缸的損壞類故障無一起發生，極大的提高了除塵器的運行周期，消除了部分脈沖布袋除塵器故障停車檢修對生產穩定運行的影響。現已對我車間13臺脈沖布袋除塵器全部改造完畢。