第一篇：3#拦焦车除尘系统应用及改进(编号：294)
3拦焦车除尘系统应用及改进
昆明煤焦化有限公司安宁分公司
王红
摘要：针对3拦焦车除尘系统在使用过程中因密封皮带严重跑偏及其它因素造成除尘效果差的实际情况，分析皮带跑偏原因和影响除尘效果因素，研究改进措施。
关键词：除尘皮带小车 跑偏 滚筒 密封皮带 吸尘罩
##1．前言
近几年来工业生产对环保要求日益提高。为了尽量杜绝工业生产过程中粉尘的二次污染，国内首次引用了国外焦炉生产除尘技术，设计了一整套焦炉生产除尘设备，新增了除尘风机、除尘器、在3#拦焦车架上增加了一套皮带小车式集尘装置，及之间的连接管道—-集尘干管。于2002年4月18日与4#焦炉同步投入使用。其除尘原理是： 3拦焦车接焦时产生的大量烟气及焦末灰尘，经拦焦车导焦栅上方的集尘罩收集，依靠除尘风机强大的吸力导入集尘干管，利用除尘器仓室内的近千条除尘布袋过滤，沉降下来的大量焦灰经刮板机收集，净化后的空气重新排入大气。2002年4月18日除尘系统投入使用，但除尘效果较差，导焦时产生的烟气和焦末灰尘得不到很好的除尘。另外，密封皮带严重跑偏，多次造成皮带边缘打折出现裂痕而撕损。为了避免皮带跑偏，几乎每班要3-4次组织10多人到除尘皮带上调整皮带，严重制约了高水平，安全稳定的生产。针对除尘效果差和皮带跑偏问题，认真进行了分析，并提出了改进措施。#2．除尘皮带小车构造简图（图1）
上 滚 筒 组（2 只）密 封 皮 带吸 尘 罩腰 鼓 形 调 心 滚 筒调 节 拉 杆走 行 轮下 滚 筒 组（2 只）中 滚 筒 组（2 只）腰 鼓 形 调 心 滚 筒皮 带 密 封 集 尘 干 管耐 磨 胶 板图 1
3．影响除尘效果因素分析
自2002年4月3拦焦车除尘系统投入使用开始，效果一直不佳，在除尘过程中，系统噪声较大，导焦时产生的烟气会从导焦栅外部的风罩边缘逸出。经认真观察分析，影响除尘效果的主要原因为：第一，吸尘罩与集尘干管上平面接触不严，系统运行过程中有大量空气灌入，造成系统吸力减小，影响集尘；第二，下滚筒组（2只）轴承座位置偏高，滚筒组中心距偏大，此部位的密封皮带距集尘干管上平面、吸尘罩边缘间隙过大，影响除尘效果。#3．1 吸尘罩与集尘干管上平面密封不严
原来的吸尘罩在除尘皮带小车上的结构见图2：
吸尘罩调 节 拉 杆走 行 轮皮带密封集尘干管耐磨胶板图 2
如图2所示，吸尘罩通过两边的调节拉杆焊接在除尘皮带小车架上，成固定的悬挂状态。集尘干管在制作安装过程中，因长度较长（L=100米），整体的平面度及直线度难以保证，在集尘干管的延长线上时高时低，吸尘罩在随除尘皮带小车移动的过程中，其下端口与集尘干管上平面的接触间隙B有时为零（密封较好），有时较大Bmax=35mm（密封不严）,此时，大量空气从缝隙灌入，产生很大的噪声，减小了干管内的吸力，直接影响除尘效果。
3．2 密封皮带在下滚筒部位与吸尘罩间隙过大
轴承密 封皮 带 轴承座下移20向（焦侧端）--（调整为5270）（外端）耐 磨（焦侧端）（外端）
见图3，下滚筒组
集 尘 干 管（焦侧端）--（调整为4960）（外端）--（调整为4963）与吸尘罩边缘图4-1 所标注尺寸为滚筒与滚筒之中心距的间隙B=60mm，与集尘干管上平面的高度H=45mm。在吸尘过程中，大量空气会从缝串入，影响了导焦时烟气及灰尘的畅通吸入，同样影响了除尘效果。
4．密封皮带跑偏原因分析
4.1 滚筒与滚筒中心距存在偏差，造成密封皮带跑偏
除尘皮带小车的密封皮带仅用于对皮带密封集尘干管上部的密封，其作用虽不同于运输皮带（输送物料），但对滚筒安装的精度要求同样比较高。在除尘皮带小车的安装调试过程中，滚筒的对中及水平度未达到设计标准，经测量，三组滚筒两端的中心距偏差分别为12mm、0、15mm、可见，滚筒轴线与集尘干管延长线不垂直。
见图4-1，在除尘皮带小车移动的过程中，各滚筒产生了不同轴向上的转动，致使密封皮带在滚筒轴向上产生忽左忽右的偏移。
图4-1 所标注尺寸为滚筒与滚筒之中心距
在图4-2中，我们将中心距存在偏差的滚筒单独拿出来分析其受力。中心距大的一端，密封皮带线长度L1要比中心距小的一端皮带线长度L2大，随着皮带小车的移动，密封皮带在滚筒上的轴向位置，是由皮带紧端向松驰端逐渐偏移。具体分析皮带受力情况：密封皮带在滚筒上左松右紧，滚筒对皮带的反作用力F1＜F2,分别作两力的水平分力和垂直分力，F1=F1×Sinα,F1=F1×Cosα,F2=F2×Sinα,F2=F2×Cosα, F1 的水平力 F1′ ＜
2′
〝
′
〝
F的水平力F2，由此可知，在皮带小车运行的过程中，密封皮带逐渐由右向左偏移。′
向（焦侧端）--（调整为5270）集尘干管图4-1.1
集尘干管延长线滚 筒 中 心 线滚 筒 轴 线图4-2 受力分析
4.2 滚筒的不水平会造成密封皮带跑偏
两组滚筒水平测量值见图5-
1、图5-2，皮带受力情况分析同图4-2所示：
靠焦炉靠外侧腰鼓形调心滚筒（2只）集 尘 干 管图 5-1 东面滚筒水平测量值
（调整为1415）（调为1418）
靠焦炉靠外侧腰鼓形调心滚筒（2只）集 尘 干 管图 5-2 西面滚筒水平测量值调 节 拉 杆吸尘罩皮带密封集尘干管图 6
4.3 滚筒外圆表面是圆柱形的，无向心力约束，使密封皮带跑偏
因滚筒为圆柱形筒体，对皮带无向心力作用，随着皮带小车的移动，密封皮带容易往受力小的方向跑
（调整为1360）走 行 轮（调为1364）
偏。
4.4 配重的大小，决定了密封皮带张紧力的大小
配重过重，密封皮带受力大，会加剧破损边缘撕裂到断裂，也会增加传动部件（减速机，电机）等的负荷。配重过小，皮带张紧力低于规定值，同样会引起皮带跑偏。
5．改进措施
针对以上提出的几种原因，制定了对应的整改措施，并进行了实施 5．1 改变吸尘罩的固定方式，如图6所示
改变调节拉杆位置，将调节拉杆一端固定在吸尘罩壳体，另一端固定在走行轮架上，吸尘罩直接落在集尘干管上，间隙B=0,此时密封较好，并通过调节拉杆来保证吸尘罩在集尘干管的中心位置。
5．2 降低下滚筒轴承座的标高、缩小其中心距
调整2只下滚筒轴承座，加垫片（δ=20mm）滚筒下移20mm，另外，将轴承座往内移25mm，如图3所注尺寸。减小了皮带与吸尘罩边缘、集尘干管上平面的配合间隙，起到了很好的密封，改善了除尘效果。
5．3 调整滚筒与滚筒之间的中心距
如图4-1括号内所标注的尺寸，调整后滚筒中心距最大偏差为4mm,由图4-2可看出，滚筒中心线与集尘干管延长线夹角a趋于零，皮带所受力F1-F2 也将趋于零，两水平力 F1-F2同样也趋于零，遏止了皮带跑偏现象。
′
′5．4 调整各滚筒的水平
如图5-1和图5-2括号内所标注的尺寸，调整后滚筒水平值最大偏差为4mm,分析情况同5.3条
5．5 增加腰鼓形调心滚筒
如图5-1及图5-2所示，在东西两侧对应的位置增加一组腰鼓形的调心滚筒，（见图7），该腰鼓形的调心滚筒起到对皮带小副度范围内调心作用，防止皮带在滚筒上轴向串动，在很大程度上减少了皮带跑偏现象。
5．6 减少配重重量
密封皮带原来的配重为2328Kg，经过不断摸索，调整到现在的1746Kg。
6．改进后效果
通过以上对皮带跑偏原因及影响除尘因素的认真分析，在实施各项措施后，3拦焦车密封皮带跑偏现象已基本消除，对导焦时产生的烟气和焦末粉尘处理比较彻底，收到了预期效果，除尘皮带小车得到了很好应用。另外，原来每班调整皮带3-4次，现在每天最多调整1次，在很大程度上减少了人力，提高了工作效率，延长了设备的使用周期，为高水平的安全稳定生产提供了保障。
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第二篇：粉碎机除尘系统的改进措施
粉碎机除尘系统的改进措施
倪宁峰 陶文斌（山西焦化股份有限公司，洪洞041606)
我公司焦化厂58-Ⅱ型焦炉年产焦炭60万吨，每年的用煤量约80万吨。转运站和粉碎机都会产生大量粉尘，工作环境恶劣，虽然在粉碎机岗位安装了反吹布袋除尘器，但存在一些问题，有待改进。粉碎机除尘系统存在的问题
除尘器对粉碎机的粉尘起到了控制作用，但经过多年的运行，仍存在以下问
题。
(1)集尘罩在除尘风管附近为负压，能够达到满意的收集效果，但远离除尘
风管处的效果不佳。
(2)在粉碎机高速锤头的旋转作用下，整个腔体为正压，并影响到除尘罩压
力。
(3)除尘罩内靠近风管的位置，负压较大，除尘灰中大于100μm的尘量占
总尘量的35%。除尘系统的改造
若改造除尘风机，必须更换除尘器的电机和吸风管道，投资较大。还因改造后风机的风量和风压增大，导致运行能耗高，增加了操作费用，故该方案不可取。
为此，我们采取了降低和平衡除尘罩内压力的方式。即在两台粉碎机的进料连接部位的两侧增加了两条风管，使高速旋转的锤头产生的气流在两台粉碎机（一开一备）内形成循环风，大大降低了粉碎机腔体内的压力，从而也降低了除尘罩内的压力。通过提升吸尘管、增高除尘风罩，使除尘风罩内压力相对平衡，详见图1。
图1 除尘器改造部分示意图 改造效果与建议
改造后，除尘罩内部形成了负压，且整个除尘罩内的压力均衡。减轻了吸尘管道和除尘布袋因煤尘颗粒偏大所造成的堵塞现象，降低了工人疏通吸尘管的工作量。减少了除尘罩周围煤尘的逸散，使粉尘浓度达到了尘毒标准。
改造后，处理风量为7977m3/h，过滤风速为1.1 m3/(min · m2)，略高于最佳过滤风速0.6～0.9 m3/(min · m2)。建议改变阀门开度，调节管道阻力以降低风量，从而提高除尘效率。现除尘器漏风率还偏大，需对除尘器系统的设备和
管道等进行检漏，并加以密封。
第三篇：混凝土搅拌站除尘系统的分析与改进
新洁环保对利勃海尔混凝土搅拌站除尘系统的分析与改进
随着我国经济建设的飞速发展，商品混凝土搅拌站也如雨后春笋般纷纷建立起来，与此同时由于搅拌站生
产时产生的粉尘污染问题也日益引起相关部门的重视，在环保问题越来越受到重视的今天，如何消除搅拌 站的粉尘污染问题已
随着我国经济建设的飞速发展，商品混凝土搅拌站也如雨后春笋般纷纷建立起来，与此
同时由于搅拌站生产时产生的粉尘污染问题也日益引起相关部门的重视，在环保问题越来越
受到重视的今天，如何消除搅拌站的粉尘污染问题已经摆在了我们面前。下面本文着重就利
勃海尔皮带上料式混凝土搅拌站对粉尘的处理方式进行分析，并针对实际应用过程中出现的
问题进行了适当改进。
1、粉尘来源及解决方法
混凝土搅拌站在生产过程中所产生的粉尘主要有三个方面：（1）骨料在称量、输送过程中产生的扬尘；（2）骨料和粉料在投料时产生的大量粉尘；（3）粉料仓在往仓内打料时产生的泄漏粉尘等。以上几种产生粉尘污染的情况中，第一种和第三种情况产生的粉尘污染不是很严重，并且已
有相应比较有效的解决方法，所以在此不再讨论；而第二种情况下产生的粉尘最为严重，而
且粉尘产生所处的部位均为搅拌站关键设备所在部位，所以本篇主要以此处的除尘设计为 主。
2、LIEBHERR MPS-II 控制系统的除尘设计
利勃海尔斜皮带上料式搅拌站的除尘系统如图 1 所示，K1 至K6 为电控蝶阀，左边为
图 1 搅拌机除尘系统示意图
骨料进料中间斗，中间为振动式主动除尘器，右边为粉料计量秤，中间斗、除尘器以及粉
料秤分别通过蝶阀K6、K1、K4 与搅拌机相通，粉料秤与除尘器直接相通，而中间斗则通
过蝶阀K2 与除尘器相通。搅拌机除尘器为振动式主动除尘器，其抽风电机功率为2.2KW，振
图2 搅拌机除尘系统逻辑图
动电机功率为 0.18KW，抽风出口带流量调节装置，可根据实际情况进行调节。整个搅拌机
除尘系统由PLC 来进行控制，其逻辑关系如图2 所示：当搅拌机开始工作时，蝶阀K1 会同
时打开，除尘器的振动电机会首先工作大约10 秒钟，将除尘器中收集的灰尘投放到搅拌机
中；振动电机停止工作后，抽风机开始运转，此时K5 打开，可以投放粉料进搅拌机；当斜
皮带往中间斗装料时，K1 关闭，K2 打开，除尘器对中间斗进行抽风除尘；当K6 打开，中
间斗卸料至搅拌机时，K2 和K4 关闭，K1 打开，除尘器对搅拌机除尘；当K5 关闭，水泥秤
卸空的时候，K1 和K6 关闭，K2 和K4 打开，搅拌机开始搅拌；如果不是最后一拌，则重复
循环以上程序；如果是最后一拌，则搅拌机卸料的同时，K1 打开，振动器工作10 秒钟；如
果不继续生产的话，则搅拌机停机，抽风机工作一定时间后停机。
以上控制程序是 LIEBHERR 进口控制系统的原始程序，在欧洲各国的实际运行中取得了很好 的除尘效果，但是在我国的实际运行过程中，由于原料品质和运行状况等原因，效果并不是
非常理想。主要表现在以下几点：
（1）、粉料投料时，如果K1 关闭，则粉料秤中形成负压，不利于粉料的卸料；如果此时
K1 是打开的，则卸下的粉料有可能会被除尘器大量的吸走，不但会引起粉料的缺失，也会
对除尘器的寿命造成影响；
（2）、粉料秤在计量过程中，抽风机的工作会产生抽吸作用，导致粉料秤的计量不准确，影响到混凝土的质量；
3、XLC MPS-II 控制系统的除尘设计
针对LIEBHERR MPS-II 控制系统中除尘控制中出现的问题，我们进行了具体的改进性设计，并以此为基础在XLC MPS-II 控制系统中设计出了满足目前使用要求的除尘方案。
如图 3 所示，在除尘系统的结构上主要做了如下改进：
（1）、将中间斗与除尘器之间的碟阀取消，改为两者直通连接；
（2）、由于粉料称是密闭桶仓，在粉料进料称量过程中并没有大量粉尘产生，因此只保留
了出气弯管用于平衡气压，而不再与除尘器相连；（3）、取消了搅拌机盖上部的观察孔；
（4）、采用了WAM 的气流反吹式主动除尘器，减化了电气控制回路，也降低了由于振动
电机所带来的危害，延长了使用寿命，同时稳定性也得到了提高。图 3 改进后搅拌机除尘系统示意图
改进后搅拌机除尘系统的控制逻辑关系可以概括如下：
（1）当搅拌机运转并且水泥卸料门K5 关闭时，抽风机运转；
（2）当中间斗卸料门K6 打开或者粉料卸料门K5 打开时，除尘器蝶阀K1 打开；
（3）当搅拌机卸料门打开时，除尘器开始气流反吹，将灰尘吹下。
同时，为了操作方便，在操作台上针对中间斗另外上设置手动控制按钮，此按钮功能是这样 的：当中间斗卸料门打开时，按下按钮，则中间斗振动电机启动，以利于骨料卸料；当中间
斗卸料门关闭时，按下按钮，则抽风机运转，进行手动收尘。图4 改进后搅拌机除尘系统逻辑图
改进后具体的控制逻辑图如图 4 所示。改进后的搅拌机除尘系统在实践中经过多次使用后，发现由于抽风机的抽吸作用产生负压而影响粉料秤计量的问题得到了解决；而且由于水泥卸
料时K1 是关闭的，所以也不会发生将水泥吸到除尘器中的现象发生；由于搅拌作业时K1 也是关闭的，所以搅拌过程中产生的水蒸气也不会被吸到除尘器中使粉尘发生干结，因而不
会对粉尘的吹落产生影响。以上针对LIEBHERR 搅拌站除尘系统的改进设计，不但解决了实
际使用中影响混凝土质量的问题，而且简化了控制逻辑，提高了除尘效率，在实际使用过程
中取得了良好的除尘效果，达到了设计和使用要求。__
第四篇：旋风除尘器除尘效率的提高及改进
旋风除尘器效率的提升和改进
论旋风除尘器除尘效率提升及改进
Theory of dust cyclone dust removal efficiency improvement and improvement
作者：赵德政
摘要：在旋风除尘器筒体中部，安装筒状钢板网整理稳固气流流型，主要不是过滤作用，重点是整理涡旋流型、延长筒体、增加旋转时间提高除尘效率。
Abstract: in the dust cyclone central cylinder, installation tubular steel nets tidy stable airflow pattern, not filter function, the key is to finishing vortex flow type and prolong barrel, increase rotation time to improve the dust removal efficiency.关键字：旋风除尘 网状装置 整理流型 提高效率
Key word: cyclone dust、reticular device、arrangement flow type、improve efficiency 引言
旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种型式。普通旋风除尘器由简体、锥体和进、排气管等组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从业体重分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5～2500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。大多用来去除.3μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有80～85%的除尘效率。旋风 旋风除尘器效率的提升和改进
除尘器结构简单、体积小、使用维修方便在通风除尘工程中广泛应用。
一、旋风除尘器除尘效率的因素分析
1)旋风除尘器内气流与尘粒的运动
普通的旋风除尘器是由筒体、锥体、和排出管三部分组成，如图。含尘气流由切线进入除尘器后，延外壁由上向下作旋转运动，这股向下旋转的气流为外旋流。外旋流到达锥体底部后，转而向上，延轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上的气流称为内涡旋。向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的。气流作旋转运动时尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动。到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，延壁而落入灰斗。
气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力发生下降。一部分气流会带着细小的尘粒延外壁转向上，达到顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，从排出管排出。这股旋转气流称为上涡旋。
实际旋风除尘器的气流是很复杂的，除了切向和轴向的运动外，还有径向的运动，外涡旋的径向速度是向心的，内涡旋的径向速度是向外的。
2)切向速度和径向速度
涡旋的切向速度是随半径的减小尔增加，内涡旋的切向速度是随半径的减小而减小，径向速度沿高度的分布是不均匀的，上部大下部小。
外涡旋气流的向心运动对尘粒的分离是不利的，有些细小的尘粒会在向心气流的带动下进入内涡旋，然后从排出管排出。
3)旋风除尘器的计算
外涡旋内的尘粒在径向受到的力 = 惯性离心力 + 向心运动的气流对尘粒的作用力
如果惯性离心力大于向心运动的气流对尘粒的作用力，尘粒在惯性离心力的作用下向外壁移动;如果惯性离心力小于向心运动的气流对尘粒的作用力，尘粒在向心气流的推动下进入内涡旋，最后排出除尘器。
二、影响旋风除尘器性能的因素 1 除尘器结构
旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。3.1.1 进气口
旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘 旋风除尘器效率的提升和改进 的分离。圆筒体直径和高度
圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，简体直径D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若简体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸；筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力，因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。3 排气管
排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直径必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排风管排出，有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大；若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。4 排灰口
排灰口的大小与结构对除尘效率有直接的影响，增大排灰口直径对提高除尘效率效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘的重新扬起。5操作工艺参数
在旋风除尘器尺寸和结构定型的情况下，其除尘效率关键在于运行因素的影响。6 流速
旋风除尘器是利用离心力来除尘的，离心力愈大，除尘效果愈好。旋转的路程越长效率越高。7粉尘的状况
粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。处于旋风除尘器外旋流的 旋风除尘器效率的提升和改进
粉尘，在径向同时受到两种力的作用，一是由旋转气流的切向速度所产生的离心力，使粉尘受到向外的推移作用；另一个是由旋转气流的径向速度所产生的向心力，使粉尘受到向内的推移作用。在内、外旋流的交界面上，如果切向速度产生的离心力大于径向速度产生的向心力，则粉尘在惯性离心力的推动下向外壁移动，从而被分离出来；如果切向速度产生的离心力小于径向速度产生的向心力，则粉尘在向心力的推动下进入内旋流，最后经排风管排出。如果切向速度产生的离心力等于径向速度产生的向心力，即作用在粉尘颗粒上的外力等于零，从理论上讲，粉尘应在交界面上不停地旋转。
旋风除尘器捕集下来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大。当粉尘的粒径和切向速度愈大，径向速度和排风管的直径愈小时，除尘效果愈好。
三、除尘器结构改进
由于除尘器中间深入的侯部3采用钢板风管，喉部的长短影响除尘器的效率，太短了没有流型太长了就会将尘粒从出口吹出风道，反而启不到除尘的作用。鉴于此原因同时又为了更好的组织空气进入除尘器中的流型保证较高的离心力，因此可设想在旋风除尘器中间的喉管延伸处4采用钢板网制作形成一个有过滤作用的假想的圆柱喉管，这样既方便施工和工业制作，又有较好的流型和流道可很好的提高旋风除尘器的整体效率，对锅炉除尘等旋风除尘设备是个较好的改进，中间的钢板网密度和网孔目数要根据粉尘大小和湿度情况进行实验后确定。同时钢板网的进伸长度要以不阻挡风量为准。同时由于在中间设置网状主体保证了气流的稳定性，还可延长旋风除尘器的5筒体长度，是尘粒在筒内的行程更加延长，这样就可大大提高除尘器的效率。还可以减少二次扬尘，而且使高速旋转的上、下灰环消失，提高了除尘效率。
四、改进的旋风除尘装置工业意义和对环保节能降耗的影响 旋风除尘器效率的提升和改进
1)2)3)4)设备改动小易实现成本低。
工业应用广泛，产生的社会和环保效益显著。
减少下级湿式和布袋的除尘量，降低风机耗电量。现阶段节能降耗的重大突破。
五、结语
如何提高旋风除尘器除尘效率是当前粮食行业需要解决的一个重要课题。研究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。这里设想的装置还需在网格的密度，网格的外观形状上做相应实验，以便在行业里广泛使用。由于旋风除尘器内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要我们进行全面分析，综合考虑，特别是在控制气流流型上寻求最优设计方案和运行管理方法。当前，旋风除尘器许多理论还待研究和探讨，尽管如此，旋风除尘器仍以其结构简单、体积小、制造维修方便、除尘效率较为理想等优点，成为目前粮食企业主要除尘设备之一。随着对旋风除尘器认识的进一步的深入和完善，它必将在粮食行业除尘中发挥更大的作用。
第五篇：旋风除尘器除尘效率的分析及改进
旋风除尘器
旋风式除尘器的组成及内部气流
简介
旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种型式。按其流进入方式，可分为切向进入式和轴向进入式两类。在相同压力损失下，后者能处理的气体约为前者的3倍，且气流分布均匀。普通旋风除尘器由简体、锥体和进、排气管等组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从业体重分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5～2500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。大多用来去除.3μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有80～85%的除尘效率。选用耐高温、耐磨蚀和服饰的特种金属或陶瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000℃，压力达500×105Pa的条件下操作。从技术、经济诸方面考虑旋风除尘器压力损失控制范围一般为500～2000Pa。
行业标准
AQ 1022-2006 煤矿用袋式除尘器
DL/T 514-2004 电除尘器
JB/T 10341-2002 滤筒式除尘器
JB/T 20108-2007 药用脉冲式布袋除尘器
JB/T 6409-2008 煤气用湿式电除尘器
JB/T 7670-1995 管式电除尘器
JB/T 8533-1997 回转反吹类袋式除尘器
JB/T 9054-2000 离心式除尘器
MT 159-1995 矿用除尘器
JC/T 819-2007 水泥工业用CXBC系列袋式除尘器
JC 837-1998 建材工业用分室反吹风袋式除尘器
特点
按照前面轴向速度对流通面积积分的方法，一并计算常规旋风除尘器安装了不同类型减阻杆后下降流量的变化，并将各种情况下不同断面处下降流量占除尘器总处理流量的百分比绘入，为表明上、下行流区过流量的平均值即下降流量与实际上、下地流区过流量差别的大小。可看出各模型的短路流量及下降流量沿除尘器高度的变化。与常规旋风除尘器相比，安装全长减阻杆1#和4#后使短路流量增加但安装非全长减阻杆H1和H2后使短路流量减少。安装1#和4#后下降流量沿流程的变化规律与常规旋风除尘器基本相同，呈线性分布，三条线近科平行下降。但安装H1和H2后，分布呈折线而不是直线，其拐点恰是减阻杆从下向上插入所伸到的断面位置。由此还可以看到，非全长减阻杆使得其伸至断面以上各断面的下降流量增加，下降流量比常规除尘器还大，但接触减阻杆后，下降流量减少很快，至锥体底部达到或低于常规除尘器的量值。
短路流量的减少可提高除尘效率，增大断面的下降流量，又能使含尘空气在除尘器内的停留时间增长，为粉尘创造了更多的分离机会。因此，非全长减阻杆虽然减阻效果不如全长减阻杆，但更有利于提高旋风除尘器的除尘效率。常规旋风除尘器排气芯管入口断面附近存在高达24%的短路流量，这将严重影响整体除尘效果。如何减少这部分短路流量，将是提高效率的一个研究方向。非全长减阻杆减阻效果虽然不如全长减阻杆好，但由于其减小了常规旋风除尘器的短路流量及使断面下降流量增加、使旋风除尘器的除尘效率提高，将更具实际意义。
影响旋风除尘器除尘效率的因素分析
分析了旋风除尘器中流体流动状态及除尘效果影响因素，包括除尘器的结构、进气口、圆筒体直径和高度、排气管、排灰口及操作工艺参数。此外流速粉尘状况、气流运行也对除尘效果有影响，并提出了提高旋风除尘器除尘效率的改进措施。
旋风除尘器是利用含尘气流作旋转运动产生的离心力将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置。旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、没有运动部件、造价便宜、除尘效率较高、维护管理方便以及适用面宽的特点，对于收集5～10 μm 以上的尘粒，其除尘效率可达90%左右。广泛用于工业炉窑烟气除尘和工厂通风除尘，工业气力输送系统气固两相离与物料气力烘干回收等。此外，旋风器亦可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，能与其他类型高效除尘器串联使用。旋风除尘器在粮食行业也得到了广泛的应用，如原料输送、加工、包装等生产环节的除尘。然而，许多粮食企业的旋风除尘器运行效率并不高，排放指标未到达设计要求，研究和探讨旋风除尘器除尘效率影响因素，对提高其除尘效率具有重要的现实意义。1 结构与原理
旋风除尘器按气流进气方式分为切流反转式、轴流反转式、直流式等。粮食行业除尘所使用的主要是切流反转式旋风器。含尘气体通过进口起旋器产生旋转气流，进人旋风除尘器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转。气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的作用下移向外壁，在气流和重力共同作用下沿壁面落人灰斗，去除了粉尘的气体汇向轴心区域由排气芯管排出。
旋风除尘器的性能通常以其处理量、效率、阻力降3个主要技术指标来表示。处理量系指除尘装置在单位时间内所能处理的含尘气体量，它取决于装置的型式和结构尺寸；效率是除尘装置除去的粉尘量与未经除尘前含尘气体中所含粉尘量的百分比；阻力降有时称压力降，它代表含尘气体经过除尘装置所消耗能量大小的一个主要指标。压力损失大的除尘装置，在工作时能量消耗就大，运转费用高。2 流体流动状态分析
旋风除尘器的气流是由切向、径向及轴向构成的复杂紊流状态。其中，切向速度在内、外旋流中方向一致，并且向外，其大小不同。切向速度在内旋流中随筒体半径的减小而减小，在外旋流中随筒体半径的减小而增加，在内、外旋流的交界面处达到最大值。切向分速度使粉尘颗粒在径向方向加速度的作用下产生由内向外的离心沉降速度，从而把粉尘颗粒推到圆筒壁而被分离。径向速度和轴向速度较小，但在内外旋流中的方向不一致。径向速度在内旋流中方向朝外，在外旋流中方向朝内，在内、外旋流的交界面处形成一个假想的圆柱面。径向分速度使得粉尘颗粒在半径方向由外向内推到中心部涡核而随上升气流排离旋风除尘器，形成了旋风分离器的主流，使得旋风除尘器中气固相物质的较好分离。径向分速度的存在也导致了内旋气流在上升过程中流动状态的极度混乱，湍动剧烈形成大量旋涡，把在沉降段(圆筒部份)已和气体分离的尘粒重新又搅拌起来，而此时尘粒恰恰又作径向运动(负沉降)，它们自动地跑到旋涡里来，形成部分尘粒被气体一起排离旋风除尘器的二次扬尘现象，结果使旋风分离器效率下降。旋风器的边壁处和锥体气旋的交换处是二次扬尘的主要区域，轴向速度在筒体外壁附近方向朝下，靠近轴心部分方向朝上，且在轴心底部速度最大，当气流由锥筒体底部反转上升时，会将已除下的粉尘重新带走，形成返混现象，影响除尘效率。此外，由于轴向分速度和径向分速度的存在，使得常规型旋风除尘器在工作时经常形成上灰环和下灰环，其中下灰环对于粉尘颗粒捕集分离有一定的作用，而上灰环的存在使得原来已被捕集分离在圆柱体边壁的粉尘先沿外筒壁向上移动，然后沿顶盖向内移动，又沿内筒的外壁向下移，最后短路而排离旋风器，降低除尘效率。由此可见，克服分离器分离效果不好的办法，必须从3方面着手：①消除“上灰环”避免尘粒走短路；②尽量减少气体分离段的湍流，降低二次扬尘的机会；③克服尘粒在分离段的负沉降运动(径向运动)。3 影响除尘效果的因素 3.1 除尘器结构 旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。3.1.1 进气口
旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。
3.1.2 圆筒体直径和高度
圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，简体直径D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若简体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸；筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力，因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜，锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达外壁的距离也不断减小，除尘效果比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度一定的情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利提高除尘效率，一般圆筒体部分的高度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时，可获得较为理想的除尘效率。3.1.3 排气管
排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直径必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排风管排出，有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大；若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。一般认为排风管直径为圆筒体直径的0.5~0.6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口含尘气流直接进入排风管，影响除尘效率；排风管插入深，易增加气流与管壁的摩擦面，使其阻力损失增大，同时，使排风管与锥筒体底部距离缩短，增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以略低于进风口底部的位置为宜。3.1.4 排灰口
排灰口的大小与结构对除尘效率有直接的影响，增大排灰口直径对提高除尘效率效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘的重新扬起。通常采用排灰口直径Do=(0.5-0.1)Dc。3.2 操作工艺参数
在旋风除尘器尺寸和结构定型的情况下，其除尘效率关键在于运行因素的影响。3.2.1 流速
旋风除尘器是利用离心力来除尘的，离心力愈大，除尘效果愈好。在圆周运动(或曲线运动)中粉尘所受到的离心力为F=ma，式中，F——离心力，N；m——粉尘的质量，kg；a——粉尘离心加速度，m/s2。因为，a=VT2/R，式中，VT——尘粒的切向速度，m/s；R——气流的旋转半径，m，所以，F=mVT/R。可见，在旋风除尘器的结构固定(R不变)、粉尘相同(m稳定)的情况下，增加旋风除尘器人口的气流速度，旋风除尘器的离心力就愈大。
旋风除尘器的进口气量为Q=3600AVT，式中，Q——旋风除尘器的进口气量，m3/h； A——旋风除尘器的进口截面积，m2。
所以，在结构固定(R不变，A不变)、粉尘相同(m稳定)的情况下，除尘器人口的气流速度与进口气量成正比，而旋风除尘器的进口气量是由引风机的进风量决定的。
可见，提高进风口气流速度，可增大除尘器内气流的切向速度，使粉尘受到的离心力增加，有利提高其除尘效率，同时，也可提高处理含尘风量。但进风口气流速度提高，径向和轴向速度也随之增大，紊流的影响增大。对每一种特定的粉尘旋风除尘器都有一个临界进风口气流速度，当超过这个风速后，紊流的影响比分离作用增加更快，使部分已分离的粉尘重新被带走，影响除尘效果。另外，进风口气流增加，除尘阻力也会急剧上升，压损增大，电耗增加。综合考虑旋风除尘器的除尘效果和经济性，进风口的气流速度控制在12~20 m/s之间，最大不超过25m/s，一般选14m/s为宜。
3.2.2 粉尘的状况
粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。处于旋风除尘器外旋流的粉尘，在径向同时受到两种力的作用，一是由旋转气流的切向速度所产生的离心力，使粉尘受到向外的推移作用；另一个是由旋转气流的径向速度所产生的向心力，使粉尘受到向内的推移作用。在内、外旋流的交界面上，如果切向速度产生的离心力大于径向速度产生的向心力，则粉尘在惯性离心力的推动下向外壁移动，从而被分离出来；如果切向速度产生的离心力小于径向速度产生的向心力，则粉尘在向心力的推动下进入内旋流，最后经排风管排出。如果切向速度产生的离心力等于径向速度产生的向心力，即作用在粉尘颗粒上的外力等于零，从理论上讲，粉尘应在交界面上不停地旋转。实际上由于气流处于紊流状态及各种随机因素的影响，处于这种状态的粉尘有50%的可能进入内旋流，有50%的可能向外壁移动，除尘效率应为50%。此时分离的临界粉尘颗粒称为分割粒径。这时，内、外旋流的交界面就象一张孔径为分割粒径的筛网，大于分割粒径的粉尘被筛网截留并捕集下来，小于分割粒径的粉尘，则通过筛网从排风管中排出。
旋风除尘器捕集下来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大。当粉尘的粒径和切向速度愈大，径向速度和排风管的直径愈小时，除尘效果愈好。气体中的灰分浓度也是影响出口浓度的关键因素。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较小的尘粒凝聚在一起而被捕集，同时，大颗粒向器壁移动过程中也会将小颗粒挟带至器壁或撞击而被分离。但由于除尘器内向下高速旋转的气流使其顶部的压力下降，部分气流也会挟带细小的尘粒沿外壁旋转向上到达顶部后，沿排气管外壁旋转向下由排气管排出，导致旋风除尘器的除尘效率不可能为100%。
根据除尘效率计算公式η=(1-So/Si)×100%，式中，η——除尘效率；So——出口处的粉尘的流人量，kg/h；Si——进口处的粉尘的流人量，kg/h。
因为旋风除尘器的除尘效率不可能为100%，当进口粉尘流人量增加后，除尘效率虽有提高，排气管排出粉尘的绝对量也会大大增加。所以，要使排放口的粉尘浓度降低，则要降低入口粉尘浓度，可采取多个旋风除尘器串联使用的多级除尘方式，达到减少排放的目的。3.2.3 运行的影响
旋风除尘器下部的严密性是影响除尘效率的又一个重要因素。含尘气体进人旋风除尘器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转。旋风除尘器内的压力分布，是轴向各断面的压力变化较小，径向的压力变化较大(主要指静压)，这是由气流的轴向速度和径向速度的分布决定的。气流在筒内作圆周运动，外侧的压力高于内侧，而在外壁附近静压最高，轴心处静压最低。即使旋风除尘器在正压下运动，轴心处也为负压，且一直延伸到排灰口处的负压最大，稍不严密，就会产生较大的漏风，已沉集下来的粉尘势必被上升气流带出排气管。所以，要使除尘效率达到设计要求，就要保证排灰口的严密性，并在保证排灰口的严密性的情况下，及时清除除尘器锥体底部的粉尘，若不能连续及时地排出，高浓度粉尘就会在底部流转，导致锥体过度磨损。除尘器结构改进
在旋风除尘器的众多性能指标中，压力损失和分离效率是最为重要的参数，其症结是消除“上灰环”。解决上灰环问题的方法之一是通过设置灰尘隔离室，即采用旁路式旋风除尘器，它主要是在普通旋风除尘器的基础上增加一个螺旋形的旁路分离室，在除尘器顶部形成的上涡旋粉尘环，从旁路分离室引至锥体部分。这样可使导致除尘效率降低的二次流变为能起粉尘聚集作用的上涡旋气流，提高除尘效率。除此之外，还可通过添加导向叶片、改变气流进口形状等措施来消除上灰环。为了解决边壁处的二次扬尘问题，可采用环缝气垫耐磨旋风除尘器，它是在普通旋风除尘器内侧设置环缝套圈，粉尘在旋转气流作用下向边壁靠近，然后利用靠近边壁处的下行气流将粉尘带入环缝，由于环缝的存在，不仅可以减少二次扬尘，而且使高速旋转的上、下灰环消失，提高了除尘效率。但这些方法实际使用效果并不是十分理想。现提出一种新的改进方法使旋风除尘器的分离性能得到了极大提高。
这种新型旋风除尘器在结构上主要改进如下：
①进口管下斜5~10°，使气流在旋转的同时保证了向下的旋转。并且下倾角确保了尘粒反弹时绝对折射朝下。在传统旋风除尘器结构中，进气蜗壳底板与旋风筒轴线是垂直的，由于气流从上部切线方向进入除尘器后向下旋转，引起除尘器顶部倒空形成上涡旋气流产生顶部灰环，灰环沿着排气管道外表面旋转向下时，会在排气管入口处与已净化废气的上旋气流混合，而后经排气管排出除尘器；
②进口管采用了180°的半圈螺旋管代替了传统型的直吹进筒，从而进一步保证了气流的“下旋”。传统型是含粉尘的气体进筒后才旋转，而改进型则是确保尘气高速旋转起来后才进筒；
③进口螺旋道截面递减，增大了气流旋转的离心力。含粉尘的气体在螺旋道中实现1.4倍加速。提高了尘粒的惯性，降低了尘粒沉降的时间；
④锥体长度加长并采用20°小锥角，增加了气流在分离器中的停留时间，有利于小颗粒的沉降完全，且使向下旋转的气体平缓地转变成折转向上的旋转，从而使除尘效率得以提高；
⑤除尘器下设缓冲料斗，有效改善废气在筒体内的流动工况，减少了灰斗的反混现象和下灰环可能产生的二次扬尘；
⑥出风管增长，直到螺旋轨道的底部，防止了内侧部分尘粒裹进出风管；
⑦进口、加速段、出口的截面积之比扩大为1：0.7：2，即出口风速是进口速度的一半；出口风速是内部加速段的1/3。改进型除尘器粒子的离心力比在传统型除尘器中的离心力增大了1.4倍以上。而出口处，负压对粒子的吸力比传统型约小了1/4。因此，气流进筒后，尘粒因惯性大，使得稍小些的颗粒在气流在旋风除尘器中停留时间内也能得到分离。出风风速降低，也使得部分细小颗粒能摆脱上升气流的吸力而有机会沉降下来，从而实施分离。5 结语
如何提高旋风除尘器除尘效率是当前粮食行业需要解决的一个重要课题。研究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。由于旋风除尘器内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要我们进行全面分析，综合考虑，寻求最优设计方案和运行管理方法。当前，旋风除尘器许多理论还待研究和探讨，尽管如此，旋风除尘器仍以其结构简单、体积小、制造维修方便、除尘效率较为理想等优点，成为目前粮食企业主要除尘设备之一。随着对旋风除尘器认识的进一步的深入和完善，它必将在粮食行业除尘中发挥更大的作用。
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