电袋复合除尘器控制气路设计

摘 要：该文运用气路逻辑和设计原理，根据电袋复合除尘器旁路烟道、净气通道、清灰系统结构与使用功能，研究一种新型电袋复合除尘器控制气路，详细阐述控制气路设计主要原理、基本回路、气压传动主要部件选择和计算过程，确定电袋复合除尘器控制气路的基本功能和组成结构，探讨电袋复合除尘器控制气路正确配置和选用气压传动主要部件的方法，通过控制气路设计达到电袋复合除尘器旁路烟道与净气通道气动切换自动控制、清灰系统自动清灰目的。

关键词：电袋复合除尘器 气路设计 气动元件 选择计算

中图分类号：X38 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0034-02

随着国家对环保要求越来越高，环保监督日益严格。原有的袋式除尘器、电除尘器没有设计烟气旁路。电袋复合除尘器是治理雾霾消除PM2.5微小颗粒、实现新标准30mg/Nm3达标排放的新型除尘器，它吸取电除尘器与袋式除尘器的优点，但电区与袋区也不是简单的结合，一般需要设计烟气旁路、净气通道、自动清灰系统。电袋复合除尘器旁路烟道与净气通道实现自动化控制、切换一直是技术难点，滤袋实现自动清灰以降低压差一直是研究方向。通过设计旁路控制气路、净气控制气路、清灰控制气路来实现烟道的通行与闭合和滤袋自动清灰，达到保护滤袋、降低滤袋压差、延长滤袋寿命、确保电袋复合除尘器高效运行目的，其结构主要由气源装置、气动元件、仪表、管道连接件等组成。

1 气路设计主要原理

发电机组在投运时一般都先投油助燃一段时间后再投煤燃烧，燃油对电袋复合除尘器袋区可能造成糊袋或板结危害，烟气如走旁路烟道将避免对滤袋造成糊袋或板结，在正常投煤燃烧后旁路烟道需要关闭，同时开启净气控制气路。含油或未完全燃烧的油烟气通过旁路烟道而保护袋区，旁路烟道需要设计旁路控制气路，经气动元件开、关实现旁路烟道开启和闭合。投煤燃烧的含尘烟气通过滤袋过滤，经净气烟道排向烟囱，净气烟道需要设计净气控制气路，经气动元件开、关实现净气烟道开启和关闭。投煤燃烧的含尘烟气在滤袋表面不断叠加、累积，滤袋内外压差增加造成机组运行电袋复合除尘器进出口压差加大，从机组安全运行角度考虑必须及时清理滤袋表面积灰，基于容易清理又不损伤滤袋理念，通过设计清灰控制气路，经气动元件开、关实现滤袋内部喷吹清灰，实现滤袋内外压差和电袋复合除尘器进出口压差稳定在合理范围，不致于损坏滤袋和机组非正常停运；清灰控制气路还可以进行功能拓展，修改清灰周期和清灰间隔时间，实现定时或定压清灰。电袋复合除尘器气路系统设计由空压机提供气源到达储气罐，主气路经过滤、减压阀调压至气包，脉冲阀控制实现喷吹，清理滤袋表面积灰、降低进出口压差的清灰控制气路。另一分支气路经气源三联件过滤、调压，通过气缸分别实现净气控制气路和旁路控制气路。

2 气路基本回路（如图1）

3 气压传动主要部件选择和计算

3.1 气源装置：空气压缩机、储气罐

选用空气压缩机型号时，主要考虑流量，压力选择固定参数为2MPa。电袋复合除尘器在正常运行时，分支气路上的净气控制气路和旁路控制气路处于常开和常闭状态，用气量不大；主气路上的清灰控制气路因为要实现定时或定压清灰，需要较大的流量，由此流量和滤袋数量有关，也就和发电机组大小有关。一般国内300MW发电机组电袋复合除尘器选择2台排气量20～25m3螺杆式空气压缩机，600MW发电机组电袋复合除尘器选择2台排气量30～40m3螺杆式空气压缩机。

已知空气压缩机的排气量Q，求储气罐容积VC：

Q=6～30 m3/min时，VC=0.15Q m3 300MW发电机组电袋复合除尘器选择2台3～3.75 m3储气罐。

Q>30 m3/min时VC=0.1Q m3 600MW发电机组电袋复合除尘器选择2台3～4 m3储气罐。

储气罐一般设计系统供气压力为1.8MPa，储气罐起稳定压力作用。

3.2 控制元件：减压阀、气源三联件。

不论机组大小和滤袋数量多少，清灰控制压力设计为0.3～0.4MPa，考虑压力损失，主气路减压阀输出压力调整为0.5± 0.05 MPa，根据经验，在此压力下既能有效吹扫滤袋表面积灰，又不至于吹扫空气摩擦导致滤袋织物厚度磨损和滤袋断裂强力下降。

分支气路的气源三联件设计工作压力0.25～0.3MPa，该压力主要克服密封件摩擦力和阀门自重，即使有压力损失也能确保电袋复合除尘器运行中的净气控制气路和旁路控制气路处于常开和常闭状态。

3.3 执行元件：脉冲阀、电磁换向阀、气缸

（1）脉冲阀参数设计如下：工作压力范围为0.2～0.8MPa。

T1：净气控制气路开启后第一个脉冲阀间隔时间；整定值：4s；调整范围：2～60s。

T2：脉冲开启间隔时间（脉冲宽度）；0.1 ～0.2s。

T3：相邻两个脉冲阀开启间隔时间（脉冲间隔）。

喷吹周期：T=Z[t1+（n-1）t3] z---净气通道数 n---每净气通道脉冲阀数。

（2）电磁换向阀控制气缸行程方向，电袋复合除尘器正常运行时净气烟道要求常开、旁路烟道要求常闭，因此净气控制气路选择二位三通常断型电磁换向阀，运行中电磁换向阀断电，旁路控制气路选择二位三通常通型电磁换向阀，运行中电磁换向阀断电。

（3）净气控制气路气缸缸径计算：

气缸上下运动与密封件摩擦力：f=μmg=0.5×160×9.8=784N。

气缸上下运动的轴向负载力：F=mg+f=1568+784=2352N。

气缸行程600mm，工作压力p=0.3MPa，运行平均速度：v=s/t=600/1=600mm/s，气缸负载率选择ɑ=0.35。

气缸的理论输出力：Fo=F/ɑ=2352/0.35=6720N。

气缸缸径计算：D=，D2=4×6720÷（3.14×0.3），D=168.92mm。

气缸缸径选取170mm。

（4）旁路控制气路气缸缸径计算：

气缸上下运动与密封件摩擦力：f=μmg=0.5×225×9.8=1102.5N。

气缸上下运动的轴向负载力：F=mg+f=2205+1102.5=3307.5N。

气缸行程600mm，工作压力p=0.3MPa，运行平均速度：v=s/t=600/1=600mm/s，气缸负载率选择ɑ=0.35。

气缸的理论输出力：Fo=F/ɑ=3307.5/0.35=9450N。

气缸缸径计算：D=，D2=4×9450÷（3.14×0.3），D=200.32mm。

气缸缸径选取200mm。

3.4 辅助元件：压力表、过滤器、消声器、管道连接件等

（1）根据系统工作压力范围和仪表量程选择，储气罐压力表选取0～2.5MPa量程，减压阀压力表选取0～1.6MPa量程，气源三联件压力表选取0～1.6MPa量程。

（2）过滤器的作用是滤除压缩空气中的杂质，以保护吹扫滤袋不受伤害，过滤器选用主要考虑过滤精度。常用的过滤器有一次性过滤器（滤灰效率为50%～70%），过滤精度选取1μm；二次过滤器（滤灰效率为70%～99%），过滤精度选取0.01μm。

（3）电袋复合除尘器在气缸传动工作中，排气噪声主要是中、高频噪声，选用吸收型消声器直接安装在气缸排气出口，具有良好的消除中、高频噪声的性能。

（4）主气管和分支气管等一些固定不动的、不需要经常装拆的地方，选用硬管。连接运动部件、希望装拆方便的管路选用软管，软管选用尼龙管。气动系统中使用的管接头设计为法兰连接、螺纹连接、卡套式连接等方式。

4 结语

电袋复合除尘器气路设计气动动作迅速、反应快、无污染，气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但储气罐中仍然可以维持一个稳定的压力。气动元件可靠性高、寿命长。气路设计结构简单、成本低、维护方便、过载能自动保护。工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境中，比液压、电子、电气传动和控制优越。

参考文献

[1]黄炜.电袋复合除尘器技术研究[J].电力科技与环保，2013，29（5）.

[2]黄炜，林宏，修海明，等.电袋复合除尘技术的试验研究[J].中国环保产业，2011（7）：30-35

[3]成大先.机械设计手册[M].第5版.北京：机械工业出版社，2010.

[4]徐炳辉.气动手册[M].上海：上海科学技术出版社，2005.

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