袋式除塵器除塵布袋除塵機(jī)理跟控制策略

{一}、袋式除塵器除塵機(jī)理
一般而言，袋式除塵器的過(guò)濾過(guò)程可分為兩個(gè)階段：先是含塵氣體通過(guò)清潔濾料，此時(shí)起過(guò)濾作用的是濾料纖維；當(dāng)濾料上捕集的粉塵不斷增多時(shí)，一部分粉塵嵌入濾料內(nèi)部，一部分附著在表面形成粉塵層，此時(shí)含塵氣體的過(guò)濾主要依靠粉塵層進(jìn)行。粉塵層可顯著提除塵效果好布袋的捕集效率，起著比濾料為重要的作用，而濾料則主要起著形成及支撐粉塵層的作用。
過(guò)濾過(guò)程中，含塵氣流通過(guò)濾料時(shí)，在篩分、慣性、攔截、擴(kuò)散、靜電和重力等過(guò)濾機(jī)理共同作用下，使氣固兩相得以分離并將粉塵阻留在濾料上。根據(jù)不同粒徑的粉塵在流體中運(yùn)動(dòng)的不同力學(xué)特性，袋式除塵器除塵機(jī)理涉及到以下幾個(gè)方面：
①篩濾作用
粉塵粒徑大于濾料纖維間的空隙或?yàn)V料上塵粒間的空隙時(shí)粉塵即被阻留下來(lái)，稱為篩濾作用。對(duì)于清潔濾料，由于纖維間的空隙遠(yuǎn)大于粉塵粒徑，所以篩濾作用很小。只有當(dāng)濾料表面沉積大量粉塵形成粉塵層后，篩濾就成為主要除塵機(jī)理。
②慣性碰撞作用當(dāng)含塵氣體接近濾料的纖維時(shí)將繞過(guò)纖維，而顆粒或流速較大的粒子由于較強(qiáng)的慣性作用偏離氣流流線而繼續(xù)沿原來(lái)的方向運(yùn)動(dòng)，撞擊到濾料纖維而被捕集，這稱為慣性碰撞。因此，塵粒質(zhì)量越大，過(guò)濾風(fēng)速越高，慣性作用就越強(qiáng)。
③攔截作用含塵氣流接近濾料纖維時(shí)，當(dāng)塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離時(shí)，塵粒即因與纖維接觸而被攔截，此稱為攔截作用。
④擴(kuò)散作用
在氣體分子的撞擊作用下，小于1μm的塵粒，特別是小于0.2μm的亞微米級(jí)粒子可能會(huì)做布朗運(yùn)動(dòng)而脫離流線。如果除塵布袋在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中和纖維接觸，即可以從氣流中分離出來(lái)，除塵布袋這種作用即稱為擴(kuò)散作用。它隨流速的降低、纖維和粉塵直徑的減小而增強(qiáng)。
⑤靜電作用
當(dāng)氣流穿過(guò)時(shí)，濾料由于摩擦產(chǎn)生靜電，粉塵在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中也會(huì)由于摩擦和其他原因帶電，這樣會(huì)在濾料和塵粒之間形成一個(gè)電位差。當(dāng)粉塵隨著氣流接近濾料時(shí)，由于庫(kù)侖力作用促使粉塵和濾料纖維碰撞并增強(qiáng)濾料對(duì)粉塵的吸附力而被捕集，稱為靜電作用。
⑥重力沉降作用
當(dāng)緩慢運(yùn)動(dòng)的含塵氣流進(jìn)入除塵器后，粒徑和密度大的塵粒可能因重力作用而自然沉降下來(lái)，稱為重力沉降作用。
{二}、脈沖反吹方式除塵原理及控制策略
1脈沖反吹除塵原理
含塵氣體經(jīng)過(guò)濾元件過(guò)濾后，粉塵會(huì)吸附在元件上。隨著時(shí)間增加，粉塵越積越多，過(guò)濾元件的透氣性降低，過(guò)濾前后氣壓差加大，過(guò)濾性能降低。脈沖反吹控制儀根據(jù)測(cè)得的過(guò)濾前后氣壓差，實(shí)時(shí)線性調(diào)整三防針刺氈除塵布袋導(dǎo)通、間隔時(shí)間，經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)模塊控制三防針刺氈除塵布袋導(dǎo)通時(shí)序，以高壓脈沖氣流方式吹落積塵，恢復(fù)元件過(guò)濾性能。
該三防針刺氈除塵布袋在MFS脈沖反吹自潔式空氣過(guò)濾器中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。三防針刺氈除塵布袋可采用兩種方式去除濾塵：①用自動(dòng)方式，由控制儀來(lái)按順序控制三防針刺氈除塵布袋導(dǎo)通時(shí)序；②用手動(dòng)方式，預(yù)設(shè)三防針刺氈除塵布袋位號(hào)，每確認(rèn)一次，該三防針刺氈除塵布袋將輸出0.5秒的反吹脈沖氣流。反吹自潔將沉降的顆粒塵埃吹落，同一時(shí)間僅為一組過(guò)濾元件處于自潔，其他過(guò)濾元件照常工作，如圖中位置IQ上的過(guò)濾模塊為自潔狀態(tài)，且位置上的過(guò)濾模塊為正常過(guò)濾工作狀態(tài)。
2控制策略
三防針刺氈除塵布袋導(dǎo)通和間隔時(shí)間隨過(guò)濾前后壓差值線性變化。當(dāng)計(jì)算值大于預(yù)設(shè)較大導(dǎo)通時(shí)間T1M時(shí)，按T1M輸出脈沖寬度，當(dāng)計(jì)算值小于預(yù)設(shè)較小間隔時(shí)間T2M時(shí)，按T2M輸出脈沖間隔，以防止導(dǎo)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或間隔時(shí)間過(guò)短，造成氣源浪費(fèi)，損壞過(guò)濾元件。實(shí)踐表明，采用此種控制策略，能提高控制精度，過(guò)濾性能，延長(zhǎng)過(guò)濾元件的便用壽命。