1“低压清灰”与“高压清灰”国内的除尘设备制造行业中习惯性

1.“低压清灰”与“高压清灰”国内的除尘设备制造行业中习惯性的把脉冲行喷吹除尘器区分成高、中、和低压清灰系统。同时也把脉冲阀根据气包内压力区分成高压阀（直角阀）和低压阀（淹没阀）。事实上，这种区分方法毫无科学根据。世界上各个著名的脉冲阀制造商从来没有把他们的阀门产品作出压力范围区分。各个主要品牌的脉冲阀压力适用范围由各制造厂家公布如下：品牌直角阀压力MPa淹没阀压力MPa直角阀淹没阀澳大利亚GOYEN0.06~0.860.06~0.86意大利MECAIR0.05~0.750.05~0.75中国ASCO0.035~0.850.10~0.60日本CKD0.10~0.70没有日本SMC0.03~0.700.05~0.30脉冲喷吹除尘器主要是以压力气包内压缩气作为清灰能源，使脉冲阀启动时形成一股脉冲气流逆向从滤袋顶部到袋底进行脉冲抖动。其目的是通过脉冲抖动，把滤袋外侧结合的尘饼抖进除尘器灰斗。如果压力或流量不足，这股气流太弱，那么清灰力度不能到达滤袋底部，则尘饼不能剥落，形成局部积灰，导致设备阻力增高、滤料负荷不均匀等现象，缩短滤袋寿命。反之，如果清灰力度太强，已经渗透进滤料表层的微细颗粒将被打出表面，产生“二次扬尘”现象。同时，滤袋也可能由于振荡力太强导致与笼架的摩擦过高而裂袋。因此，无论采用高、中或低压的压缩气源，设备的清灰力度和流量都必须根据工艺、烟尘和滤料性质而合理配置。设计清灰系统时，综合考虑工艺（温度范围、温度变化、露点、湿度、烟尘颗粒、烟气成份等等），和现场环境（压缩气供应、安装场地大小等等），以及滤料性能（材质、是否覆膜、表面处理、耐磨性、抗折性、张力范围等等）来判断是否采用高压力（比如安装文丘里管）或大流量（比如选用淹没阀）来进行清灰。例如：对于玻纤滤料的清灰，一般选用力度比较温和的清灰方法。清灰系统到达袋底的压力范围与除尘器上压力气包内的系统供给压力完全无关。在国外，0.6～0.7MPa的压缩气供应压力就相当于供电系统中的交流220V电压。如果管网内气量不足提供与除尘器，在每一台除尘器上可独立配置空压机。在国内，部分现场的供应压力偏低（0.3MPa以下），但合理的清灰系统设计仍然可以达到袋底具有2000～3000Pa的清灰压力。比如，如果现场压力具有0.6MPa，澳大利亚高原公司生产的3”淹没式脉冲阀可以提供足够清灰力度，清洁20条160mm直径，8米长滤袋，其喷吹管上喷吹孔的口径大概是12～13mm。但如果气包压力只有0.2MPa，在同等的工况条件下，同样的脉冲阀只能清灰12～14条同尺寸滤袋，每个喷吹孔口径大概需要17～18mm。以上的两种配置，同样提供到达袋底的清灰压力在2000～2500Pa之间，达到高效清灰的预期效果。在以上的两个系统中，高压脉冲气流可以在喷吹孔下进入滤袋前引进更多不含油/水份的、在花板上部的高温气流进入滤袋。而低压脉冲气流需要应用更多的原系统压缩气量，使进入滤袋的气流中含油、水份相对增加。一旦油、水份进入滤袋，将密封滤料的部份过滤面积，导致除尘设备阻力加速提高。目前在国内诸多应用实例中，其中一个比较理想的设计是当现场能够提供标准的0.6MPa压缩气时，除尘器清灰系统只是按0.45MPa设计。在投入生产9～12个月后，非覆膜滤料的阻力逐渐增高。这时可把气包压力逐渐提高，保持设备阻力在设计数值之下。这种可调节压力范围，既保持清灰系统中所有原来的配置，又对除尘设备的运作起了一个安全保险作用。2.选择脉冲阀最贴确的形容方法可以把除尘器滤料比喻是人体中的血脉，那么除尘器的脉冲阀就是心脏。脉冲阀的好坏直接影响到除尘器运作的成败。以往有很多布袋除尘器的失效，归根到底就是由于脉冲阀质量的低劣，或清灰系统的设计不佳，或控制系统的不足，或滤料选用的不当，或受到其他温度变化、露点、化学反应、腐蚀等等因素所影响。以下将针对脉冲阀的几个主要性能讨论如何选择脉冲阀。但是，如果没有根据工艺的实际情况配置恰当的清灰系统设计，即使阀门再耐用，除尘器也可能会失败。3.“多少钱”和“耗气量”选购脉冲阀的用户往往向阀门厂家询问的第一句话是“X寸阀多少钱？”。这完全合乎逻辑但并不是最重要的问题。在一台用全进口滤料配套全进口脉冲阀的除尘器上，脉冲阀的价格大概是总体除尘项目的设备造价的5％左右，而滤料大约是70％以上。所以更重要的问题，是如何采用合适的脉冲阀和清灰系统来保证滤料的正常使用寿命（由滤料厂家向客户保证）。那么用户的第二个问题必然是“你的X寸阀门的耗气量是多少？”这个问题也完全没有错误，但是阀门制造厂家却回答不了这个问题。如果能够立刻给询问者一个答案，这阀门销售商：A.不负责任，B.缺乏经验，或者C.在应付客户。一个脉冲阀的耗气量，完全是根据清灰系统中的所有其他物理参数而定，这些参数包括：z气包压力z滤料的阻力z喷吹管长度和口径z需要用多大的袋底清灰压力z阀门出口到喷吹管之间的弯头数量z清灰方式（在线/离线）z脉冲宽度（电磁阀启动时间）z烟尘的特性（粘度/粒径）z喷吹管上开多少孔，口径大小z操作环境（温度/湿度/露点）变化z受喷吹的滤袋尺寸，长度z气包容量，补气流量和时间z设备的过滤风速z压缩气供应系统流量以上任何一个参数的变化，将直接影响到脉冲阀每次喷吹的气量。至于“如果脉冲阀安装在一个无穷大的气包上，用100毫秒的开阀时间，对大气喷吹的耗气量”等等假设参数的耗气量，笔者认为与实际喷吹气量完全无关。如果用耗气量来衡量脉冲阀的质量，并假设耗气量越大，阀门阻力就越小，那么不能关闭（关不死）的脉冲阀将具有最大的耗气量。因此，利用耗气量来选用脉冲阀是完全错误的观念。专业的脉冲阀制造厂家都设立有实验室对其生产的各种型号阀门进行喷吹实验，然后记录此型号阀门的喷吹特性。以下是一个标准的脉冲阀喷吹压力/时间图。图上显示阀门的喷吹特性，阻力和耗气量：上图是在实验室内模拟一个实在的脉冲喷吹系统中脉冲阀的真正喷吹压力图。脉冲宽度是100毫秒，气包容量满足喷吹后气包内压降小于30％的要求，阀门阻力大概是140kPa，气包原压力是670kPa，整个脉冲过程在300毫秒内完成。压力－时间图内所包围的面积，即是喷吹耗气量。下图是三个同尺寸但不同型号的3/4”直角脉冲阀在同等条件下喷吹耗气量的比较：如上图所示，由于闭阀时间慢，A阀的3/4”阀具有最大的耗气量。但GOYEN的20FS阀却能够保存最高的出口压力。也就是说在3个阀门型号中，20FS的阻力最小，喷吹力度最强劲，能够有效清灰更多过滤面积的滤袋。如果用户需要系统喷吹出更多的压缩气，可以延长脉冲控制时间。再次强调，阀门的耗气量大，是因为关闭隔膜时机械反应慢，不代表阀门阻力小，或者能够有效地清灰更多过滤面积。这种阀门反而会增加用户的使用能耗，浪费压缩气，并把带有更多油/水份的管网压缩气喷入滤袋，增加设备阻力。4.Cv值和Kv值Cv值和Kv值是工业控制阀（常开式/常闭式）通过测试阀门进出口压降而计算出的阀门流通系数。Cv是用美制单位所计算出的流通系数，Kv是用公制单位计算，Kv＝0.86Cv。一个阀门的Cv/Kv值越高，表示阻力越小。对于电磁脉冲阀比较，由于目前还没有更快捷方便的方法，所以行业内也经常采用阀门厂家公布的Cv或Kv来进行清灰系统设计。由于Cv/Kv值的概念并不包含脉冲清灰时所产生的抖动能量，也不考虑现场压缩气能源的供应压力和流量，以及工艺、烟尘和滤料的实际清灰能量需要。因此如果只靠Cv/Kv值和方程式来计算喷吹口径，受清灰的滤料面积，以及决定脉冲阀的大小选型，必将经常产生清灰系统失效的严重后果。笔者认为，脉冲阀制造厂家应该有责任、有义务去建议用户如何最有效，最恰当地使用他们生产的脉冲阀产品。因此，如果要综合考虑上面第3点表中的所有参数来设计出有效的喷吹系统，那么脉冲阀制造厂家必须具备多年累积的脉冲喷吹实验数据，使每一组喷吹数据都能够表现出实际的喷吹效果，并预测每次喷吹到滤袋底部的有效清灰力度。如果制造厂不能提供这些实验数据，那么除尘器制造厂或设计研究院就必须用他们的产品重新作出类似的喷吹实验，使安装在现场的除尘器清灰系统不会由于清灰力量不足或者过强而导致除尘系统的失效。