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旋风除尘器除尘原理除尘器内气流分布除尘器结构入口形式筒体直径排出管直径筒体和锥体高度排尘口直径•当含尘气流由切线进口进入除尘器后，气流在除尘器内作旋转运动，气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动，到达壁面，并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗。•旋风除尘器结构简单、维护方便，对于10－20μm的粉尘，效率为90％左右。•旋风除尘器主要用于10μm以上的粉尘，可用作多级除尘中的第一级除尘器。旋风除尘器工作原理及其特点旋风除尘器的结构：进气口、圆筒体、圆锥体、排气管、集尘装置2旋风除尘器中的流场分析（1）旋风除尘器内气流与尘粒的运动•外涡旋——含尘气流由切线进口进入除尘器，沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动•内涡旋——外涡旋到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。•外涡旋和内涡旋，旋转方向相同。•上涡旋——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沿外壁旋转向上（2）切向速度：•决定气流速度大小的主要速度分量•决定气流中质点离心力大小的主要因素外涡旋区：r↑，切向速度vt↓；内涡旋区：r↑，切向速度vt↑。vt——切向速度，m/sr——距轴心的距离旋风除尘器内的切向速度和压力分布crvn/1t'cr/vt(3)径向速度：交界面上气流的径向速度气流的切向分速度vt，产生惯性离心力，使尘粒作向外的径向运动径向分速度w，造成尘粒作向心径向运动，将其推入内涡旋。实测表明，旋风除尘器内的气流除了作切向运动外，还要作径向的运动外涡旋的径向速度是向心的若近似认为外涡旋气流均匀地经过内、外涡旋交界面进入内涡旋，交界面上气流的平均径向速度为m/s式中L——旋风除尘器处理风量，m3/s；H——假想圆柱面（交界面）面度，m；r0——交界面的半径，m。HrL/2w00（4）轴向速度•外涡旋的轴向速度向下，内涡旋的轴向速度向上。•在内涡旋，随气流逐渐上升，轴向速度不断增大，在排气管底部达到最大值涡流——由轴向速度与径向速度相互作用形成。速度分布旋风除尘器内速度和压力分布（5）压力分布轴向压力变化较小；径向压力变化大，外侧高，中心低，轴心处为负压。由图所示，切向速度在径向有很大变化，因此径向的压力变化很大（主要是静压），外侧高中心低。因为气流在旋风除尘器内作圆周运动时，要有一个向心力与离心力相平衡，所以外侧的压力要比内侧高。在外壁附近静压最高，轴心处静压最低。•试验研究表明，即使在正压下运行，旋风除尘器轴心处也保持负压，这种负压能一直延伸到灰斗。据测定，有的旋风除尘器当进口处静压为+900Pa时，除尘器下部静压为－300Pa。除尘器下部不保持严密，会有空气渗入，把已分离的粉尘重新卷入内涡旋。流场分析：筛分理论涡、汇流场处于外涡旋内的尘粒在径向受到方向相反两种力的作用。粒径越大，离心力越大因此，必定存在某一临界粒径dk，使得离心力＝向心力外涡旋流场产生离心力F1汇流场产生向心力P若粒径ddk，尘粒受到向外推移的力向内移动的力若粒径ddk，尘粒受到向内移动的力向外推移的力，进入内旋涡排出除尘器在内、外涡旋的交界面上切向速度最大，尘粒受到离心力最大。对于粒径为dk的尘粒，因F1=P，将在交界面上不停旋转，从概率统计观点看，这类尘粒有50％的可能性被分离，同时也有50％的可能进入内旋涡而排出除尘器。（dk＝分割粒径dc50）ro－交界面半径vro－交界面上气流的径向速度vto－交界面上气流的切向速度50crooto2c350cdv3rvd6除尘器结构尺寸及进口风速确定后，即可按照上述公式求得分割粒径dc50。m50ccddd693.0exp1•分割粒径是反应除尘器除尘性能的一项重要指标，dc50越小，除尘效率越高。•旋风除尘器效率η与切向速度、尘粒密度、径向速度、排出管直径的关系？•起主导作用的是切向速度目前，旋风除尘器的效率一般通过实测确定。原因？只是分析单个尘粒在除尘器内的运动，没有考虑尘粒相互间碰撞及局部涡流对尘粒分离的影响。由于尘粒之间的碰撞，粗大尘粒向外壁移动时，会带着细小的尘粒一起运动，结果有些理论上不能捕集的细小尘粒也会一起除下。由于局部涡流和轴向气流的影响，有些理论上应被除下的粗大尘粒却被卷入内涡旋，排出除尘器。有些已分离的尘粒，会重新被上升气流带走。外涡旋气流在锥体底部旋转向上时，会带走部分已分离的尘粒，这种现象称为返混。3阻力计算式中：ΔP--旋风器阻力，Pa；Pd--气流动压；Pd0、PdA--分别为对应于进口截面和筒体面的气流动压，Pa；ρ--气体密度，kg/m3。ρ=353KB/（273+t）（空气）；ρ=366KB/（273+t）（一般烟气）式中：B——环境压力B的修正系数，KB=B/Ba，Ba——标准大气压力（101.3kPa）。t——气体温度，℃。ξ——设备厂家提供的旋风器阻力系数，ξ0为对应于进口截面的阻力系数；ξA为对应于筒体截面的阻力系数。2vP2vPPP2AAdA2000dd或三、影响旋风除尘器性能的因素1．进口速度v除尘效率和除尘器阻力随v的增大而增高。进口速度v↑η↑L↑P↑v值过大阻力增加，加剧反混。v值一般在12—25m/s之间，不应低于10m/s。2含尘气体的性质粉尘的粒径增加会提高效率气体粘度、温度增高会降低效率。旋风除尘器的热态效率比冷态效率低。3．除尘器下部的严密性压力分布图——外壁向中心静压逐渐下降，即使旋风除尘器在正压下运行，锥体底部也会处于负压状态。如果除尘器下部不严密，渗入外部空气，会把正落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率显著下降。4旋风除尘器的结构1）旋风除尘器的入口形式螺旋直入式蜗壳式轴向式蜗壳式进口的优点切向式2）简体直径D和排出管直径Dp相同的旋转速度下，筒体直径愈小，尘粒受到的惯性离心力愈大，除尘效率愈高。筒径不宜过小，防止引起粉尘堵塞。目前常用的旋风除尘器直径一般不超过800mm，处理风量较大时，可采用并联组合型或多管型旋风除尘器。一般认为，内、外涡旋交界面的直径D0≈0.6Dp，内涡旋的范围是随Dp的减小而减小的，减小内涡旋有利于提高除尘效率。但是Dp不能过小，以免阻力过大。一般取Dp=（0.4～0.66）D。rwmrmvF22＝离心力m是物体的质量,ω是角速度,r是轨迹曲率半径3）筒体和锥体高度增加筒体和锥体高度，是否会有利于粉尘的分离由于在外涡旋有向心运动，外涡旋在下降时不断进入内涡旋，因此筒体和锥体的总高度过大，对η影响不大，反而使阻力增加。实践证明，筒体和锥体的总高度以不大于5倍筒体直径D为宜。注：锥体部分，断面↓，离心力↑，对尘粒的分离有利。因此，高效旋风除尘器都采用长锥体。5）排尘口直径排尘口直径一般为(0.7~1)Dp左右。过小会影响粉尘沉降，被上升气流带走。特别是粘性粉尘易堵塞出口，故排尘口直径应大于70mm。四、其它形式旋风除尘器（1）多管式旋风除尘器由若干个并联的旋风子组合在一个壳体内的除尘设备。具有处理风量大，除尘效率较高的特点。倾斜隔板－均匀风量螺旋导流叶片旋风子（2）旁路式旋风除尘器特点：•增设旁路分离室•压力损失较小，特别对5μm以上的粉尘有较高的除尘效率。•进气口上沿离顶盖要相距一定的距离，利用上旋涡分离粉尘，从而提高除尘效率。双旋涡运动形成上、下两个粉尘环。上旋涡气流对密度小、颗粒细的粉尘有聚集作用，对20μm以下粉尘的除尘效率能达到80%~90%。含尘进口上部分离口中部分离口回风口下旋涡上旋涡（灰环）旁路分离器六旋风除尘器的排灰装置•旋风除尘器下部出现漏风时，效率会显著下降。收尘量不大的除尘器，可在下部设固定灰斗，定期排除。收尘量较大，要求连续排灰时，可设双翻板式和回转式锁气器。旋转排灰锁气器双翻板式排灰锁气器翻板式锁气器是利用翻板上的平衡锤和积灰质量的平衡发生变化时，进行自动卸灰的。它设有两块翻板轮流启闭，可以避免漏风。回转式锁气器采用外来动力使刮板缓慢旋转，转速一般在15—20r／min之间，它适用于排灰量较大的除尘器。回转式锁气器能否保持严密，关键在于刮板和外壳之间紧密合的程度。