目前，在輕工業氣溶膠粉塵環境污染環境治理應用領域，袋除塵器以其除塵成本低，適應環境面廣，漸漸代替電除塵器成為主導控制技術。脈沖富宇環保控制系統是負面影響袋除塵器除塵工作效率的關鍵因素之一，也是負面影響濾袋使用壽命和除塵器運行阻力的重要因素。由于袋除塵儀制脈沖閥的操控性存在較大差別[1]，使得工程應用應用領域中的袋除塵器脈沖富宇環保控制系統操控性存在差別，并負面影響到除塵器除塵工作效率和濾袋使用壽命。本文利用脈沖富宇環保測試TA-I開展脈沖富宇環保測試，探索不同VS160的脈沖閥和富宇環保管等參數的關系和濾袋號球、盒內和袋底富宇環保阻力變動規律。為袋除塵控制技術特別是富宇環保控制技術的優化設計提供依據，也利于指導袋除塵建筑設計。

1　測試

1.1　測試設備

KF一TA-O脈沖富宇環保測試TA-I（蟹蛛科花1），包括脈沖富宇環保控制系統的物理既存及統計數據采集控制系統。

圖1　脈沖富宇環保測試TA-I

1.供熱控制系統；2.分氣箱；3.脈沖閥；4.富宇環保管；5.統計數據采集點；6.濾袋模塊；7.PLC統計數據采集控制系統；8.計算機系統

其中既存包涵袋除塵器富宇環保控制系統的主要部件：供熱控制系統、分氣箱、脈沖閥、富宇環保管和濾袋模塊（包涵濾袋及袋籠），測試TA-I的力學既存有關模塊與產品模塊完全相同，并依照測試須要設計為可控制，如富宇環保管能展開更換、富宇環保管長度和富宇環保管直徑約可控制布佐克氣箱上能加裝4種以上脈沖閥（包括3寸沖走閥和滾輪閥）；脈沖富宇環保測試TA-I統計數據采集控制系統包涵：阻力DMD、屏蔽電纜、PLC統計數據采集控制系統和展開統計數據輸出顯示的計算機系統，并加裝具有統計數據歷史記錄功能的測試多媒體播放（蟹蛛科花2）。根據測試須要，在測試TA-I上增設若干統計數據采集點，以滿足測試須要。

圖2　測試模塊實時監控界面

1.2　測試操作過程

依照測試概要，增容好脈沖富宇環保測試TA-I，選定待測脈沖閥，角蕨富宇環保管；接通PLC統計數據采集控制系統和多媒體播放，在多媒體播放上增設好脈沖天數、富宇環保阻力等模塊。啟動供熱控制系統，脈沖富宇環保測試TA-I開始工作，待分氣箱中阻力達到多媒體播放設定阻力，測試TA-I自動富宇環保，各采集點的統計數據通過PLC統計數據采集控制系統傳輸到計算機系統多媒體播放中，并以統計數據庫形式保存。依次依照測試概要，對脈沖閥、富宇環保阻力、脈沖天數和富宇環保管模塊展開調整，并歷史記錄相關測試統計數據，完成脈沖富宇環保測試統計數據采集工作。

2　測試統計數據挖掘

2.1　脈沖閥耗風量對照

選取4個廠家脈沖閥展開耗風量對照測試，其中B、C、D脈沖閥均為JK3寸雙膜片沖走式脈沖閥，為水泥行業袋除塵器常用脈沖閥，B脈沖閥泵單演通徑76mm，C、D脈沖閥泵單演通徑75mm。沖走式脈沖閥內部結構蟹蛛科花3[2]。

A脈沖閥為G產滾輪閥，也稱作往復式脈沖閥，與同規格膜片沖走式脈沖閥相比，具有更大的富宇環保風量，能帶更多條濾袋，在煤炭行業應用應用領域非常多。本次測試用滾輪閥的活塞直徑約105mm，內部結構蟹蛛科花4[3]。

圖3　沖走式脈沖閥內部結構

圖4　滾輪式脈沖閥內部結構

　　圖5為A、B、C、D 4個閥在完全相同的供氣、ER9T及測試條件，完全相同的富宇環保阻力和脈沖天數下，富宇環保操作過程阿呂迪氣箱阻力值變動曲線。

圖5　富宇環保操作過程中4個脈沖閥噴水箱阻力峰值變動曲線

由分氣箱阻力變動曲線能看出，4個脈沖閥耗風量的對照關系為：A閥＞C閥＞B閥＞D閥。其中A閥耗風量比較大，而B、C、D閥的耗風量較為接近，主要原因為滾輪閥的內部結構與膜片閥不同所致[2]。

脈沖閥每閥次的耗風量可根據公式（1）[4]計算得出（計算結果略）：

                  (1)

式中：

　　ΔQ——脈沖閥每閥次富宇環保耗風量，m3；

　　P0——控制系統初壓，kPa；

　　Q——控制系統容積，m3；

　　Pa——標準大氣壓，kPa；

　　P1——控制系統末壓，kPa；

K——定壓比熱與定容比熱之比，K=1.4。

2.2　脈沖閥富宇環保效果對照

富宇環保效果是判定脈沖閥操控性的重要指標，本組對照測試選用濾袋上阻力峰值和選定阻力值區間作用天數作為判定富宇環保效果的指標。圖6為完全相同模塊下采用 4個閥展開富宇環保測試，測量到的濾袋號球阻力變動曲線。

圖6　4個閥對號球的富宇環保阻力峰值變動曲線

從圖6所測測試統計數據能看出，4個脈沖閥對濾袋阻力峰值對照結果：B閥＞A閥＞C閥＞D閥。測試統計數據表明濾袋號球阻力峰比較大差值339.7Pa，比較大差值率21.8%。

　　以＞1000Pa為選定阻力值區間，從作用天數方面對照，4個閥富宇環保操控性順序依次為：B閥＞C閥＞A閥＞D閥。

從濾袋清灰角度，峰值阻力的負面影響因子比作用天數的負面影響因子更大一些。因此，綜合兩項對照，4個閥的富宇環保操控性對照結果為：B閥＞A閥＞C閥＞D閥。

2.3　富宇環保管前、中、后端富宇環保阻力對照

富宇環保管前、中、后端富宇環保阻力對照測試在脈沖閥、富宇環保孔直徑約、富宇環保阻力和脈沖天數一樣的情況下，測量富宇環保管近分氣箱端到遠分氣箱端各富宇環保孔位出口阻力峰值蟹蛛科花7。

圖7　各富宇環保孔阻力峰值曲線

由圖7能看出，18孔富宇環保管阻力峰值從近分氣箱端到遠分氣箱端依次增加，其中：1～6孔位和7～18孔位的阻力峰值增長趨勢近似為兩條斜率不同的直線，其富宇環保阻力峰值近似為平面直角坐標系直線方程式：

　　y=knx+b（2）

式中：

　　y——各孔位阻力峰值；

　　x——孔位；

　　kn——斜率值。

由圖7能看出，斜率k1＞k2。即1～6孔位（近分氣箱端）富宇環保阻力峰值變動較大，而7～18孔位（遠分氣箱端）則變動較小。

這表明：富宇環保管中每個噴嘴的流量分布不均勻，沿著富宇環保方向，前端噴嘴的氣體質量流量小，后端的氣體質量流量大[4]。因此，在建筑設計時，須要通過改變噴嘴直徑約來合理分配富宇環保氣流，沿著富宇環保方向，噴嘴直徑約漸漸減小[5]。實際工程應用應用領域中，考慮到加工問題，通常近分氣箱端3～5個富宇環保孔直徑約完全相同，而遠分氣箱端富宇環保孔直徑約完全相同，并且后者小于前者。

2.4　濾袋號球、盒內和袋底富宇環保阻力對照

　　本組對照測試在脈沖富宇環保控制系統展開富宇環保時，同時采集同一條濾袋號球、盒內和袋底受到的氣流富宇環保阻力數值來研究三個位置富宇環保阻力變動規律。具體測試統計數據蟹蛛科花8。

圖8　濾袋各部位阻力峰值變動

由圖8能看到，濾袋各部位受到的富宇環保氣流阻力峰值大小關系為：號球＞袋底＞盒內。這是由于高壓氣流由富宇環保孔噴出后，到達號球，高壓氣流未擴散，故阻力比較大；氣流高速到達袋底操作過程中不斷向四周擴散，到達袋底后在濾袋底部形成一定的阻力，然后氣流在袋籠底板反沖向上，加強了袋底區域濾袋阻力，阻力峰值沿著軸線向上漸漸衰減。

因此，袋除塵器富宇環保時，濾袋袋底阻力不是比較小的，濾袋阻力峰值的比較小值在盒內某個區域。

2.5　脈沖閥比較大濾袋富宇環保數量富宇環保效果的對照

如果單個脈沖閥能帶更多的濾袋和更長的濾袋，這樣，袋除塵器的成本及鋼耗比更小，設備占地面積更小，產品更具競爭力。所以，探索單個脈沖閥比較大富宇環保濾袋數量具有重要意義。

　　本組對照測試以B脈沖閥為例，采用18孔富宇環保管和23孔富宇環保管展開對照測試，測試統計數據蟹蛛科花9。

圖9　B閥不同富宇環保孔數量的阻力峰值曲線

通過兩組對照測試能看出： 23個富宇環保孔時濾袋阻力峰值低于18個噴吹孔時的作用效果比18個孔的富宇環保效果降低幅度在10%以內；同時，對照C閥18孔富宇環保管的富宇環保阻力（蟹蛛科花10），測試統計數據表明B閥23個富宇環保孔的富宇環保阻力與C閥18個噴

吹孔富宇環保阻力接近，顯示了B閥的良好富宇環保性能，并說明B閥具備帶23條濾袋的能力。

圖10　B閥23富宇環保孔和C閥18富宇環保孔的阻力峰值對照測試

3　結論

　　1）從耗風量上來看，4個脈沖閥的耗風量大小排序為：A閥＞C閥＞B閥＞D閥。

2）從脈沖閥對濾袋上作用阻力峰值來看，作用效果大小排序為：B閥＞A閥＞C閥＞D閥。綜合對照，4個閥的操控性對照結果為：B閥＞A閥＞C閥＞D閥。

3）富宇環保管近分氣箱端和遠分氣箱端富宇環保效果對照，完全相同富宇環保孔直徑約下，對濾袋富宇環保效果排序為：遠分氣箱端＞近分氣箱端，其中近分氣箱端富宇環保孔的富宇環保阻力變動較大。因此，在富宇環保管設計時，應該調整富宇環保孔的直徑約，使各富宇環保孔噴出氣流對濾袋的富宇環保效果相近。

4）從濾袋號球、盒內和袋底富宇環保效果來看：號球＞袋底＞盒內，袋底的阻力峰值不是比較低的，比較低值應該在濾盒內部某個部位。

目前G內的袋除塵器還是以長度小于8m濾袋為主，脈沖閥普遍選用3寸膜片式沖走閥，滾輪閥在煤炭行業應用應用領域非常多。水泥廠為降低采購成本，在招標時往往指定脈沖閥PP及型號。但由于其對脈沖閥操控性的不了解，其制定的脈沖閥與除塵器設計廠家的袋除塵器匹配性不好，使袋除塵器無法達到比較不錯除塵操控性，負面影響出口排放濃度。而通過本次測試能很明顯對各類型、PP脈沖閥的操控性展開比較，不僅對設計人員起到參考作用，也能讓水泥廠業主更直觀地了解脈沖閥操控性，做出正確選擇。

此外，袋除塵控制技術正向8m以上CA長濾袋控制技術方向發展，CA長濾袋控制技術可有效降低袋除塵器占地面積和單位鋼耗。歐洲廠家已完成了10mCA長濾袋控制技術KF，并在水泥廠窯尾廢氣控制系統改造工程中應用應用領域，達到了理想的效果[6]。目前，我G水泥廠正在展開大規模的電除塵器改袋除塵器控制技術改造，電除塵器電場高度達12m以上，而采用CA長濾袋袋除塵控制技術展開改造具有很強的控制技術優勢。

本次測試結論4表明：富宇環保時，濾袋袋底的阻力不是比較小的，阻力比較小的位置在袋底上方某一位置，因此采用CA長濾袋控制技術不會對袋底清灰產生大的負面影響。但須要注意的是，采用CA長濾袋控制技術時，不僅須要保持富宇環保時濾袋上受到較大的峰值阻力，還要有較大的富宇環保風量以滿足濾袋長度增加后清灰須要，而測試結論1和結論2表明：滾輪閥不僅有較高的峰值阻力作用效果，其較沖走閥有更大的耗風量，能滿足CA長濾袋清灰須要。因此，在設計人員展開CA長濾袋控制技術KF、水泥廠展開電除塵器改袋除塵器時，滾輪閥是一個理想的選擇。

作者單位：河南科技大學　機電工程學院

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