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操作条件对旋风除尘器性能的影响

操作条件对旋风除尘器性能的影响有以下几个方面。
(1)气体流量或入口气速
  气体流量或者说旋风除尘器的入口气速,对旋风除尘器的压力损失、除尘效率都有很大影响。
  一般来说,在一定范围内入口气速越高,除尘效率也越高。这是因为增加入口气速,能增加尘粒在运动中的离心力,尘粒易于分离,除尘效率提高。除尘效率随入口气速平方根变化。但气速太高,气流的湍动程度增加,二次夹带严重。另外气速太高,粉尘微粒与器壁的摩擦加剧,导致粗颗粒(大于40um)粉碎,使细粉尘含量增加。过高的入口气速对具有凝聚性质的粉尘也会起分散作用。当入口流速超过临界值时,紊流的影响就比分离作用增加得更快,以至于除尘效率随入口气速增加的指数小于1。若入口气速进一步增加,除尘效率反而降低,因此,旋风除尘器的入口气速不亦太高。
  另一方面,从理论分析可知,旋风除尘器的压力损失与气体流量的平方成正比,因而也和入口气速的平方成正比。所以,进口气速过大,虽然除尘效率会稍有提高(有时不提高甚至下降),但压力损失却急剧上升,即能耗增大,同时入口气速过大,也会加速旋风除尘器筒体的磨损,降低旋风除尘器的使用寿命。因此,在设计旋风除尘器的进口截面时,必须使进口气速为一适宜值,一般入口气速为18-23m/s,最好不超过35m/s。
(2)含尘气体的物理性质和进气状态
  影响旋风除尘器性能的含尘气体的物理性质主要是气体的密度和黏度。而含尘气体的密度和黏度又与进气状态有关。
  气体密度随进口温度增加降低,随进口压力的增大而增大。气体密度越大,临界粒径亦越大,故除尘效率下降。但是,气体的密度和尘粒密度相比,特别是在低压下几乎可以忽略。所以,其对除尘效率的影响较之尘粒密度来说,可忽略不计。
  旋风除尘器的效率随气体黏度的增加而降低。气体黏度变化直接与温度的改变有关,当气体温度增加时,气体黏度增大。因此,在入口风速一定的情况下,除尘效率随气体温度的增加而下降。
(3)气体含尘浓度
  气体的含尘浓度对旋风除尘器的除尘效率和压力损失都有影响。试验结果表明,处理含尘气体的压力损失要比处理清洁空气时小,且压力损失随含尘负荷的增加而减少,这是因为径向运动的大量尘粒拖曳了大量空气;粉尘从速度较高的气流向外运动到速度较低的气流中时,把能量传递给旋流气流的外层,减少其需要的压力,从而降低了压力损失。
  旋风除尘器的除尘效率随粉尘浓度增加而提高。这是因为含尘浓度的增加,粉尘的凝聚与团聚性能提高,使较小的尘粒凝聚在一起而被捕集,因而净化效率有明显的提高。但是,除尘效率提高的速度比含尘浓度增加的速度要慢得多,因此,排出气体的含尘浓度总是随着入口处的含尘浓度的增加而增加。
(4)固体粉尘的物理性质
  固体粉尘的物理性质主要有颗粒大小、密度与粉尘的粒径分布。
  粉尘的粒径分布是影响旋风除尘器的重要因素。含尘气流中固体颗粒的粒径越大,在旋风除尘器中产生的离心力越大,越有利于分离。所以,大颗粒粉尘所占有的百分数越大,则除尘效率越高。
  颗粒密度的大小直接影响到临界直径。颗粒密度越大,临界直径越小,除尘效率越高。但颗粒密度对压力损失影响很小,设计计算中可以忽略不计。
(5)含湿量
  气体的含湿量对旋风除尘器工况有较大影响。如分散度很高而黏着性很小的粉尘(小于10um的颗粒含量在30%-40%,含湿量为1%),气体在旋风除尘器中净化不好。若细颗粒量不变,含湿量增加至5%-10%,那么颗粒在旋风除尘器内互相黏结成比较大的颗粒,这些大颗粒被猛烈冲击在器壁上,气体净化将大有改善。所以有往除尘器内加些蒸汽来提高效率的做法。但是必须注意的是,水蒸气的量不亦过大,否则气体含湿量过大,将会引起粉尘粘壁,甚至堵塞,以致大大地降低旋风除尘器的性能。
(6)漏风率
  除尘器的漏风对净化效率有显著影响,尤其以除尘器的排灰口的漏风更为严重。因为旋风除尘器无论是在正压下还是在负压下运行,其底部总是处于负压状态,如果除尘器底部密封不严密,从外部渗入的空气会把正在落入灰斗的粉尘重新带走,使除尘效率显著下降。
  影响旋风除尘器性能的因素除上述外,除尘器内壁粗糙度也会影响旋风除尘器的性能。浓缩在壁面附近的粉尘微粒,可因粗糙的表面引起旋流,使一些粉尘微粒被抛入上升的气流,进入排气管,降低了除尘效率。
  所以在旋风除尘器的设计中应避免没有打光的焊缝,粗劣的法兰连结点,设计不当的进口等。
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