第一篇：旋風(fēng)除塵器技術(shù)問題分析

旋風(fēng)除塵器技術(shù)問題分析

旋風(fēng)除塵器按其性能可分以下四大類：

①高郊旋風(fēng)除塵器，其筒體直徑較小，用來分離較細(xì)的粉塵，除塵效率在95%以上；

②大流量旋風(fēng)除塵器，筒體直徑較大，用于處理很大的氣體流量，其除塵效率為50-80%以；

③通用型旋風(fēng)除塵器，處理風(fēng)量適中，因結(jié)構(gòu)形式不同，除塵效率波動在70-85%之間，④防爆型旋風(fēng)除塵器，本身帶有防爆閥，具有防爆功能。

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，可分為長錐體、圓筒體、擴散式、旁路型。

按組合、安裝情況分為內(nèi)旋風(fēng)除塵器、外旋風(fēng)除塵器、立式與臥式以及單筒與多管旋風(fēng)除塵器。

按氣流導(dǎo)入情況，氣流進入旋風(fēng)除塵后的流路路線，以及帶二次風(fēng)的形式可概括地分為以下兩種：

①切流反轉(zhuǎn)式旋風(fēng)除塵器

②軸流式旋風(fēng)除塵器

了解了旋風(fēng)除塵器的基本分類形式，根據(jù)現(xiàn)場煙氣實際工況就比較容易選型了，一般旋風(fēng)除塵器選型時應(yīng)注意以下基本原則：

①旋風(fēng)除塵器凈化氣體量應(yīng)與實際需要處理風(fēng)量一致。選擇除塵器直徑時應(yīng)盡量小些，如果要求通過的風(fēng)量較大，可采用若干個小直徑的旋風(fēng)除塵器并聯(lián)為宜，如果處理氣量與多管旋風(fēng)除塵器相符，以選多管旋風(fēng)除塵器為宜。

②旋風(fēng)除塵器的入口氣速要保持在18-23m/s，低于18m/s時，其除塵效率下降，高于23m/s時，除塵效率提高不明顯，但阻力損失增加，能耗增大。

③選擇旋風(fēng)除塵器時，要根據(jù)工況考慮阻力損失和結(jié)構(gòu)形式，盡可能做到既節(jié)省動力消耗又能得到最佳除塵分離效果及以便于制造、維護管理。

④陶瓷旋風(fēng)除塵器能捕集到的最小塵粒應(yīng)等于或稍小被處理氣體的粉塵粒度。

⑤當(dāng)含塵氣體溫度很高時，要注意保溫，避免水分在除塵設(shè)備內(nèi)凝結(jié)。假如粉塵不吸收水分，除塵器的工作溫度要比露點溫度高出30度左右。假如粉塵吸水性較強，除塵器的工作溫度要比露點溫度高出40-50度。以避免露點腐蝕。

⑥旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)的密封要好，確保不漏風(fēng)。尤其是負(fù)壓操作，更應(yīng)該注意卸料鎖風(fēng)裝置的可靠性。

⑦易燃易爆粉塵，應(yīng)設(shè)有防爆裝置。防爆裝置的通常做法是在入口管道上加一個安全防爆閥門。

⑧當(dāng)粉塵黍度較小時，最大允許含塵濃度與旋風(fēng)筒直徑有關(guān)，即直徑越大，允許含塵質(zhì)量濃度也越大。

同時必須注意影響旋風(fēng)除塵器性能的主要因素：①旋風(fēng)除塵器的直徑（外筒直徑D0）；②旋風(fēng)除塵器的高度；③旋風(fēng)除塵器的進口；④排氣管；⑤卸灰裝置

旋風(fēng)式除塵器維護和保養(yǎng)

1、旋風(fēng)除塵器的正確操作

1.1啟動前的準(zhǔn)備工作

1)檢查各連接部位是否連接牢固。

2)檢查除塵器與煙道，除塵器與灰斗，灰斗與排灰裝置、輸灰裝置等結(jié)合部的氣密性，消除漏灰、漏氣現(xiàn)象。

3)關(guān)小擋板閥，啟動通風(fēng)機、無異?，F(xiàn)象后逐漸開大擋板閥，以便除塵器通過規(guī)定數(shù)量的含塵氣體。

1.2運行時技術(shù)要求

1)注意易磨損部位如外筒內(nèi)壁的變化。

2)含塵氣體溫度變化或濕度降低時注意粉塵的附著、堵塞和腐蝕現(xiàn)象。

3)注意壓差變化和排出煙色狀況。因為磨損和腐蝕會使除塵器穿孔和導(dǎo)致粉塵排放，于是除塵效率下降、排氣煙色惡化、壓差發(fā)生變化。

4)注意除塵器各部位的氣密性，檢查旋風(fēng)筒氣體流量和集塵濃度的變化。

1.3作業(yè)后的技術(shù)工作

1)為防止粉塵的附著和腐蝕，除塵作業(yè)結(jié)束后讓除塵器繼續(xù)運行一段時間，直到除塵器內(nèi)完全被清潔空氣置換后方可停止除塵器運行。

2)消除內(nèi)筒、外筒和葉片上附著的粉塵，清除灰斗內(nèi)的粉塵。

3)必要時修補磨損和腐蝕引起的穿孔。

4)檢查各部位的氣密性，必要時更換密封元件。

5)按照使用說明書的規(guī)定對風(fēng)機進行例行保養(yǎng)。

2、旋風(fēng)式除塵器的維護

旋風(fēng)式除塵器運行時應(yīng)穩(wěn)定運行參數(shù)、防止漏風(fēng)和關(guān)鍵部位磨損、避免粉塵的堵塞，否則將嚴(yán)重影響除塵效果。

2.1穩(wěn)定運行參數(shù)

旋風(fēng)式除塵器運行參數(shù)主要包括：除塵器入口氣流速度，處理氣體的溫度和含塵氣體的入口質(zhì)量濃度等。

1)入口氣流速度。對于尺寸一定的旋風(fēng)式除塵器，入口氣流速度增大不僅處理氣量可提高，還可有效地提高分離效率，但壓降也隨之增大。當(dāng)入口氣流速度提高到某一數(shù)值后，分離效率可能隨之下降，磨損加劇，除塵器使用壽命縮短，因此入口氣流速度應(yīng)控制在18~23m/s范圍內(nèi)。

2)處理氣體的溫度。因為氣體溫度升高，其粘度變大，使粉塵粒子受到的向心力加大，于是分離效率會下降。所以高溫條件下運行的除塵器應(yīng)有較大的入口氣流速度和較小的截面流速。

3)含塵氣體的入口質(zhì)量濃度。濃度高時大顆粒粉塵對小顆粒粉塵有明顯的攜帶作用，表現(xiàn)為分離效率提高。

2.2防止漏風(fēng)

旋風(fēng)式除塵器一旦漏風(fēng)將嚴(yán)重影響除塵效果。據(jù)估算，除塵器下錐體或卸灰閥處漏風(fēng)1%時除塵效率將下降5%；漏風(fēng)5%時除塵效率將下降30%。旋風(fēng)式除塵器漏風(fēng)有三種部位：進出口連接法蘭處、除塵器本體和卸灰裝置。引起漏風(fēng)的原因如下：

1)連接法蘭處的漏風(fēng)主要是螺栓沒有擰緊、墊片厚薄不均勻、法蘭面不平整等引起的。

2)除塵器本體漏風(fēng)的主要原因是磨損，特別是下錐體。據(jù)使用經(jīng)驗，當(dāng)氣體含塵質(zhì)量濃度超過10g/m3時，在不到100天時間里可以磨壞3mm的鋼板。

3)卸風(fēng)裝置漏風(fēng)的主要原因是機械自動式（如重錘式）卸灰閥密封性差。

2.3預(yù)防關(guān)鍵部位磨損

影響關(guān)鍵部磨損的因素有負(fù)荷、氣流速度、粉塵顆粒，磨損的部位有殼體、圓錐體和排塵口等。防止磨損的技術(shù)措施包括：

1)防止排塵口堵塞。主要方法是選擇優(yōu)質(zhì)卸灰閥，使用中加強對卸灰閥的調(diào)整和檢修。

2)防止過多的氣體倒流入排灰口。使用的卸灰閥要嚴(yán)密，配重得當(dāng)。

3)經(jīng)常檢查除塵器有無因磨損而漏氣的現(xiàn)象，以便及時采取措施予以杜絕。

4)在粉塵顆粒沖擊部位，使用可以更換的抗磨板或增加耐磨層。

5)盡量減少焊縫和接頭，必須有的焊縫應(yīng)磨平，法蘭止口及墊片的內(nèi)徑相同且保持良好的對中性。

6)除塵器壁面處的氣流切向速度和入口氣流速度應(yīng)保持在臨界范圍以內(nèi)。

2.4避免粉塵堵塞和積灰

旋風(fēng)式除塵器的堵塞和積灰主要發(fā)生在排塵口附近，其次發(fā)生在進排氣的管道里。

1)排塵口堵塞及預(yù)防措施。引起排塵口堵塞通常有兩個原因：一是大塊物料或雜物（如刨花、木片、塑料袋、碎紙、破布等）滯留在排塵口，之后粉塵在其周圍聚積；二是灰斗內(nèi)灰塵堆積過多，未能及時排出。預(yù)防排塵口堵塞的措施有：在吸氣口增加一柵網(wǎng)；在排塵口上部增加手掏孔（孔蓋加墊片并涂密封膏）。

2)進排氣口堵塞及其預(yù)防措施。進排氣口堵塞現(xiàn)象多是設(shè)計不當(dāng)造成的——進排氣口略有粗糙直角、斜角等就會形成粉塵的粘附、加厚，直至堵塞。

3、旋風(fēng)式除塵器故障排除

旋風(fēng)式除塵器常見故障的現(xiàn)象、原因分析及排除方法如下介紹：

故障現(xiàn)象：殼體縱向磨損

原因分析：(1)殼體過度彎曲而不圓，造成盛況凸塊；(2)內(nèi)部焊縫未打磨光滑；(3)焊接金屬和基底金屬硬度差異較大，鄰近焊接處的金屬因退火而軟于基體金屬

排除方法：(1)矯正消除凸形；(2)打磨光滑，且和殼內(nèi)壁表面一樣光滑；(3)盡量減小硬度差異

故障現(xiàn)象：殼體橫向磨損

原因分析：(1)殼體連接處的內(nèi)表面不光滑或不同心；(2)不同金屬的硬度差異

排除方法：(1)處理連接處內(nèi)表面，保持光滑和同心度；(2)減少硬度差異

故障現(xiàn)象：圓錐體下部和排塵口磨損，排塵不良

原因分析：(1)倒流入灰斗氣體增至臨界點；(2)排灰口堵塞或灰斗粉塵裝得太滿

排除方法：(1)單筒器，防止氣體漏入灰斗或料腿部；對于多管器，應(yīng)減少氣體再循環(huán)；(2)疏通堵塞，防止灰斗中粉塵沉積到排塵口高度

故障現(xiàn)象：壁面積灰嚴(yán)重

原因分析：(1)壁面表面不光滑；(2)微細(xì)塵粒含量過多；(3)氣體中水氣冷凝，出現(xiàn)結(jié)露或結(jié)塊

排除方法：(1)處理內(nèi)表面；(2)定期導(dǎo)入含粗粒子氣體擦清壁面；定期將大氣或壓縮空氣引進灰斗，使氣體從灰斗倒流一段時間，清理壁面，保持切向速度15m/s以上；(3)隔熱保溫或?qū)ζ鞅诩訜?/p>

故障現(xiàn)象：排塵口堵塞

原因分析：(1)大塊物料式雜物進入；(2)灰斗內(nèi)粉塵堆積過多

排除方法：(1)及時檢查、消除；(2)采用人工或機械方法保持排塵口清潔，以使排灰暢通

故障現(xiàn)象：進氣和排氣通道堵塞

原因分析：進氣管內(nèi)側(cè)和排氣管內(nèi)外側(cè)的積灰

排除方法：檢查壓力變化，定時吹灰處理或利用清灰裝置清除積灰

第二篇：旋風(fēng)除塵器復(fù)習(xí)題

試卷

旋風(fēng)除塵器復(fù)習(xí)題

一、選擇題：

1、旋風(fēng)除塵器又稱旋風(fēng)分離器，是利用旋轉(zhuǎn)的氣體流的（D）使粒子從氣體中分離出來的設(shè)備。

A、重力及離心力

B、重力

C、風(fēng)力

D、離心力

2、旋風(fēng)除塵器工作過程中，當(dāng)含塵氣體由切向進氣口進入旋風(fēng)分離器時氣流將由直線運動變?yōu)椋˙）。A、曲線運動

B、圓周運動

C、變速運動

D、不確定

3、旋風(fēng)除塵器的性能包括分割粒徑、除塵效率、阻力損失、（A）等。A、漏風(fēng)率

B、漏塵率

C、離心力損失

D、重力除塵

4、旋風(fēng)除塵器的除塵效率與塵粒的粒徑有關(guān)。粒徑越大，效率（B）。

A、越低

B、越高

C、與粒徑無關(guān)系

5、影響旋風(fēng)除塵器效率的因素有（A）、除塵器的結(jié)構(gòu)尺寸、粉塵粒徑與密度、氣體溫度和黏度、除塵器下部的氣密性、旋風(fēng)除塵器的進口型式。

A、入口流速

B、出口流速

C、除塵器材質(zhì)

D、以上選項都包括。

6、旋風(fēng)除塵器的阻力主要由進口阻力、旋渦流場阻力和（C）三部分組成，A、通風(fēng)阻力

B、流動阻力

C、排氣管阻力

7、多管旋風(fēng)除塵器是指多個（D）組成一體并共用進氣室和排氣室以及灰斗而形成多管除塵器。

A、旋風(fēng)子串聯(lián)

B、排氣管串聯(lián)

C、排氣管并聯(lián)

D、旋風(fēng)子并聯(lián)

8、旋風(fēng)除塵器一般常用的入口氣速在（C）間。

A、15-20 m/s B、10-20 m/s C、14-20 m/s D、14-25 m/s

9、（A）為最普通的一種進口型式，制造簡單，旋風(fēng)除塵器外形尺寸緊湊。A、切向進口

B、螺旋面進口

C、蝸殼式進口

D、軸向式進口

10、我廠復(fù)合肥車間五系旋風(fēng)除塵器進口型式為（A）

A、切向進口

B、螺旋面進口

C、蝸殼式進口

D、軸向式進口

二、判斷題：

1、旋風(fēng)除塵器的工作過程是當(dāng)含塵氣體由切向進氣口進入旋風(fēng)分離器時氣流將由直線運動變?yōu)榍€運動。（×）

2、旋風(fēng)除塵器中旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣體到達錐體時，因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏。根據(jù)“旋轉(zhuǎn)矩”不變原理，其切向速度不斷提高，塵粒所受離心力也不斷加強。（√）

3、當(dāng)氣流到達錐體下端某一位置時，即以同樣的旋轉(zhuǎn)方向從旋風(fēng)分離器中部，由下反轉(zhuǎn)向上，繼續(xù)做螺旋性流動，即外旋氣流。（×）

4、旋風(fēng)除塵器的分割粒徑越小，表明除塵器的分離性能越好。（√）

5、除塵效率隨著塵粒密度的增大而提高，密度小，難分離，除塵效率下降。（√）

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試卷

6、旋風(fēng)除塵器的除塵效率隨氣體溫度或黏度的增加而提高。（×）

7、常用的排氣管有兩種形式：一種是下端收縮式；另一種為直筒式。（√）

8、旋風(fēng)除塵器運行管理的基本要求是：穩(wěn)定運行參數(shù)；防止漏風(fēng)；預(yù)防關(guān)鍵部位磨損；避免粉塵的堵塞。

（√）

9、旋風(fēng)除塵器漏風(fēng)有三個部位：除塵器進、出口連接法蘭處；除塵器本體；除塵器卸灰裝置。（√）

10、旋風(fēng)除塵器的故障多半是由于磨蝕、堵塞與腐蝕引起的。（√）

三、多選題

1、旋風(fēng)除塵器的優(yōu)點有（ABCD）

A、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單

B、設(shè)備緊湊

C、造價低

D、維修方便

2、旋風(fēng)除塵器按入口方式分為：（ACD）

A、切線入口

B、螺旋面入口

C、蝸殼式入口

D、軸流入口

3、引起旋風(fēng)除塵器漏風(fēng)的原因有哪些（ABC）

A、除塵器進出口連接法蘭處的漏風(fēng)主要是由于連接件使用不當(dāng)引起的；

B、除塵器的本體漏風(fēng)的原因主要是磨損,根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，當(dāng)氣體含塵質(zhì)量濃度超過10g/m3時，在不到100天的時間里可能磨壞3 mm厚的鋼板；

C、卸灰裝置的漏風(fēng)是除塵器漏風(fēng)的又一個重要方面。卸灰閥嚴(yán)密性稍有不當(dāng)即產(chǎn)生漏風(fēng)。D、旋風(fēng)除塵器自身磨損。

4、普通旋風(fēng)除塵器的組成部分有（ABCD）

A、筒體

B、錐體

C、進氣管與排氣管 D、排灰口

5、旋風(fēng)除塵器的除塵效率與塵粒的（A）有關(guān)。粒徑（C），效率越高。A、粒徑

B、密度

C、越大

D、越小

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第三篇：旋風(fēng)除塵器的研究進展

旋風(fēng)除塵器的研究進展

白玉 20100970 旋風(fēng)除塵器作為一種氣固分離裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、無運動部件、造價便宜、除塵效率較高、維護管理方便，可在高溫、高壓環(huán)境下工作等特點。其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來，已有百余年的歷史，對于捕集、分離5一l0μm以上的塵粒顆粒效率較高，其除塵效率可達90％左右。廣泛應(yīng)用于能源動力、化工等行業(yè)，是目前應(yīng)用最廣的氣固分離裝置之一。

但是傳統(tǒng)的旋風(fēng)除塵器普遍存在排氣口短路流、錐體部分二次揚塵以及上灰環(huán)夾帶等問題，而且放大效應(yīng)顯著。工業(yè)應(yīng)用表明對于粒徑為3μm以下的顆粒分離效率很低，即便是3～10μm粒徑范圍內(nèi)的顆粒，分離效率也僅在80％ ～90％左右。隨著工業(yè)裝置生產(chǎn)規(guī)模的提高，各項粉體工業(yè)的發(fā)展對大氣環(huán)境的污染也越來越多，同時人們對大氣環(huán)境的保護潔凈意識也越來越強，對大氣環(huán)境有著更高的要求。因此無論是大氣環(huán)境保護，還是粉體工程都要求不斷提高旋風(fēng)除塵器的性能。一方面要求旋風(fēng)除塵器有更強的捕集細(xì)粉的能力；另一方面要求旋風(fēng)除塵器的壓降進一步減少，以降低能耗。所以，迫切需要研究出高效能且低能耗的新型旋風(fēng)除塵器。近年來，國內(nèi)外已有許多學(xué)者基于這兩方面對旋風(fēng)除塵器做了大量試驗研究，也提出了很多可行的措施和設(shè)計方案并已應(yīng)用于實際工程中。在此，對近幾年國內(nèi)外有關(guān)提高旋風(fēng)除塵器捕集細(xì)粉能力和降壓力損失改進措施的研究進展進行綜述。1 旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)及工作原理

是一種典型的旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖，由切向人口、圓筒、圓錐、排氣管、排灰口等幾部分組成。含塵氣流從直筒段下部以切向方式進人內(nèi)筒，做旋轉(zhuǎn)上升運動，含塵氣流中所含較大的固體顆粒在重力作用下直接沉人錐體。中等直徑的固體顆粒隨氣流旋轉(zhuǎn)上升時，由于離心作用而被甩向內(nèi)簡壁，然后沿內(nèi)筒壁沉降進人錐體，一次分離后的大部分純凈氣體直接從頂部排氣管排出。而較小的固體顆粒隨流體旋出內(nèi)筒上端后，被甩向內(nèi)外筒體間的環(huán)隙，連同部分氣體環(huán)流而下進入錐體，在錐體內(nèi)得到二次分離，被分離后的純凈氣體沿軸向返回內(nèi)筒，亦由排氣管排出，最終固體顆粒在錐筒體底部富集，并由底部排灰口排出，從而使氣固兩相得到分離。

收集的粉塵 圖1 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)示意 降低阻力方法的研究進展

旋風(fēng)除塵器的流動阻力主要包括進氣管的流動損失；氣體在筒體內(nèi)和桶壁摩擦造成的能量損失；氣體進入旋風(fēng)除塵器內(nèi)，因流通截面突變造成膨脹或者壓縮，旋轉(zhuǎn)而造成的能量損失；排氣芯管內(nèi)的損失。這些損失里面有些是對捕集分離粉塵起有效作用的，可以稱之為有效能；而有些是對捕集分離粉塵不起作用的，可以稱之為消耗能。旋風(fēng)分離器降低阻力的目標(biāo)就是要增大有效能在總的能量損失中所占比例，減少消耗能所占比例。而對于旋風(fēng)分離器的減阻研究，國內(nèi)外已有很多研究人員做了相關(guān)工作，提出了很多減阻措施。以下介紹常見的減阻方式及其研究進展。

2．1 進口處結(jié)構(gòu)改進

針對單進口旋風(fēng)器內(nèi)流場的軸不對稱性問題，沈恒根等從結(jié)構(gòu)上改單進口為雙進口，通過雙進口旋風(fēng)器內(nèi)流場實驗研究表明，短路氣流量比單進口少30％，雙進口旋風(fēng)器比單進口旋風(fēng)器更有利于提高除塵效率，降低設(shè)備阻力。Lim等通過實驗方法也對雙進口結(jié)構(gòu)旋風(fēng)器的分離性能進行研究．結(jié)果表明雙進口旋風(fēng)器的分離效率比單進口結(jié)構(gòu)高5％～15％。Gautam 和Moore等還對多進口旋風(fēng)器進行了研究，結(jié)果表明多進口結(jié)構(gòu)也能起到降阻增效的作用。

2．2 排塵口減阻方法

為了降低排氣管內(nèi)的漩渦程度，不改變排氣管形狀，而在排氣管內(nèi)部或后部附加減阻裝置以便回收能量。常見的排氣管處減阻方式有以卜幾種：改變排氣管結(jié)構(gòu)、將排氣管偏置或在排氣管內(nèi)部安裝整流葉片可使阻力減少22．8％；在排氣管口裝設(shè)漸開線蝸殼可使阻力降低5％～1O％；在排氣管出口加設(shè)圓錐形擴散器，若擴散角選取合適，可使阻力降低10％ ～33％；在排氣管彎頭后水平安裝雙錐圓筒減阻器等，若采用優(yōu)化尺寸的雙錐圓筒，可使阻力減少7％～25％。

2．3 安裝導(dǎo)流板

為了抑制入門進氣偏向筒壁而產(chǎn)生的壓縮現(xiàn)象，可以安裝導(dǎo)板，從而改善旋風(fēng)除塵器入門處的流場狀態(tài)，減少阻力損失，而且導(dǎo)流板技術(shù)實施非常方便對老設(shè)備改造有著極其重大的意義。李利等人通過對旋風(fēng)除塵器入口處流場狀況的分析，揭示了導(dǎo)流板對改善旋風(fēng)除塵塞入口流狀況的作用機理。同時給出了在不同尺寸導(dǎo)流板存在下測得的旋內(nèi)除塵器的阻力損失和除塵效率等數(shù)據(jù)，得出用恰當(dāng)尺寸的導(dǎo)流板能夠在不降低除塵效率的前提下降低阻力損失。華東冶金學(xué)院的祝立萍在這方面做了大量的實驗研究，證明采用安裝導(dǎo)向板的方法，確實可以降低除塵器的阻力，并且對弧形導(dǎo)向板和方形導(dǎo)向板進行了比較，發(fā)現(xiàn)弧形導(dǎo)向板的綜合效果更好一些。2007年趙峰等對加設(shè)不同形式導(dǎo)流板的旋風(fēng)分離器進行了試驗研究，研究表明試驗所安裝導(dǎo)流板不同程度地降低了分離器的阻力，同時也對分離效率產(chǎn)生了影響。不同形式的導(dǎo)流板適用于不同的應(yīng)用場合。

2．4 安裝減阻器

旋風(fēng)除塵器減阻桿減阻就是在旋風(fēng)除塵器內(nèi)適當(dāng)位置安裝一根特定形狀的剛性桿件減阻桿形成尾渦與原流場中的渦旋相互作用改變流場結(jié)構(gòu)來降低流動壓力損失。隨著該項技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用范圍的不斷擴大，國內(nèi)外研究者對該技術(shù)的研究也在不斷的深入。

1996年王連澤和彥啟森研究了減阻桿塒流場的影響，發(fā)現(xiàn)了減阻桿對流場結(jié)構(gòu)改變的規(guī)律，為分析減阻桿的減阻機理提供了依據(jù)；同時他們還發(fā)現(xiàn)旋風(fēng)分離器入口附近有近24％的短路流量，設(shè)法減小這郡分的短路流量是提高分離效率的一個研究方向。

2004年衛(wèi)國強等首次利用數(shù)值模擬方法對旋風(fēng)分離器進行了減阻桿減阻的研究。通過對比流場計算結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)，證明文中所采用的網(wǎng)格劃分方法、RSM 湍流模型和邊界條件是可靠的，為數(shù)值設(shè)計高效率的減阻桿提供了簡便可靠的辦法。

2005年王連澤等分別采用五孔形球形探針、激光多普勒測速儀和粒子圖像測速儀對旋風(fēng)除塵器內(nèi)安裝減阻桿前后的時均流場與湍流場進行了測量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)減阻桿降低了流場中對粉塵分離無益的內(nèi)旋流切向速度，削弱了中心區(qū)域的湍流強度，使湍流耗散減弱，從而實現(xiàn)了減阻。

2005年王建軍等利用激光多普勒測速儀對裝有減阻桿的旋風(fēng)分離器內(nèi)流場進行了詳細(xì)的測量。結(jié)果表明減阻桿改變了旋風(fēng)分離器內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)，減阻桿后存在明顯的擾流尾渦區(qū)。相同形狀的減阻桿，迎風(fēng)寬度越大，在桿后形成的繞流尾渦影響區(qū)的范圍和強度越大。減阻桿后形成的繞流尾渦對旋風(fēng)分離器內(nèi)流場的影響是實現(xiàn)減阻的原因之一。

2006年龔安龍等利用Plv技術(shù)對stair-mand型旋風(fēng)分離器中安裝減阻桿前后的強湍流場進行了測量。結(jié)果表明安裝減阻桿大幅降低了中心區(qū)域的湍流脈動和Reynolds應(yīng)力，使湍流能量耗散大幅降低，從而降低了分離器的壓力損失。

2007年張建等利用雷諾應(yīng)力模型分別計算了在旋風(fēng)分離器排氣芯管下口安裝雙進口螺旋減阻裝置前后旋風(fēng)分離器壓力損失和流場。通過對比數(shù)值模擬計算結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)旋風(fēng)分離器數(shù)值模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合較好；減阻裝置使切向速度在上行流大幅度降低，使分離空間內(nèi)的平均軸向速度下降，中心區(qū)域的切向速度梯度和軸向速度梯度明顯降低；壓降損失降低35％以上，并且分離效率沒有受到不利影響。

2007年劉成文 等利用激光多普勒測速儀(LDV)測量了安裝減阻桿前后的旋風(fēng)分離器的流場，得到了時均速度、均方根速度、雷諾應(yīng)力等參數(shù)分布。結(jié)果表明減阻桿使時均切向速度及其速度梯度大幅度降低，減弱或消除了中心滯流現(xiàn)象。除在減阻桿后局部區(qū)域外，大尺寸減阻桿對切向速度及其速度梯度的降低作用最明顯，同時消除滯留的效果好。減阻桿的截面尺寸對旋風(fēng)分離器的湍流強度有影響，小尺寸減阻桿使大部分區(qū)域湍流降低，而大尺寸減阻桿使大部分區(qū)域的湍流增強，兩種尺寸的減阻桿都使桿后尾跡區(qū)的湍流得到增強。

2．5 采用下排氣結(jié)構(gòu)

采用此結(jié)構(gòu)類型的除塵器取消了上排氣芯管，采用下排氣芯管，簡體結(jié)構(gòu)采用上部直徑小，下部簡體直徑大，中間用以擴散錐體作為過渡段。其工作過程是含塵氣體切向進人除塵器后，在穩(wěn)流體與筒壁之間的環(huán)形區(qū)域做旋轉(zhuǎn)運動，這股氣流受到隨后氣流的擠壓向下旋轉(zhuǎn)，在這過程中塵粒在離心力作用下被甩向簡體壁面，在氣流推動和重力作用下下滑，當(dāng)趨于潔凈的氣流旋至下排氣芯管人口時，直接進入排氣芯管排出少量氣體繼續(xù)下旋至錐體底，再折轉(zhuǎn)向上最后經(jīng)排氣芯管排出.從其結(jié)構(gòu)特點和工作過程看，由于它消除了內(nèi)旋渦旋，外旋氣流與潔凈氣流同向以及獨特的筒體形狀，使除塵器在保持高除塵效率的基礎(chǔ)上，壓力損失也大大降低。趙旭東等對該類型除塵器研制的理論依據(jù)、技術(shù)關(guān)鍵、結(jié)構(gòu)特點、工作原理、試驗臺系統(tǒng)的設(shè)計以及主要性能的測試結(jié)果做了介紹。證明取消旋風(fēng)除塵器的上排氣芯管是降低除塵器阻力損失提高效率的有效途徑。提高細(xì)粉捕集能力方法的研究進展

隨著對旋風(fēng)除塵器的廣泛研究和應(yīng)用開發(fā)，旋風(fēng)除塵器的新結(jié)構(gòu)層出不窮，應(yīng)用范圍也在不斷的擴大。細(xì)粉的捕集能力也在不斷的提高，已經(jīng)突破了旋風(fēng)除塵器不能用于5微米以下微細(xì)粉分離的傳統(tǒng)知識，下面就近幾年有關(guān)國內(nèi)外提高旋風(fēng)除塵器細(xì)粉捕集效率的研究進展進行簡要綜述。

3．1 在旋風(fēng)除塵器中抽出部分氣體

早在l951年，C．J．StairmandL就認(rèn)為灰斗抽氣能提高旋風(fēng)分離器分離效率，但一直沒有受到重視.隨后P．W．Sage和M．A．Wright 通過實驗認(rèn)灰斗抽氣比排氣管抽氣更有效，灰斗抽氣可以減少出口氣體中粉塵濃度40％以上。H．Yoshida ,李敏等人也通過實驗表明旋風(fēng)除塵器的分離效率隨著抽氣率的提高而明顯增大。吳淑虹，張建等人研究結(jié)果都表明灰斗抽氣可以提高錐體內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流切向速度，軸向速度，減少能夠降低氣流攜帶顆粒返混能力，并減小排氣芯管下口短路流，提高旋風(fēng)分離器分離效率，并且對于給定的旋風(fēng)除塵器，抽氣率應(yīng)有一最優(yōu)值。但是進一步的研究還發(fā)現(xiàn)，灰斗抽氣對效率提高的幅度與分離器入口的顆粒濃度密切相關(guān)，人口顆粒濃度越高，灰斗抽氣的影響越顯著；當(dāng)入口顆粒質(zhì)量濃度低于5 g／m3 時，灰斗抽氣幾乎沒有影響。因此，若入口顆粒濃度較高，僅采用灰斗抽氣往往不能使尾氣達標(biāo)排放；且從灰斗抽氣對于尾氣排放控制則顯得更為直接，抽出的塵量大,處理費用也會相應(yīng)的增加?；诖松蹏d提出一種稱為R—s型旋風(fēng)分離器的排氣管抽氣分離系統(tǒng)，此結(jié)構(gòu)在壓降相近的條件下，處理氣量大于兩級串聯(lián)，分離效率優(yōu)于兩級旋風(fēng)分離器串聯(lián)；與三級串聯(lián)旋風(fēng)除塵器的分離效率相近，而壓降僅為三級串聯(lián)的60％。

3．2 在排氣管下口增設(shè)分離元件

在旋風(fēng)除塵器中，由于內(nèi)旋流進入排氣管時仍處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時在排氣管底端還存在“短路流”，影響了細(xì)顆粒的分離。因此，改進排氣管結(jié)構(gòu)對于旋風(fēng)器消旋減阻和分離效率的提高具有實際意義。部分研究者在排氣管內(nèi)加裝各種擋板、翼片等構(gòu)件，實驗結(jié)果往往是壓降降低，效率也降低，主要原因是降低了旋渦旋轉(zhuǎn)強度。但在排氣管下適當(dāng)位置增設(shè)圓盤和導(dǎo)流翼片等構(gòu)件，以及將分離器的排氣管下端封閉，并在邊上開槽(或孔)，這些結(jié)構(gòu)不僅防止上旋氣流攜帶細(xì)顆粒進入排氣管，提高了分離效率，還能降低阻力損失。倪文龍設(shè)計了雙出風(fēng)口旋風(fēng)分離器，用于替代水泥生產(chǎn)過程中的選粉機，與單排氣口的旋風(fēng)分離器相比，阻力損失減小15％～4l％，除塵效率增加2.6％～l1．3％，獲得了明顯的降阻提效效果；中國石油大學(xué)(北京)近年開發(fā)出了一種排氣管末端分離結(jié)構(gòu)——塔式排氣管，研究結(jié)果表明其分離效率比PV型高效旋風(fēng)分離器同比提高2％左右，同時壓降還可降低13％以上，使細(xì)粉的捕集效率明顯提高。

3．3 在旋風(fēng)分離內(nèi)部加入機械旋轉(zhuǎn)部件

作為靜態(tài)設(shè)備的普通旋風(fēng)除塵器，如果在其內(nèi)部加入機械旋轉(zhuǎn)部件，利用其高速旋轉(zhuǎn)獲得人為可控、比氣流自然旋轉(zhuǎn)更強的強制離心力場，則可顯著提高分離效率，可分離5μm及以下超細(xì)顆粒，為超細(xì)粉塵的氣固分離提供另一個新方法，這便是動態(tài)旋風(fēng)分離器.機械回轉(zhuǎn)機構(gòu)是動態(tài)旋風(fēng)分離器的關(guān)鍵部件，現(xiàn)已試驗過多種結(jié)構(gòu)方案。陳海焱將旋風(fēng)分離器的排氣管改為旋轉(zhuǎn)渦輪，用電機帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，做成一種最簡單的動態(tài)旋風(fēng)分離器。實驗結(jié)果顯示渦輪除塵器可以滿足高濕高粘附性微細(xì)粉塵的收集要求，對含有d小于4μm微細(xì)粉，含塵質(zhì)量濃度達l2g／m3 的氣固流，通過渦輪除塵器后，出口的含塵質(zhì)量濃度可控制為36mg／m3，收集效率達99．7％。在運轉(zhuǎn)過程中，收集系統(tǒng)可以保持穩(wěn)定、可靠地運行。除塵渦輪葉片及筒壁無明顯粘附現(xiàn)象。波蘭ChmielniakT和Bryczkowski A也設(shè)計了類似的葉片渦輪旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，他們的排氣管從分離器下部引出。在試驗室內(nèi)將這神帶旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的分離器和同直徑的Stairmand高效旋分器進行性能試驗對比。結(jié)果收塵效率隨葉輪轉(zhuǎn)速增加而增加；對試驗的中位粒徑10μm的白云石粉，分離效率為94．O％一96．1％，位粒徑8m的粉料，分離效率為90．O％～95．2％；對應(yīng)的Stairmand高效旋分器的效率則是84．2％與83．0％。分離器壓降總體上差別不大，高氣量時還略低Stairmand型。

動態(tài)旋風(fēng)分離器的缺點也很明顯，它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機械回轉(zhuǎn)機構(gòu)難以用于高溫等苛刻工況；離心力場和層流耦合的結(jié)構(gòu)還存在設(shè)備單位體積的處理氣量較小等問題，還需要不斷深人研究。結(jié)論

綜上所述，在旋風(fēng)除塵器的眾多性能指標(biāo)中，壓力損失和細(xì)粉捕集效率一直為旋風(fēng)除塵器研究者所關(guān)注。鑒于此人們已做了相當(dāng)多的努力，研究出多種結(jié)構(gòu)形式的旋風(fēng)除塵器，但是要真正達到低阻高效的目的，滿足各種工業(yè)要求還需要進行更加深入的研究。另外，隨著計算機數(shù)值模擬等現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用汁算流體動力學(xué)技術(shù)優(yōu)化旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)來降低研究成本是很有必要的.參考文獻

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第四篇：旋風(fēng)除塵器工作原理

旋風(fēng)除塵器工作原理

旋風(fēng)式除塵器的組成及內(nèi)部氣流 旋風(fēng)除塵器是除塵裝置的一類。除沉機理是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運動，借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。旋風(fēng)除塵器于1885年開始使用，已發(fā)展成為多種型式。按其流進入方式，可分為切向進入式和軸向進入式兩類。在相同壓力損失下，后者能處理的氣體約為前者的3倍，且氣流分布均勻。普通旋風(fēng)除塵器由簡體、錐體和進、排氣管等組成。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造、安裝和維護管理，設(shè)備投資和操作費用都較低，已廣泛用來從氣流中分離固體和液體粒子，或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下，作用于粒子上的離心力是重力的5,2500倍，所以旋風(fēng)除塵器的效率顯著高于重力沉降室。大多用來去除0.3μm以上的粒子，并聯(lián)的多管旋風(fēng)除塵器裝置對3μm的粒子也具有80,85%的除塵效率。選用耐高溫、耐磨蝕和服飾的特種金屬或陶瓷材料構(gòu)造的旋風(fēng)除塵器，可在溫度高達1000?，壓力達500×105Pa的條件下操作。從技術(shù)、經(jīng)濟諸方面考慮旋風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般為500,2000Pa。

優(yōu)點

按照前面軸向速度對流通面積積分的方法，一并計算常規(guī)旋風(fēng)除塵器安裝了不同類型減阻桿后下降流量的變化，并將各種情況下不同斷面處下降流量占除塵器總處理流量的百分比繪入，為表明上、下行流區(qū)過流量的平均值即下降流量與實際上、下地流區(qū)過流量差別的大小?？煽闯龈髂Ｐ偷亩搪妨髁考跋陆盗髁垦爻龎m器高度的變化。與常規(guī)旋風(fēng)除塵器相比，安裝全長減阻桿1#和4#后使短路流量增加但安裝非全長減阻桿H1和H2后使短路流量減少。安裝1#和4#后下降流量沿流程的變化規(guī)律與常規(guī)旋風(fēng)除塵器基本相同，呈線性分布，三條線近科平行下降。但安裝H1和H2后，分布呈折線而不是直線，其拐點恰是減阻桿從下向上插入所伸到的斷面位置。由此還可以看到，非全長減阻桿使得其伸至斷面以上各斷面的下降流量增加，下降流量比常規(guī)除塵器還大，但接觸減阻桿后，下降流量減少很快，至錐體底部達到或低于常規(guī)除塵器的量值。

短路流量的減少可提高除塵效率，增大斷面的下降流量，又能使含塵空氣在除塵器內(nèi)的停留時間增長，為粉塵創(chuàng)造了更多的分離機會。因此，非全長減阻桿雖然減阻效果不如全長減阻桿，但更有利于提高旋風(fēng)除塵器的除塵效率。常規(guī)旋風(fēng)除塵器排氣芯管入口斷面附近存在高達24%的短路流量，這將嚴(yán)重影響整體除塵效果。如何減少這部分短路流量，將是提高效率的一個研究方向。非全長減阻桿減阻效果雖然不如全長減阻桿好，但由于其減小了常規(guī)旋風(fēng)除塵器的短路流量及使斷面下降流量增加、使旋風(fēng)除塵器的除塵效率提高，將更具實際意義。

旋風(fēng)除塵器是使含塵氣流作高速旋轉(zhuǎn)運動，借助離心力的作用將顆粒物從氣流中分離并收集下來的除塵裝置。進入旋風(fēng)除塵器的含塵氣流沿簡體內(nèi)壁邊旋轉(zhuǎn)邊下降，同時有少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)氣流的大部分到達錐體底部附近時，則開始轉(zhuǎn)為向上運動，中心區(qū)域邊旋轉(zhuǎn)邊上升，最后由出口管排出，同時也存在著離心的徑向運動。通常將旋轉(zhuǎn)向下的外圈氣流稱為外旋渦，而把錐體底部的區(qū)域稱為回流區(qū)或者混流區(qū)。旋風(fēng)除塵器煙氣中所含顆粒物在旋轉(zhuǎn)運動過程中，在離心力的作用下逐步沉降茁涂塵器的內(nèi)壁上，并在外旋渦的推動和重力作用下，大部分顆粒物逐漸沿錐體內(nèi)壁降落到灰斗中。此外，進口氣流中的少部分氣流沿簡體內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向上，到達上頂端蓋后又繼續(xù)沿出口管外壁旋轉(zhuǎn)下降，最后到達出口管下端附近被上升的氣流帶走。通常把這部分氣流稱為上旋渦。隨著上旋渦，將有少量細(xì)顆粒物被內(nèi)旋渦向上帶走。同樣，在混流區(qū)內(nèi)也有少部分細(xì)顆粒物被內(nèi)旋渦向上帶起，并被部 分帶走。旋風(fēng)除塵器就是通過上述方式完成顆粒物的捕集的。捕集到的顆粒物位于除塵器底部的灰斗中，從除塵器排出是氣體中仍會含有部分細(xì) 小顆粒物。旋風(fēng)除塵器的形式多。按氣流進入的方式不同，可大致分為切向進入和軸向進入兩大類。軸向進入式是靠導(dǎo)流葉片促使氣流旋轉(zhuǎn)的，因此也叫導(dǎo)流葉片旋轉(zhuǎn)式。軸向進入式又可分為逆流式和直流式。切向進入式又分為直人式和蝸殼式等形式:直人式的入口管外壁與筒體相切;而蝸殼式的入口管內(nèi)壁與筒體相切。我公司采 用的是切向直入式旋風(fēng)除塵器。旋風(fēng)除塵器適用于凈化大于1-3微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。它是一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、耐高溫、設(shè)備費用和阻力較高(80,160毫米水柱)的凈化設(shè)備，旋風(fēng)除塵器在凈化設(shè)備中應(yīng)用得最為廣泛。

改進型的旋風(fēng)分離器在部分裝置中可以取代尾氣過濾設(shè)備。

第五篇：旋風(fēng)除塵器除塵效率的分析及改進

旋風(fēng)除塵器

旋風(fēng)式除塵器的組成及內(nèi)部氣流

簡介

旋風(fēng)除塵器是除塵裝置的一類。除沉機理是使含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運動，借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。旋風(fēng)除塵器于1885年開始使用，已發(fā)展成為多種型式。按其流進入方式，可分為切向進入式和軸向進入式兩類。在相同壓力損失下，后者能處理的氣體約為前者的3倍，且氣流分布均勻。普通旋風(fēng)除塵器由簡體、錐體和進、排氣管等組成。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造、安裝和維護管理，設(shè)備投資和操作費用都較低，已廣泛用來從氣流中分離固體和液體粒子，或從業(yè)體重分離固體粒子。在普通操作條件下，作用于粒子上的離心力是重力的5～2500倍，所以旋風(fēng)除塵器的效率顯著高于重力沉降室。大多用來去除.3μm以上的粒子，并聯(lián)的多管旋風(fēng)除塵器裝置對3μm的粒子也具有80～85%的除塵效率。選用耐高溫、耐磨蝕和服飾的特種金屬或陶瓷材料構(gòu)造的旋風(fēng)除塵器，可在溫度高達1000℃，壓力達500×105Pa的條件下操作。從技術(shù)、經(jīng)濟諸方面考慮旋風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般為500～2000Pa。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

AQ 1022-2006 煤礦用袋式除塵器

DL/T 514-2004 電除塵器

JB/T 10341-2002 濾筒式除塵器

JB/T 20108-2007 藥用脈沖式布袋除塵器

JB/T 6409-2008 煤氣用濕式電除塵器

JB/T 7670-1995 管式電除塵器

JB/T 8533-1997 回轉(zhuǎn)反吹類袋式除塵器

JB/T 9054-2000 離心式除塵器

MT 159-1995 礦用除塵器

JC/T 819-2007 水泥工業(yè)用CXBC系列袋式除塵器

JC 837-1998 建材工業(yè)用分室反吹風(fēng)袋式除塵器

特點

按照前面軸向速度對流通面積積分的方法，一并計算常規(guī)旋風(fēng)除塵器安裝了不同類型減阻桿后下降流量的變化，并將各種情況下不同斷面處下降流量占除塵器總處理流量的百分比繪入，為表明上、下行流區(qū)過流量的平均值即下降流量與實際上、下地流區(qū)過流量差別的大小?？煽闯龈髂Ｐ偷亩搪妨髁考跋陆盗髁垦爻龎m器高度的變化。與常規(guī)旋風(fēng)除塵器相比，安裝全長減阻桿1#和4#后使短路流量增加但安裝非全長減阻桿H1和H2后使短路流量減少。安裝1#和4#后下降流量沿流程的變化規(guī)律與常規(guī)旋風(fēng)除塵器基本相同，呈線性分布，三條線近科平行下降。但安裝H1和H2后，分布呈折線而不是直線，其拐點恰是減阻桿從下向上插入所伸到的斷面位置。由此還可以看到，非全長減阻桿使得其伸至斷面以上各斷面的下降流量增加，下降流量比常規(guī)除塵器還大，但接觸減阻桿后，下降流量減少很快，至錐體底部達到或低于常規(guī)除塵器的量值。

短路流量的減少可提高除塵效率，增大斷面的下降流量，又能使含塵空氣在除塵器內(nèi)的停留時間增長，為粉塵創(chuàng)造了更多的分離機會。因此，非全長減阻桿雖然減阻效果不如全長減阻桿，但更有利于提高旋風(fēng)除塵器的除塵效率。常規(guī)旋風(fēng)除塵器排氣芯管入口斷面附近存在高達24%的短路流量，這將嚴(yán)重影響整體除塵效果。如何減少這部分短路流量，將是提高效率的一個研究方向。非全長減阻桿減阻效果雖然不如全長減阻桿好，但由于其減小了常規(guī)旋風(fēng)除塵器的短路流量及使斷面下降流量增加、使旋風(fēng)除塵器的除塵效率提高，將更具實際意義。

影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的因素分析

分析了旋風(fēng)除塵器中流體流動狀態(tài)及除塵效果影響因素，包括除塵器的結(jié)構(gòu)、進氣口、圓筒體直徑和高度、排氣管、排灰口及操作工藝參數(shù)。此外流速粉塵狀況、氣流運行也對除塵效果有影響，并提出了提高旋風(fēng)除塵器除塵效率的改進措施。

旋風(fēng)除塵器是利用含塵氣流作旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力將塵粒從氣體中分離并捕集下來的裝置。旋風(fēng)除塵器與其他除塵器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、沒有運動部件、造價便宜、除塵效率較高、維護管理方便以及適用面寬的特點，對于收集5～10 μm 以上的塵粒，其除塵效率可達90%左右。廣泛用于工業(yè)爐窯煙氣除塵和工廠通風(fēng)除塵，工業(yè)氣力輸送系統(tǒng)氣固兩相離與物料氣力烘干回收等。此外，旋風(fēng)器亦可以作為高濃度除塵系統(tǒng)的預(yù)除塵器，能與其他類型高效除塵器串聯(lián)使用。旋風(fēng)除塵器在糧食行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用，如原料輸送、加工、包裝等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的除塵。然而，許多糧食企業(yè)的旋風(fēng)除塵器運行效率并不高，排放指標(biāo)未到達設(shè)計要求，研究和探討旋風(fēng)除塵器除塵效率影響因素，對提高其除塵效率具有重要的現(xiàn)實意義。1 結(jié)構(gòu)與原理

旋風(fēng)除塵器按氣流進氣方式分為切流反轉(zhuǎn)式、軸流反轉(zhuǎn)式、直流式等。糧食行業(yè)除塵所使用的主要是切流反轉(zhuǎn)式旋風(fēng)器。含塵氣體通過進口起旋器產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流，進人旋風(fēng)除塵器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋轉(zhuǎn)運動，這股向下旋轉(zhuǎn)的氣流到達錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上，沿軸心向上旋轉(zhuǎn)。氣流作旋轉(zhuǎn)運動時，塵粒在慣性離心力的作用下移向外壁，在氣流和重力共同作用下沿壁面落人灰斗，去除了粉塵的氣體匯向軸心區(qū)域由排氣芯管排出。

旋風(fēng)除塵器的性能通常以其處理量、效率、阻力降3個主要技術(shù)指標(biāo)來表示。處理量系指除塵裝置在單位時間內(nèi)所能處理的含塵氣體量，它取決于裝置的型式和結(jié)構(gòu)尺寸；效率是除塵裝置除去的粉塵量與未經(jīng)除塵前含塵氣體中所含粉塵量的百分比；阻力降有時稱壓力降，它代表含塵氣體經(jīng)過除塵裝置所消耗能量大小的一個主要指標(biāo)。壓力損失大的除塵裝置，在工作時能量消耗就大，運轉(zhuǎn)費用高。2 流體流動狀態(tài)分析

旋風(fēng)除塵器的氣流是由切向、徑向及軸向構(gòu)成的復(fù)雜紊流狀態(tài)。其中，切向速度在內(nèi)、外旋流中方向一致，并且向外，其大小不同。切向速度在內(nèi)旋流中隨筒體半徑的減小而減小，在外旋流中隨筒體半徑的減小而增加，在內(nèi)、外旋流的交界面處達到最大值。切向分速度使粉塵顆粒在徑向方向加速度的作用下產(chǎn)生由內(nèi)向外的離心沉降速度，從而把粉塵顆粒推到圓筒壁而被分離。徑向速度和軸向速度較小，但在內(nèi)外旋流中的方向不一致。徑向速度在內(nèi)旋流中方向朝外，在外旋流中方向朝內(nèi)，在內(nèi)、外旋流的交界面處形成一個假想的圓柱面。徑向分速度使得粉塵顆粒在半徑方向由外向內(nèi)推到中心部渦核而隨上升氣流排離旋風(fēng)除塵器，形成了旋風(fēng)分離器的主流，使得旋風(fēng)除塵器中氣固相物質(zhì)的較好分離。徑向分速度的存在也導(dǎo)致了內(nèi)旋氣流在上升過程中流動狀態(tài)的極度混亂，湍動劇烈形成大量旋渦，把在沉降段(圓筒部份)已和氣體分離的塵粒重新又?jǐn)嚢杵饋?，而此時塵粒恰恰又作徑向運動(負(fù)沉降)，它們自動地跑到旋渦里來，形成部分塵粒被氣體一起排離旋風(fēng)除塵器的二次揚塵現(xiàn)象，結(jié)果使旋風(fēng)分離器效率下降。旋風(fēng)器的邊壁處和錐體氣旋的交換處是二次揚塵的主要區(qū)域，軸向速度在筒體外壁附近方向朝下，靠近軸心部分方向朝上，且在軸心底部速度最大，當(dāng)氣流由錐筒體底部反轉(zhuǎn)上升時，會將已除下的粉塵重新帶走，形成返混現(xiàn)象，影響除塵效率。此外，由于軸向分速度和徑向分速度的存在，使得常規(guī)型旋風(fēng)除塵器在工作時經(jīng)常形成上灰環(huán)和下灰環(huán)，其中下灰環(huán)對于粉塵顆粒捕集分離有一定的作用，而上灰環(huán)的存在使得原來已被捕集分離在圓柱體邊壁的粉塵先沿外筒壁向上移動，然后沿頂蓋向內(nèi)移動，又沿內(nèi)筒的外壁向下移，最后短路而排離旋風(fēng)器，降低除塵效率。由此可見，克服分離器分離效果不好的辦法，必須從3方面著手：①消除“上灰環(huán)”避免塵粒走短路；②盡量減少氣體分離段的湍流，降低二次揚塵的機會；③克服塵粒在分離段的負(fù)沉降運動(徑向運動)。3 影響除塵效果的因素 3.1 除塵器結(jié)構(gòu) 旋風(fēng)除塵器的各個部件都有一定的尺寸比例，每一個比例關(guān)系的變動，都能影響旋風(fēng)除塵器的效率和壓力損失，其中除塵器直徑、進氣口尺寸、排氣管直徑為主要影響因素。在使用時應(yīng)注意，當(dāng)超過某一界限時，有利因素也能轉(zhuǎn)化為不利因素。另外，有的因素對于提高除塵效率有利，但卻會增加壓力損失，因而對各因素的調(diào)整必須兼顧。3.1.1 進氣口

旋風(fēng)除塵器的進氣口是形成旋轉(zhuǎn)氣流的關(guān)鍵部件，是影響除塵效率和壓力損失的主要因素。切向進氣的進口面積對除塵器有很大的影響，進氣口面積相對于筒體斷面小時，進人除塵器的氣流切線速度大，有利于粉塵的分離。

3.1.2 圓筒體直徑和高度

圓筒體直徑是構(gòu)成旋風(fēng)除塵器的最基本尺寸。旋轉(zhuǎn)氣流的切向速度對粉塵產(chǎn)生的離心力與圓筒體直徑成反比，在相同的切線速度下，簡體直徑D越小，氣流的旋轉(zhuǎn)半徑越小，粒子受到的離心力越大，塵粒越容易被捕集。因此，應(yīng)適當(dāng)選擇較小的圓筒體直徑，但若簡體直徑選擇過小，器壁與排氣管太近，粒子又容易逃逸；筒體直徑太小還容易引起堵塞，尤其是對于粘性物料。當(dāng)處理風(fēng)量較大時，因筒體直徑小處理含塵風(fēng)量有限，可采用幾臺旋風(fēng)除塵器并聯(lián)運行的方法解決。并聯(lián)運行處理的風(fēng)量為各除塵器處理風(fēng)量之和，阻力僅為單個除塵器在處理它所承擔(dān)的那部分風(fēng)量的阻力。但并聯(lián)使用制造比較復(fù)雜，所需材料也較多，氣體易在進口處被阻擋而增大阻力，因此，并聯(lián)使用時臺數(shù)不宜過多。筒體總高度是指除塵器圓筒體和錐筒體兩部分高度之和。增加筒體總高度，可增加氣流在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機會增多，但筒體總高度增加，外旋流中向心力的徑向速度使部分細(xì)小粉塵進入內(nèi)旋流的機會也隨之增加，從而又降低除塵效率。筒體總高度一般以4倍的圓筒體直徑為宜，錐筒體部分，由于其半徑不斷減小，氣流的切向速度不斷增加，粉塵到達外壁的距離也不斷減小，除塵效果比圓筒體部分好。因此，在筒體總高度一定的情況下，適當(dāng)增加錐筒體部分的高度，有利提高除塵效率，一般圓筒體部分的高度為其直徑的1.5倍，錐筒體高度為圓筒體直徑的2.5倍時，可獲得較為理想的除塵效率。3.1.3 排氣管

排風(fēng)管的直徑和插入深度對旋風(fēng)除塵器除塵效率影響較大。排風(fēng)管直徑必須選擇一個合適的值，排風(fēng)管直徑減小，可減小內(nèi)旋流的旋轉(zhuǎn)范圍，粉塵不易從排風(fēng)管排出，有利提高除塵效率，但同時出風(fēng)口速度增加，阻力損失增大；若增大排風(fēng)管直徑，雖阻力損失可明顯減小，但由于排風(fēng)管與圓筒體管壁太近，易形成內(nèi)、外旋流“短路”現(xiàn)象，使外旋流中部分未被清除的粉塵直接混入排風(fēng)管中排出，從而降低除塵效率。一般認(rèn)為排風(fēng)管直徑為圓筒體直徑的0.5~0.6倍為宜。排風(fēng)管插入過淺，易造成進風(fēng)口含塵氣流直接進入排風(fēng)管，影響除塵效率；排風(fēng)管插入深，易增加氣流與管壁的摩擦面，使其阻力損失增大，同時，使排風(fēng)管與錐筒體底部距離縮短，增加灰塵二次返混排出的機會。排風(fēng)管插入深度一般以略低于進風(fēng)口底部的位置為宜。3.1.4 排灰口

排灰口的大小與結(jié)構(gòu)對除塵效率有直接的影響，增大排灰口直徑對提高除塵效率效率有利，但排灰口直徑太大會導(dǎo)致粉塵的重新?lián)P起。通常采用排灰口直徑Do=(0.5-0.1)Dc。3.2 操作工藝參數(shù)

在旋風(fēng)除塵器尺寸和結(jié)構(gòu)定型的情況下，其除塵效率關(guān)鍵在于運行因素的影響。3.2.1 流速

旋風(fēng)除塵器是利用離心力來除塵的，離心力愈大，除塵效果愈好。在圓周運動(或曲線運動)中粉塵所受到的離心力為F=ma，式中，F(xiàn)——離心力，N；m——粉塵的質(zhì)量，kg；a——粉塵離心加速度，m/s2。因為，a=VT2/R，式中，VT——塵粒的切向速度，m/s；R——氣流的旋轉(zhuǎn)半徑，m，所以，F(xiàn)=mVT/R。可見，在旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)固定(R不變)、粉塵相同(m穩(wěn)定)的情況下，增加旋風(fēng)除塵器人口的氣流速度，旋風(fēng)除塵器的離心力就愈大。

旋風(fēng)除塵器的進口氣量為Q=3600AVT，式中，Q——旋風(fēng)除塵器的進口氣量，m3/h； A——旋風(fēng)除塵器的進口截面積，m2。

所以，在結(jié)構(gòu)固定(R不變，A不變)、粉塵相同(m穩(wěn)定)的情況下，除塵器人口的氣流速度與進口氣量成正比，而旋風(fēng)除塵器的進口氣量是由引風(fēng)機的進風(fēng)量決定的。

可見，提高進風(fēng)口氣流速度，可增大除塵器內(nèi)氣流的切向速度，使粉塵受到的離心力增加，有利提高其除塵效率，同時，也可提高處理含塵風(fēng)量。但進風(fēng)口氣流速度提高，徑向和軸向速度也隨之增大，紊流的影響增大。對每一種特定的粉塵旋風(fēng)除塵器都有一個臨界進風(fēng)口氣流速度，當(dāng)超過這個風(fēng)速后，紊流的影響比分離作用增加更快，使部分已分離的粉塵重新被帶走，影響除塵效果。另外，進風(fēng)口氣流增加，除塵阻力也會急劇上升，壓損增大，電耗增加。綜合考慮旋風(fēng)除塵器的除塵效果和經(jīng)濟性，進風(fēng)口的氣流速度控制在12~20 m/s之間，最大不超過25m/s，一般選14m/s為宜。

3.2.2 粉塵的狀況

粉塵顆粒大小是影響出口濃度的關(guān)鍵因素。處于旋風(fēng)除塵器外旋流的粉塵，在徑向同時受到兩種力的作用，一是由旋轉(zhuǎn)氣流的切向速度所產(chǎn)生的離心力，使粉塵受到向外的推移作用；另一個是由旋轉(zhuǎn)氣流的徑向速度所產(chǎn)生的向心力，使粉塵受到向內(nèi)的推移作用。在內(nèi)、外旋流的交界面上，如果切向速度產(chǎn)生的離心力大于徑向速度產(chǎn)生的向心力，則粉塵在慣性離心力的推動下向外壁移動，從而被分離出來；如果切向速度產(chǎn)生的離心力小于徑向速度產(chǎn)生的向心力，則粉塵在向心力的推動下進入內(nèi)旋流，最后經(jīng)排風(fēng)管排出。如果切向速度產(chǎn)生的離心力等于徑向速度產(chǎn)生的向心力，即作用在粉塵顆粒上的外力等于零，從理論上講，粉塵應(yīng)在交界面上不停地旋轉(zhuǎn)。實際上由于氣流處于紊流狀態(tài)及各種隨機因素的影響，處于這種狀態(tài)的粉塵有50%的可能進入內(nèi)旋流，有50%的可能向外壁移動，除塵效率應(yīng)為50%。此時分離的臨界粉塵顆粒稱為分割粒徑。這時，內(nèi)、外旋流的交界面就象一張孔徑為分割粒徑的篩網(wǎng)，大于分割粒徑的粉塵被篩網(wǎng)截留并捕集下來，小于分割粒徑的粉塵，則通過篩網(wǎng)從排風(fēng)管中排出。

旋風(fēng)除塵器捕集下來的粉塵粒徑愈小，該除塵器的除塵效率愈高。離心力的大小與粉塵顆粒有關(guān)，顆粒愈大，受到離心力愈大。當(dāng)粉塵的粒徑和切向速度愈大，徑向速度和排風(fēng)管的直徑愈小時，除塵效果愈好。氣體中的灰分濃度也是影響出口濃度的關(guān)鍵因素。粉塵濃度增大時，粉塵易于凝聚，使較小的塵粒凝聚在一起而被捕集，同時，大顆粒向器壁移動過程中也會將小顆粒挾帶至器壁或撞擊而被分離。但由于除塵器內(nèi)向下高速旋轉(zhuǎn)的氣流使其頂部的壓力下降，部分氣流也會挾帶細(xì)小的塵粒沿外壁旋轉(zhuǎn)向上到達頂部后，沿排氣管外壁旋轉(zhuǎn)向下由排氣管排出，導(dǎo)致旋風(fēng)除塵器的除塵效率不可能為100%。

根據(jù)除塵效率計算公式η=(1-So/Si)×100%，式中，η——除塵效率；So——出口處的粉塵的流人量，kg/h；Si——進口處的粉塵的流人量，kg/h。

因為旋風(fēng)除塵器的除塵效率不可能為100%，當(dāng)進口粉塵流人量增加后，除塵效率雖有提高，排氣管排出粉塵的絕對量也會大大增加。所以，要使排放口的粉塵濃度降低，則要降低入口粉塵濃度，可采取多個旋風(fēng)除塵器串聯(lián)使用的多級除塵方式，達到減少排放的目的。3.2.3 運行的影響

旋風(fēng)除塵器下部的嚴(yán)密性是影響除塵效率的又一個重要因素。含塵氣體進人旋風(fēng)除塵器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋轉(zhuǎn)運動，這股向下旋轉(zhuǎn)的氣流到達錐體底部后，轉(zhuǎn)而向上，沿軸心向上旋轉(zhuǎn)。旋風(fēng)除塵器內(nèi)的壓力分布，是軸向各斷面的壓力變化較小，徑向的壓力變化較大(主要指靜壓)，這是由氣流的軸向速度和徑向速度的分布決定的。氣流在筒內(nèi)作圓周運動，外側(cè)的壓力高于內(nèi)側(cè)，而在外壁附近靜壓最高，軸心處靜壓最低。即使旋風(fēng)除塵器在正壓下運動，軸心處也為負(fù)壓，且一直延伸到排灰口處的負(fù)壓最大，稍不嚴(yán)密，就會產(chǎn)生較大的漏風(fēng)，已沉集下來的粉塵勢必被上升氣流帶出排氣管。所以，要使除塵效率達到設(shè)計要求，就要保證排灰口的嚴(yán)密性，并在保證排灰口的嚴(yán)密性的情況下，及時清除除塵器錐體底部的粉塵，若不能連續(xù)及時地排出，高濃度粉塵就會在底部流轉(zhuǎn)，導(dǎo)致錐體過度磨損。除塵器結(jié)構(gòu)改進

在旋風(fēng)除塵器的眾多性能指標(biāo)中，壓力損失和分離效率是最為重要的參數(shù)，其癥結(jié)是消除“上灰環(huán)”。解決上灰環(huán)問題的方法之一是通過設(shè)置灰塵隔離室，即采用旁路式旋風(fēng)除塵器，它主要是在普通旋風(fēng)除塵器的基礎(chǔ)上增加一個螺旋形的旁路分離室，在除塵器頂部形成的上渦旋粉塵環(huán)，從旁路分離室引至錐體部分。這樣可使導(dǎo)致除塵效率降低的二次流變?yōu)槟芷鸱蹓m聚集作用的上渦旋氣流，提高除塵效率。除此之外，還可通過添加導(dǎo)向葉片、改變氣流進口形狀等措施來消除上灰環(huán)。為了解決邊壁處的二次揚塵問題，可采用環(huán)縫氣墊耐磨旋風(fēng)除塵器，它是在普通旋風(fēng)除塵器內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)縫套圈，粉塵在旋轉(zhuǎn)氣流作用下向邊壁靠近，然后利用靠近邊壁處的下行氣流將粉塵帶入環(huán)縫，由于環(huán)縫的存在，不僅可以減少二次揚塵，而且使高速旋轉(zhuǎn)的上、下灰環(huán)消失，提高了除塵效率。但這些方法實際使用效果并不是十分理想?，F(xiàn)提出一種新的改進方法使旋風(fēng)除塵器的分離性能得到了極大提高。

這種新型旋風(fēng)除塵器在結(jié)構(gòu)上主要改進如下：

①進口管下斜5~10°，使氣流在旋轉(zhuǎn)的同時保證了向下的旋轉(zhuǎn)。并且下傾角確保了塵粒反彈時絕對折射朝下。在傳統(tǒng)旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)中，進氣蝸殼底板與旋風(fēng)筒軸線是垂直的，由于氣流從上部切線方向進入除塵器后向下旋轉(zhuǎn)，引起除塵器頂部倒空形成上渦旋氣流產(chǎn)生頂部灰環(huán)，灰環(huán)沿著排氣管道外表面旋轉(zhuǎn)向下時，會在排氣管入口處與已凈化廢氣的上旋氣流混合，而后經(jīng)排氣管排出除塵器；

②進口管采用了180°的半圈螺旋管代替了傳統(tǒng)型的直吹進筒，從而進一步保證了氣流的“下旋”。傳統(tǒng)型是含粉塵的氣體進筒后才旋轉(zhuǎn)，而改進型則是確保塵氣高速旋轉(zhuǎn)起來后才進筒；

③進口螺旋道截面遞減，增大了氣流旋轉(zhuǎn)的離心力。含粉塵的氣體在螺旋道中實現(xiàn)1.4倍加速。提高了塵粒的慣性，降低了塵粒沉降的時間；

④錐體長度加長并采用20°小錐角，增加了氣流在分離器中的停留時間，有利于小顆粒的沉降完全，且使向下旋轉(zhuǎn)的氣體平緩地轉(zhuǎn)變成折轉(zhuǎn)向上的旋轉(zhuǎn)，從而使除塵效率得以提高；

⑤除塵器下設(shè)緩沖料斗，有效改善廢氣在筒體內(nèi)的流動工況，減少了灰斗的反混現(xiàn)象和下灰環(huán)可能產(chǎn)生的二次揚塵；

⑥出風(fēng)管增長，直到螺旋軌道的底部，防止了內(nèi)側(cè)部分塵粒裹進出風(fēng)管；

⑦進口、加速段、出口的截面積之比擴大為1：0.7：2，即出口風(fēng)速是進口速度的一半；出口風(fēng)速是內(nèi)部加速段的1/3。改進型除塵器粒子的離心力比在傳統(tǒng)型除塵器中的離心力增大了1.4倍以上。而出口處，負(fù)壓對粒子的吸力比傳統(tǒng)型約小了1/4。因此，氣流進筒后，塵粒因慣性大，使得稍小些的顆粒在氣流在旋風(fēng)除塵器中停留時間內(nèi)也能得到分離。出風(fēng)風(fēng)速降低，也使得部分細(xì)小顆粒能擺脫上升氣流的吸力而有機會沉降下來，從而實施分離。5 結(jié)語

如何提高旋風(fēng)除塵器除塵效率是當(dāng)前糧食行業(yè)需要解決的一個重要課題。研究和分析影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的因素，是設(shè)計、選用、管理和維護旋風(fēng)除塵器的前提，也是探求提高旋風(fēng)除塵器除塵效率途徑的必由之路。由于旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流速度及粉塵微粒的運動等都較為復(fù)雜，影響其除塵效率的因素較多，需要我們進行全面分析，綜合考慮，尋求最優(yōu)設(shè)計方案和運行管理方法。當(dāng)前，旋風(fēng)除塵器許多理論還待研究和探討，盡管如此，旋風(fēng)除塵器仍以其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、制造維修方便、除塵效率較為理想等優(yōu)點，成為目前糧食企業(yè)主要除塵設(shè)備之一。隨著對旋風(fēng)除塵器認(rèn)識的進一步的深入和完善，它必將在糧食行業(yè)除塵中發(fā)揮更大的作用。