脉冲喷吹清灰原理及关键选型要点

1.脉冲阀

脉冲阀（又称隔膜阀）是脉冲喷吹袋式除尘器清灰气流的发生装置，与脉冲喷吹控制仪组成清灰喷吹系统，对滤袋进行循序清灰。脉冲阀的性能和质量决定脉冲喷吹袋式除尘器的清灰效果。

（1）脉冲阀的工作原理（以电磁脉冲阀说明） 膜片或活塞把脉冲阀分成前、后两个气室，当接通压缩气体时，压缩气体通过节流孔进入后气室，此时后气室的压力推动膜片或活塞向前紧贴阀的输出口，脉冲阀处于“关闭”状态。接通电信号，驱动电磁先导头衔铁移动，阀的后气室放气孔被打开。后气室迅速失压，使膜片或活塞后移，压缩气体通过输出口喷吹，脉冲阀处于“开启”状态。电信号消失，电磁先导头衔铁复位，后气室放气孔被堵住，后气室的压力又使膜片或活塞向前紧贴阀的输出口，脉冲阀又处于“关闭”状态。

前、后气室的压力差，决定膜片或活塞的活动位置，而使脉冲阀开启或关闭，因此脉冲阀也被称为差动气阀。

（2）脉冲阀的分类

1）按脉冲阀的先导控制方式分：

①气控脉冲阀，用气控开关控制脉冲阀的开启和关闭；

②电控脉冲阀，用电磁阀控制脉冲阀的开启和关闭，通常将电磁先导阀和脉冲阀组装一体，称为电磁脉冲阀，是袋式除尘器最常用的。

2）按脉冲气流输入、输出端位置分：

①直角阀，脉冲阀的输入输出端之间的夹角为90°，方便分气箱与喷吹管的安装连接，常用规格有in（20mm）、1in（25mm）、in（40mm）、2in（50mm）、in（62mm）、3in（76mm）等；

②淹没阀，又称嵌入式阀，直接安装在分气箱上，具有更好的流通特性，阀体结构阻力小，适宜用于气源压力较低的场合，常用规格有1in（25mm）、in（40mm）、2in（50mm）、in（62mm）、3in（76mm）等，趋向大规格化；

③直通阀，阀的输入输出端中心为同一直线，输入端与分气箱连接，输出端与喷吹管连接，阀体结构阻力较大，应用量逐年减少，常用规格有in（20mm）、1in（25mm）、in（40mm）、2in（50mm）、in（62mm）等。

3）按脉冲阀的开关元件分：

①膜片阀，膜片的动作决定脉冲阀的开启和关闭；

②活塞阀，活塞的动作决定脉冲阀的开启和关闭。

4）按脉冲阀的接口形式分：

①内螺纹接口（T型）；

②外螺纹双闷头接口（DD型）；

③法兰接口（FS型）。

④与分气箱外壁直接接口（MM型）。

电磁脉冲阀的基本结构型式如图6-34所示。

（3）脉冲阀的选用 一个好的电磁脉冲阀应具备如下条件：

1）良好的开关特性：要求电磁先导头反应灵敏，驱动力大，使气脉冲尽量和电脉冲同步一致，开阀快，闭阀迅速，同时膜片具有较大的面积和位移；

2）良好的流通特性，CV、KV值越高，阻力越小；

3）工作可靠、稳定，零、部件互换性好，膜片等易损件的使用寿命可达3～5年。

怎样选择一个适用的脉冲阀？关键是选用脉冲阀的型号规格及其喷吹气流的压力和流量应与一排滤袋的清灰要求相匹配。脉冲阀选得过小，造成喷吹量不足，滤袋不能有效清灰，而影响系统正常运行；脉冲阀选得过大，又造成喷吹能量过高，滤袋容易破损。

2.分气箱

分气箱亦称稳压气包，是脉冲阀的承载体和气源箱。随着脉冲阀逐只喷吹，不断释放压缩气体，同时不断补充压缩气体。

分气箱必须承受一定的压力和具有足够的容量，应按压力容器设计。分气箱承受的压力应该大于脉冲阀的喷吹压力；分气箱的容量应该满足脉冲阀每次喷吹后，箱内压力仍能保证该箱体其余脉冲阀可靠关闭，确保每次喷吹后箱内压力降不大于喷吹前压力的50%。并在下一次喷吹前恢复到原压力。

（1）分气箱分类 按断面形状分为圆形分气箱和方形分气箱。分气箱的短管接口形式必须与所选用脉冲阀的接口形式相一致。

图6-34 电磁脉冲阀的基本型式

圆形分气箱承受压力好、管壁薄、重量轻，但是不能直接安装淹没式脉冲阀。

方形分气箱便于安装淹没式脉冲阀，但是分气箱壁板厚、耗钢多，每次喷吹时壁板会发生微量位移，喷吹频率较高时，钢板容易产生裂痕。

（2）分气箱规格 按照行业标准JB10191，分气箱的常用规格见表6-10。

表6-10 分气箱的常用规格（单位：mm）

（3）分气箱设计压力 按照行业标准JB10191，分气箱的设计压力和水压试验压力见表6-11。

表6-11 分气箱的设计压力和水压试验压力（单位：MPa）(www.xing528.com)

（4）分气箱的基本形式 分气箱的基本形式如图6-35所示。

图6-35 分气箱基本形式

（5）分气箱的材质及附件 制作圆形分气箱时，可选用无缝钢管ϕ159mm×4mm、ϕ189mm×4mm、ϕ219mm×4.5mm、ϕ229mm×5.6mm、ϕ402mm×6mm，封头名义厚度应与钢管管壁相一致。

直角式脉冲阀应安装在分气箱上面，淹没式脉冲阀可以安装在分气箱的上面或侧面。分气箱下底应安装排污放水阀，分气箱进气管应安装带压力表的过滤三联件和进气阀门。

3.喷吹管组件

喷吹管组件由喷吹管、引流喷嘴以及连接器等组成，如图6-36所示。将脉冲阀喷出的脉冲气流通过喷吹管上的喷嘴喷入袋口，在袋内形成压力气团并传送袋底。

图6-36 喷吹管组件

1—连接器 2—喷吹管 3—引流喷嘴 4—文氏管

（1）喷吹管 喷吹管的内径应与脉冲阀的输出通径相同或稍大，长度取决于所喷吹的滤袋数量。

（2）引流喷嘴 引流喷嘴把脉冲阀喷出的压缩气体均匀分配到每条滤袋，并引导气流垂直喷入滤袋。对高压脉冲阀，为了提高诱导性能，可在喷嘴出口设置文氏管。引流喷嘴有焊接式、抱箍式、螺旋内卡式等，如图6-37所示。

图6-37 引流喷嘴安装形式

（3）连接器 喷吹管需要穿越除尘器的壁板，为有效解决喷吹管与除尘器的密封并便于安装，可采用专用的板壁连接器，如图6-38所示。

4.脉冲清灰控制仪

脉冲清灰控制仪是使脉冲喷吹袋式除尘器按设计程序控制脉冲阀的开启和关闭，实现自动清灰的专用控制设备。

（1）控制参数定义

1）脉冲宽度t：每只脉冲阀的喷吹时间，通常为0.05～0.2s；

图6-38 板壁连接器

2）脉冲间隔t_n：前后相邻两只脉冲阀喷吹的间隔时间，通常为5～10s；

3）等待时间t_o：从最后一只脉冲阀喷吹结束到再次启动第一只脉冲阀喷吹的时间；

4）脉冲周期T：从第一只脉冲阀喷吹到最后一只脉冲阀喷吹所需要的时间（并加上等待时间）；

T=（t+t_n）n+t_o（6-1）

式中 n——脉冲阀数量。

（2）脉冲喷吹清灰控制仪分类

1）按控制方式分：

①时序式：根据人为设定的时间、顺序来控制脉冲阀喷吹；

②压差式：根据袋式除尘器阻力变化来控制脉冲阀喷吹。

2）按设置地点分：

①现场控制：将清灰控制仪设置在袋式除尘器主机旁，也称为分散控制；

②远程控制：将清灰控制仪设置在远离除尘器主机的控制室内，并与除尘器其他参数一并加以监视和调控，也称集中控制。

时序式控制仪较为简单，工作可靠，维护方便，可以根据运行经验改变设定时间，调整清灰周期。

压差式清灰控制仪控制原理比较合理，但成本较高，操作维护量大，压差取样口一旦堵塞，控制就会失效。其适宜用于含尘气流变化较大，并且除尘器必须稳定运行的场合。

脉冲喷吹清灰控制仪除了采用专用的定型产品外，也可采用单片机、可编程序器（PLC）等器件，根据除尘器清灰、输灰以及管路阀门控制要求，编制系统控制软件，实现除尘器清灰和除尘系统其他工艺参数集中监控。