袋式除尘器的结构型式优化解析

除尘器壳体结构型式，可分为板式结构、骨架式结构及圆筒结构，在板式和骨架式壳体结构基础上的轻钢结构壳体也已经在工程中应用。

1.板式壳体结构

除尘器壳体由平板或折板构件（单元）围成（见图4-11）。这种结构型式的箱体，其优点在于可在制造厂预先预制，犹如民用建筑上的装配式结构，然后在施工现场用临时螺栓拼装，再将拼缝焊封，如果运输及起吊条件允许，尽可能放大板型的尺寸，以减少现场焊缝，加快施工进度。

袋式除尘设备的板式结构，通常在高度方向，如布袋长度在6m以下，可一块到顶，如采用10m长的布袋，则可分成两段，一般箱体内部应加撑。每个箱体的四个内直角必须用三角形板加强，如图4-12所示，以防止箱体变形，三角板每隔1500～2000mm设一个。滤袋的吊挂可在板上焊接牛腿来支撑吊挂梁。

图4-11 平板壳体结构

图4-12 三角形板支撑

箱体板的壁板用4.5mm的钢板。紧贴板的结构可采用冷弯型钢其四周为槽型冷弯钢LS槽钢150×75×4，中间两根横挡截面相同，板肋用LS槽钢100×50×3，板上检修门人孔开洞处采用带弯钩的槽型钢LS槽钢100×50×20×3。当然也可以用普通热轧槽钢代替，但重量会增加很多，大约10%～15%。当前很多建设单位在除尘设备中的钢结构重量结算造价，亦无耗钢量的控制指标，承建单位受利益所趋，往往使轻钢结构的推广受阻。

计算板式箱体时，由壁板四周有支撑，板与板之间焊接可近似假定板为四边简支，其垂直荷载是顶部传播的设备或管道自重（管道带灰），带灰布袋的重量及板本身自重，水平荷载则是内压（正压或负压），在外侧须加上风载，在内隔板则考虑，一室有压另一室无压状态，一般在接近灰斗顶的板带受力最大。

2.骨架式壳体结构

图4-13 骨架式壳体结构

此类结构的滤袋室箱体由立柱及横梁构成，箱体四周设立柱，立柱间有多道横梁连接，再同壁板贴在梁柱上形成封闭箱体的围护（见图4-13）。过去梁柱式结构多用在反吹风式的除尘器设备中，由于有屋顶排风管、反吹风管及换向三通阀等设备，又要悬吊许多滤袋的重量，所以在箱体顶部做一个大桁架，上弦支撑屋面设备，下弦吊挂滤袋。多道横梁则承受内压及外部风载，将工字形梁卧放，箱体柱则将屋面及滤袋的垂直荷载传到下部大立柱去。

这种上部箱体结构型式优点是箱体内部不设支撑，可以多布置滤袋，滤袋间的净空较大，透气性好，检查也较方便。整个箱体较结实，刚度也较大，但其缺点是耗钢量较大，增加设备重量，而且壁板裁成一块块现场施焊，很费工时。

这种结构型式可从以下几方面降低钢耗：(www.xing528.com)

1）顶上的大桁架宜改成板梁，现在的桁架斜杆要和封壁板的加劲打架，难处理。

2）立柱和横梁通过精确计算求得，既要保证强度、刚度，又要采用安全的经济截面，降低耗钢量。

3）比较壁板加劲是采用8号槽钢、10号槽钢还是采用扁钢50×6要比较，因为两者重量相差（8号槽钢=8.04kg/m，10号槽钢=10kg/m，扁钢50×6=2.36kg/m）可达3.8倍之多，在计算板时，采用槽钢在计算板时可作为嵌固边，而采用扁钢条则只能作为简皮边，可继续做些工作，以求得最优化，如有条件最好做些试验来验证。这种试验很简单，焊几块构造不同的板加荷（用块铁红砖都可以），贴上电阻片测应力，板下放千分表测刚度。

一般除尘设备的使用寿命大致在25～40年，随着科技的进步，工艺流程的革新，今后除尘设备的更新期还会缩短。

3.轻钢结构壳体

这种型式的结构往往采用冷弯薄型钢做箱体骨架，滤袋室四周用4～5mm的薄钢板作封闭式围护，薄板靠冷弯方管加强与壁板相贴，用间断焊焊上，在垂直方管的方向用扁钢将壁板分割成小块，使之能满足在设计内力下的强度及挠度的要求，在箱体内部在纵横两个方向也用方管作支撑杆，支撑杆在平面上的布置及箱体高度方向设几道，要视箱体的大小、内压的高低而定，从一些工程实例，可看出多种布置的端貌。如果设备的内部负压正常运转为5000Pa，事故时可达8000Pa（风机故障或操作故障）。

冷弯型钢是采用薄钢板冷弯成型，先弯成槽形，再成方型□，然后用高频电焊机焊接封口，冷弯型钢也有角钢和槽形钢，还有带卷边的C型钢，工程用的大部分方形及长方形钢，其优点是刚度大，两端封上是单面锈蚀，除尘设备一般受力不大，采用这种轻质刚强的材料能发挥其优点。

如果除尘设备的一个滤装箱体长5.66m、宽4.17m、高6.7m，用4.5mm钢板作围护，箱体内部用80×80、50×50、70×70三种冷弯方钢支撑加强，为了便于运输及安装，在高度方向分三段，1.9+2.4+2.4（如果条件许可也可分为二段），箱体全部在工厂制作好，甚至涂装也基本完成。只留最后一道在安装现场刷，以及焊口附近的补漆。

这种结构，重量轻、钢耗量低、现场焊接量小，可加快安装速度，缩短工期。采用冷弯型钢+薄壁箱体围护。有人担心其寿命，根据使用的经验，冷弯型钢的壁厚不宜小于3mm（在南方）或2.5mm（在北方）。宜尽量使用封闭型使之单向锈蚀，除尘设备的使用寿命在30年左右，可以保证不会因锈蚀而产生使用问题。

4.圆筒形结构

从结构科学和运行安全考虑，特别是在耐压的场合把除尘器壳体设计成圆筒形是最合理的。从现状看，小型袋式除尘器和净化可燃气体的袋式除尘器往往设计成圆筒形，如高炉煤气用袋式除尘器等。

5.袋式除尘器结构型式展望

近些年来，我国在建筑材料上增加了许多新产品，与除尘器钢结构有关的就有薄壁冷弯型钢（代替旧工、槽、角钢）及轧制H型钢（代替三块板接的工型钢），连接上有高强度螺栓（代替部分焊接连接）等。这些新产品，国外已使用多年，但国内的普及时间较短。

根据发展情况看，今后除尘设备的结构可以用冷弯型钢做上部结构（即箱体及箱体以上），下部框架及操作平台等可以用轧制工字型钢，并采用高强螺栓连接，这样上面箱体可以拼好后吊装，下面框架横梁平台用螺栓一把就完事，大大提高了建设速度。有一台引进的设备，在安装现场全部螺栓连接，可以不动焊特别是高空焊。当然用的不是普通国内的安装螺栓，而是高强螺栓，如果再加上除尘设备的定型化，制造安装的队伍专业化，那就会大大加快建设进度，节省大量投资。现在仅仅是用设备的重量作为结算设备制造安装的费用（设计费也是取制造费用的某个比例）的简单做法，不利于改进设计，不利于创新经济合理的结构型式。