实例：圆筒形袋式除尘器设计

1.除尘工艺

（1）高炉煤气除尘工艺流程 高炉煤气除尘工艺流程如图4-51所示。

图4-51 高炉煤气除尘工艺流程

本工艺采用长袋低压脉冲除尘器，共8组并联运行，应用PLC自动检测、控制煤气除尘系统运行；除尘系统具有在线、离线和在线与离线兼用的清灰功能。PLC系统主要检测煤气压力、煤气温度、净煤气含尘量和单体设备压力损失。

（2）除尘技术参数 按高炉工艺提供的煤气工艺参数，除尘器设计参数如下：

1）处理煤气量（标况）：90000m³/h；

2）除尘器入口煤气温度：250℃，最高300℃；

3）除尘器入口煤气压力：0.30MPa，最大0.30MPa（有超压泄放装置）；

4）除尘器入口煤气含尘量：10g/m³，最大20g/m³；

5）除尘器出口煤气含尘量：≤10mg/m³；

6）除尘器阻力损失：≤1500Pa；

7）煤气露点温度：≤80℃；

8）煤气成分：CO：23.5%；H₂：1.8%；CH₄：0.27%；CO₂：17.5%；N₂：57.0%。

9）烟尘成分：TFe：40.26%；Fe₂O₃：42.12%；SiO₂：11.70%；CaO：6.62%；A1₂O₃：2.01%；MgO：1.40%。

2.除尘工艺计算

1）处理煤气量（工况）：

Q_vt=9000×（273+240℃）/273=169120m³/h

折单台煤气处理量（240℃）：

Q_vt=169120/8=21140m³/h

2）单台计算过滤面积：

F=Q_vt/60v=21140/（60×1.0）=352m²

应用FMS高温针刺毡，取过滤速度v=1.0m/min

3）单台实际过滤面积：设计时，按实际经验选用袋径φ130，袋长6m，每条滤袋过滤面积：

f=3.14dL=3.14×0.13×6m²=2.25m²

按袋径与袋间距的组合关系，花板上过滤分布（见图4-53）共160条，实际过滤面积：

F=160f=160×2.25m²=360m²

折算实际过滤速度：

v=21140/（60×360）=0.98m/min

按标况折算实际过滤负荷（强度）：

q=（90000/8）/360=31.25m³/（h·m²）或0.52m/min

4）排列组合，形成除尘器定性尺寸（图4-52～图4-54）按实际排列组合，共设12排，每排滤袋（φ130×6000）7～17条不等，喷吹介质为压缩氮气，统一由PLC控制。

图4-52 高炉煤气圆筒式脉冲袋式除尘器

图4-53 花板分布图

图4-54 气包结构图(www.xing528.com)

3.结构设计计算

（1）导则

1）根据煤气除尘与输送的严密性和防爆性要求，采用圆筒形结构。

2）根据检修工作需要，上部筒体与封头之间采用凸缘法兰连接；8台除尘器顶部统一设检修走台和吊装设备。

3）除尘器设超压泄放装置。

4）PLC自动检测系统在总控室操作。

（2）设计指标

1）煤气炉顶工作压力：0.30MPa；最高压力0.30MPa（有超压泄放装置）；

2）煤气工作温度200～240℃；最高300℃；

3）结构型式：为内压型；

4）材料：Q235-B。

（3）圆筒厚度

式中 δ——圆筒的计算厚度（mm）；

D_i——圆筒的内直径（mm）；

p_c——计算压力（MPa）；

[σ]^t——设计温度下圆筒材料的许用应力（MPa）

φ——焊接接头系数。

（4）厚度附加量

C=C₁+C₂=（12×8%+4）mm=4.96mm，取C=5mm

（5）选用厚度

δ_e=δ+C=（7+5）mm=12mm实取δ_e=12mm

（6）设计温度下计算应力

δ^t=p_c（D_i+δ_e）/（2δ_e）=0.30×（3180+12）/（2×12）MPa=39.9MPa≤86MPa（安全）

（7）封头厚度校核

（8）锥壳厚度

取δ_e=7mm

δ_e=δ_c+C=（7+5）mm=12mm

取壁厚δ_e=12mm不变。

（9）进出口管道直径

取d=650

按相应管道规格和压力，设计法兰尺寸。

（10）绘制加工图，见图4-52～图4-54。其他图略。