4.浅谈分气箱的设计以及对除尘器的影响
余勇志，石瑛
（河南中材环保有限公司，河南 平顶山 467001）
摘 要：文章先简单地谈谈分气箱的设计，然后通过工程实例简单地分析分气箱对除尘器的影响。
关键词：分气箱；阻力
1. 前言
随着国家环保要求的不断提高、袋除尘器技术的进步、水泥生产工艺技术的改变使上个世纪的电除尘器的应用面临着巨大的挑战。由此，电除尘器改造为袋除尘器已成为近几年来国内水泥行业的一大趋势。塔牌集团某水泥厂窑头和窑尾原有电除尘器经过改造成袋除尘器后排放满足最新环保要求。笔者想通过这次改造简单地谈谈分气箱（又称气包）对除尘器的影响。
2. 分气箱（又称气包）简介
分气箱必须有足够容量，满足喷吹气量。建议一般在脉冲喷吹后分气箱内压降不超过原来贮存压力的30%为宜。分气箱的工作最小容量为单个脉冲阀喷吹一次后，分气箱内的工作压力下降到原工作压力的70%。在进行分气箱容量的设计时，应按最小容量进行设计，确定分气箱的最小体积，然后在此基础上，对分气箱的体积进行扩容。分气箱体积越大，气包内的工作气压就越稳定。当磁脉冲阀单位时间喷吹量随气包容积加大而升高到一定值时，便保持一固定值不再升高，所以过大的气包容积不会再提高阀的喷吹性能。我们也可以先设计分气箱的规格，然后用最小工作容量进行校正，设计容量要大于（最好远远大于）最小工作容量，一般来说，分气箱工作容量为最小容量的2～3倍为好。分气箱（气包）可以设计成圆形和方形，能承受的压力应比工作压力大1.25 ～ 1.50倍。分气箱如承受0.6MPa压力时，方形和圆形分气箱的壁厚分别≥14mm和≥7.5mm。
3. 分气箱（又称气包）的联接方式
分气箱联接方式分为直接和串联。
直接：每个分气箱均配有截止阀与气路系统联接，优点是维护脉冲阀方便，但管路阻力大，容积无法共享，因而补气能力差。
串联：分气箱与气路系统采用粗钢管直联，虽然维护脉冲阀不方便但管路阻力小容积可以共享，补气能力强。
一个分气箱的容积不到 0.2m3，必须容积共享才能达到补气要求，这对采用低压清灰的设备尤其重要。直联的优点平时作用不大缺点却时时在发挥作用，而串联虽然维护不方便但优点时时在发挥作用，符合功能时效原则。其实要更换脉冲阀很简单，因为整机停止清灰一段时间是完全没有问题的，何况现在的脉冲阀质量已很有保证。所以分气箱串联是我们主推的联接方式。
4. 分气箱（又称气包）对除尘器的影响
塔牌集团某水泥厂窑头和窑尾电除尘器经过改造成袋除尘器后，排放浓度由原来的50mg/Nm3下降到20mg/Nm3以下，到达最新的水泥工业大气污染物排放标准。两台除尘器参数如下：
表1 袋除尘器的技术参数
| 技术参数 | 窑头袋除尘器 | 窑尾袋除尘器 |
| 处理烟气量/(m³·h | 330000 | 500000 |
| 烟气温度/℃ | 130~160 | 130~160 |
| 进口含尘浓度(标况)/(g·m-3) | ≤30 | ≤80 |
| 出口含尘浓度(标况)/(mg·m-3) | ≤20 | ≤20 |
| 壳体耐压/Pa | ±4000 | ±6000 |
| 袋除尘器压力损失/ Pa | 800~900 | 500~700 |
| 压缩空气耗气量(Nm³·min-1) | 4 | 6 |
| 喷吹压力 （MPa） | 0.5~0.7 | 0.5~0.7 |
表2 袋除尘器的结构参数
| 参数名称 | 窑头袋除尘器 | 窑尾袋除尘器 |
| 规格型号 | LJPJ10188-2*4 | LJPJ10(11)268-2*4 |
| 室数 | 8 | 8 |
| 每室滤袋数 | 180 | 260或286 |
| 滤袋总数 | 1440 | 2184 |
| 袋笼规格/mm | Ø 160*8000 | Ø 160*8000 |
| 总过滤面积/m² | 5789 | 8778 |
| 净过滤风速/(m·min-1) | 1.09 | 1.09 |
| 脉冲阀规格/(英寸) | 3 | 3.5 |
| 分气箱(气包)/( mm) | 矩形管300*300*10 L=2380 | 钢管Ø 426*10 L=2440和2670 |
| 脉冲阀数量 | 80 | 84 |
| 滤袋/( mm) | Ø160*8000 进口NOMEX | Ø160*8000 进口P84 |
虽然3.5"阀的喷吹气量比3"阀的大一些，但3.5"阀带的滤袋也比3"阀的多一些，平均到每条滤袋的气量大体相当，所以分析时可以忽略脉冲阀的大小和滤袋数量的影响。
一般来说，窑尾的粉尘清灰难度更大，阻力也应该大一点。而窑尾所用的滤料为进口P84，价格也比窑头所用的滤料进口NOMEX贵许多。但是，数据显示这次改造后窑尾的阻力反而比窑头小。笔者通过上述数据分析得出这样的结论：窑头分气箱（气包）偏小，导致清灰不彻底，从而引起阻力偏大，无形中增加了能耗，减少滤袋的使用寿命。关于分气箱（气包）对喷吹气量的影响，国内外专家做过大量的试验，试验表明：气包容积越大，电磁脉冲阀单位时间喷吹量也越大；足够的气包容积是提高电磁脉冲阀性能，保证清灰效果的主要原因之一，这也正好佐证了上述观点。
虽然当电磁脉冲阀单位时间喷吹量随气包容积加大而升高到一定值时，便保持一固定值不再升高，过大的气包容积不会再提高阀的喷吹性能。但是，一个分气箱的容积往往不到 0.2m3，必须容积共享才能达到补气要求。所以，基本可以排除分气箱（气包）过大的这种可能性。
5. 结束语
我们在设计或选择袋除尘器时更多地关注用何种脉冲阀和滤袋，除尘器本体所用钢板的厚度以及除尘器的价格等，往往忽略分气箱（气包）的大小对除尘器的影响。分气箱（气包）的选取，太大，浪费钢材；太小，导致清灰不彻底，从而引起阻力偏大。所以分气箱（气包）的选取要合理、经济，最好用串联的方式。
参考文献
[1]成庚生. 水泥工业袋式除尘器新技术的应用[J]. 中国水泥除尘器技术高峰论坛文集，2010.
[2] 张殿印，王钝. 除尘工程设计手册 [M]. 北京：化学工业出版社，2010.
[3] 苏州协昌环保科技有限公司. 气包（分气箱）最佳容积确定方法的比较和认定[J]. 全国袋式除尘技术研讨会论文集，2011.
摘自“全国袋式除尘技术研讨会”论文集 2018 武汉 （P624）
