燃煤锅炉除尘系统的设计.doc

XXXXXX大学本科生毕业设计姓名： 学号： 学院： 专业：热能与动力工程设计题目：燃煤锅炉除尘系统的设计指导教师： 职称： 年 月 摘 要随着现代社会经济的高度发展，环境问题越来越成为大家关注的问题，环境污染不仅影响人日益受到重视，排放控制要求越来越高。近年来，袋式除尘器技术发展迅速类的生活同时也影响整个地球的生态发展和平衡，所以烟气粉尘排放污染问题，滤料及配件性能不断地提高，滤袋的使用寿命得到延长，袋式除尘器适用性越来越广，在电力、水泥、钢铁、冶金和化工等行业得到普遍应用。在工业烟尘治理过程，与静电除尘相比，在一些比电阻高、颗粒微细、成分特殊的粉尘场合，选用袋式除尘器可以保证烟气高效、稳定、微量排放。所以袋式除尘器是一种较理想的高效除尘设备，其排放浓度可以实现5-50mg/Nm3。脉冲喷吹袋式除尘器（也称管式低压脉冲除尘器）该技术是2世纪80年代初从瑞典菲达公司引进的，近二十多年来，已经成为国内生产脉冲袋式除尘器所有厂家的主导产品，是目前世界上应用最成功的布袋除尘技术，已经成功运行在钢铁、水泥、化工、机械等行业。本文的主要任务就是设计一个包括脉冲式袋式除尘器在内的除尘系统。关键词：锅炉除尘 袋式除尘器 脉冲式 环保 目 录1绪论11.1课题背景及意义11.1.1课题背景11.1.2锅炉除尘的意义11.2国内外应用现状及本文设计任务21.2.1国内外应用现状21袋式除尘器31.1袋式除尘器概述31.2袋式除尘器的基础知识41.3袋式除尘器的工作原理及工作过程61.4袋式除尘器的分类61.4.1按清灰方式分类61.4.2按滤袋形状分类111.5袋式除尘器的主要参数121.5.1气布比（gastoclothratio）121.5.2压力降（PressureDrop）也叫压力损失121.6袋式除尘器选型及各种因数的考虑161.6.1袋式除尘器的性能特点和选用注意事项161.6.2选型中应考虑的因素191.7袋式除尘器的滤料选择标准212燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算222.1烟气量的计算222.2标准状态下的理论空气量222.3标准状态下的理论烟气容积242.4标准状态下的实际烟气容积242.5烟气含尘浓度的计算242.6烟气二氧化碳浓度的计算252.7工况下的烟气量253净化系统设计方案的分析确定273.1除尘器至少应达到的效率273.2除尘器的选型274方案确定与论证304.1工艺流程图304.2方案论证305除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置335.1各装置及管道布置的原则335.2管径的确定335.3烟囱的设计345.3.1烟囱高度的确定345.4烟囱直径的计算355.4.1烟囱出口内径可按下式计算：355.4.2烟囱底部直径：355.5烟囱的抽力365.6系统阻力计算365.7局部压力损失376风机、电动机的选择及计算416.1风机风量的计算416.2风机风压的计算416.2.1标准状态下风机风量计算及选择风机型号416.2.2电机功率的计算427系统中烟气温度的变化437.1烟气在管道中的温度降437.2烟气在烟囱中的温度降43致谢4646XXXX大学 届本科生毕业设计1绪论1.1课题背景及意义1.1.1课题背景我国的能源结构以燃煤为主，因此，大气污染是我国环境污染的重要来源之一。据统计，大气污染物中，87%的二氧化硫、67%的氮氧化物、71%的一氧化碳和60%的烟尘来源于煤的燃烧。工业粉尘和有害气体严重影响着人们的身心健康，尤其是PM10吸入后对人体呼吸系统的危害极大，如PM10在五天内平均浓度增加10,1天内总死亡率将增加1.5%，呼吸系统疾病死亡率增加3.7%，心血管系统疾病死亡率增加1.8%。火力发电（thermalpower，thermoelectricitypowergeneration是指利用煤炭、石油、液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过热能来加热水，使水变成高温产生高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机继而发电的一种发电方式。在所有发电方式中，火力发电是历史最久的，是最重要的一种。我国电力以燃煤发电为主，约占全国总发电量的70%，原煤消耗量约2亿吨/年。火电厂燃用煤灰分高达28%，近年来达到37%，每燃烧1000kg煤就产生250-400kg粉煤灰，灰渣排放量大。对于火电厂来说除尘是很重要的，火电厂的除尘主要的设备是除尘器，它是火电厂主要的设备之一，除尘器工作的好坏直接影响到整个火电厂的效率以及经济性的高低。袋式除尘器以其高效，适用性广的特点越来越多地应用于各种除尘系统中。但仍存在许多缺点，例如滤料技术不过关、除尘的气流组织不均、滤袋清灰设计不合理等。因此，清灰技术的研究对袋式除尘器的优化设计和保证滤料适用寿命具有重要作用。1.1.2锅炉除尘的意义煤粉在炉膛中燃烧呈悬浮状态燃烧，燃煤中绝大部分可燃物都能在炉内燃尽，而煤粉中的不燃物（主要为灰分）大量混杂在高温烟气中这些不燃物因受到高温而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷，呈玻璃状态，从而具有较高的活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器被收集、分离即为粉煤灰。锅炉烟尘一般含有10%-40%游离SiO2的粉尘（国家规定最高允许排放质量浓度为2mg/m3）尘粒分散度高，直径小于5µm的占73%。除尘器、干灰输送系统及粉煤灰等综合利用场所的粉尘，也是含有10%-40%游离SiO2的粉尘。粒径一般在15µm以下，5µm以下的占有相当份额。粉尘的分散度越高，即粉尘粒径越小，其在空气中的稳定性越高，在空气中悬浮越持久，人吸入机会越多，对人体危害越大。呼吸性粉尘可沉淀在呼吸性的支气管壁和肺泡壁上。长期吸入生产粉尘易引起肺组织纤维化为主的全身性疾病，即尘肺病，属国家法定职业病。火电厂生产性粉尘73%以上是粒径小于5µm的呼吸性粉尘。因此一定要重视粉尘危害后果的严重性，做好粉尘防治工作，防止疾病的发生。1.2国内外应用现状及本文设计任务1.2.1国内外应用现状我国的电厂锅炉和工业锅护多以煤为燃料，而燃煤锅炉所产生的烟气中含有危害环境的气体和顺粒物，因此，燃煤锅炉是我国主要的大气污染源之一。为了净化锅炉烟气，人们采取了多种技术措施，应用除尘设备就是其中的重要措施之一。除尘设备有多种类型，它们能移达到的除尘效果各有不同，因而采用什么样的设备须按要求达到的效果来选择。我国的锅炉烟气除尘，在早期便用旋风除尘器、多管除尘器和湿式除尘器的比较多，后来使用电除尘器的逐渐增加。近年来。随着环保要求的进一步提高。不仅低效的旋风、多管除尘器和效果稍好的湿式除尘器远不能满足要求，就是高效的电除尘器也有捉襟见肘之感。在这种情况下，根据国外经脸，解决办法就是让袋式除尘器上场。因此，进入21世纪以后，我国采用袋式除尘器进行锅炉烟气净化便逐渐增多。我国的袋式除尘技术起步较早，我国早在上一世纪50年代就开始引进前苏联技术，60一70年代国内少数科研院所开始引进、仿照国外技术生产袋式除尘器;70年代后期开始出现少数袋式除尘器生产厂家:80年代国内生产厂家开发生产了反吹风袋冲除尘器;进入90年代以来，随着大型脉冲喷吹袋式除尘器研制成功，袋式除尘器研发和利用进入快速发展阶段，尤其是近年来，随滤料技术、自控技术、系统设计技术的提高，袋式除尘使用越来越多。国外发达国家很早就开始将袋式除尘器用于燃煤锅炉的烟气治理工程。澳大利亚是袋式除尘利用最多的国家之一，目前该国80%火电厂采用袋式除尘，该国从20世纪80年代开始实施“电改袋上程，袋式除尘器多采用强力清灰即脉冲喷吹清灰方式。德国早在18一世纪80年代就开始商业化生产，1954年的逆喷型吹气环清灰技术，1957年的脉喷型袋式除尘器技术使得袋式除尘器实现了除尘、清灰连续操作，处理量提高数倍，特别是脉冲袋式除尘器技术，它不但使操作和清灰连续，滤袋压力损失更趋于稳定，处理气量进一步增大，而且内部无运动部件，滤布寿命更长，结构简单。20世纪70年代以后，美、日、澳及欧洲等国家，结合大规模上业生产，相继开发了大型袋式除尘器应用J.燃煤电站、干法水泥回转窑窑尾和电炉除尘式除尘器和长袋低压脉。1袋式除尘器1.1袋式除尘器概述随着现代社会经济的高度发展，环境问题越来越成为大家关注的问题，环境污染不仅影响人类的生活同时也影响整个地球的生态发展和平衡，所以烟气粉尘排放污染问题日益受到重视，排放控制要求越来越高。近年来，袋式除尘器技术发展迅速，滤料及配件性能不断地提高，滤袋的使用寿命得到延长，袋式除尘器适用性越来越广，在电力、水泥、钢铁、冶金和化工等行业得到普遍应用。在工业烟尘治理过程，与静电除尘相比，在一些比电阻高、颗粒微细、成分特殊的粉尘场合，选用袋式除尘器可以保证烟气高效、稳定、微量排放。所以袋式除尘器是一种较理想的高效除尘设备，其排放浓度可以实现5-50mg/Nm3。燃煤电厂锅炉烟气除尘设备不仅是环保设备，也是电厂的主要生产设备之一（电厂的四大主机：发电机、汽轮机、锅炉、除尘器）。因此在设计袋式除尘系统和滤料选择时，必须确保袋式除尘器的长期（锅炉及附属设备一般三年一个大修）可靠运行，要充分考虑锅炉及其辅机的运行工况、燃料和灰尘的特性，及运行可能出现的问题。在燃料不变的情况下，含尘烟气的特性主要取决于锅炉的燃烧工况，同时也取决于除尘系统的设计。锅炉的运行工况直接影响袋式除尘器系统，而袋式除尘器系统有直接影响到锅炉的安全。如果除尘系统因破袋失效，会造成锅炉引风机叶轮磨损加快；滤袋沾灰严重，会增加阻力，减少了引风机的抽风量，造成锅炉正压运行，这是很危险的。所以，在设计燃煤锅炉袋式除尘系统时，一定要把除尘作为锅炉系统的一个重要环节，在设计时，自动监测、自动控制、故障判断和紧急措施都要有全面考虑。在我国燃煤电厂上使用袋式除尘系统还必须考虑我国电厂烟气的特点： (1)国外电厂对燃煤品种控制十分严格，而我国电厂燃煤品种波动大，不同煤种不仅燃烧值不同，而且灰分、杂志成分、含硫量均不同。这样就造成烟气温度、烟尘含量、烟气成分都在波动。给袋式除尘器运行管理带来极大困难。电厂烟气温度在120-170之间波动。大多数电厂为提高放热效率，烟气温度都控制在130-150，运行中特殊情况可略低于130或高于150。这个温度对于中等以上含硫的煤种，正处于酸露点上，极易因酸结露腐蚀损坏滤袋。在锅炉点火阶段，要喷油助燃，常常因燃油雾化不好，燃烧不完全，使大量油雾附着于滤袋上使滤袋阻力居高不下。因锅炉设备故障可能发生烟气异常。例如发生爆炸事故，产生大量水汽使布袋结露或空气预热器故障使烟气温度超限等。为此，在我国电厂燃煤锅炉上使用袋式除尘器必须采取以下的措施：严格控制烟气温度波动，在温度增高时，采用喷雾降温或掺冷风等措施使温度迅速降到袋式除尘器允许的长期工作的温度点上。并使袋式除尘器工作在酸雾点之上5-10。为防止油雾的附着，必须对袋式除尘器喷入灰尘的预涂尘层，在锅炉点火前，进行滤袋的预涂灰工作。设置旁路管道，当锅炉发生爆炸等事故时刻开启旁路阀门，将烟气短路以保护除尘器。如与油混合烧，应尽量减少混烧的时间或减少混烧的燃油量。煤与油燃烧时应向管道喷入灰尘，并尽可能不清灰或减少清灰次数。根据燃煤电厂总图布置和生产工艺的要求，袋式除尘器外形常区别于钢铁、水泥等行业的情况，其要求不要过长，而是长宽得当，适当宽一些。加强对除尘器的管理，严防滤袋破损。如发现破损现象，必须立即更换。在袋式除尘器中有旋转式低压脉冲除尘器、管式低压脉冲除尘器和反吹风袋式除尘器以及这些除尘器改进或改型。其中管式脉冲除尘器运行良好，维护容易。电厂锅炉除尘器的输灰系统多采用气力输送装置，很少用机械输灰系统。目前国内在燃煤锅炉烟气净化中采用的布袋除尘技术大致有以下5种： (1)低压脉冲回转式除尘器以德国鲁奇公司为代表，由于内蒙古丰泰发电有限公司的2台200MW机组袋式除尘器的成功运行，目前国内采用该技术并投入运行的有郑州热电厂、北京高景电厂等。该技术在应用过程中回转机构的稳定性制约着其再燃煤锅炉上的应用，另外在回转过程中的清灰无法做到“点对点”清灰，压缩气体浪费较大，且脉冲阀寿命难以与电厂大修同步。脉冲喷吹袋式除尘器（也称管式低压脉冲除尘器）该技术是2世纪80年代初从瑞典菲达公司引进的，近二十多年来，已经成为国内生产脉冲袋式除尘器所有厂家的主导产品，是目前世界上应用最成功的布袋除尘技术，已经成功运行在钢铁、水泥、化工、机械等行业。目前国内采用改技术并投入运行的有焦作电厂2号、3号炉，北京第二电厂，广州恒运电厂等。设计参数得当，均取得良好的效果。定位反吹袋式除尘器该技术是哈尔滨工业大学环保公司在1984年机械部引进美国久益公司分室反吹除尘器的基础上，结合国内的机械回转扁袋除尘器及箱式脉冲袋式除尘器特点的“专利技术”。目前有所应用，因自身原因应用不广。“直通式”直进直出袋式除尘器该技术是国电环境研究院承担国电集团300MW机组“燃煤电厂布袋除尘技术及设备研究”课题而设计出来的，本质是加大箱体的脉冲行喷袋式除尘器的一种形式。在试验取得成果的基础上，将该技术应用于国电天津第一热电厂的马钢热电厂的电除尘起改造工程中。电袋复合除尘器国外早就有这样的电袋复合的除尘方式。近年在几个电厂的除尘器改造中得到应用，保留除尘器的一电场，并在二、三电场拆除所有极线、极板改为袋式除尘器，这种除尘器成为“电袋复合除尘器”。该技术设备使用于静电除尘器的改造中。1.2袋式除尘器的基础知识常用术语含义：1、过滤面积：指起滤尘作用的滤料有效面积，以计。过滤面积的计算通常采用下列1-2-1公式： S=Q/V （1-2-1）式中：S过滤面积，Q处理风量，/hV处理风速，m/min2、过滤速度：指含尘气体通过滤料有效面积的表观速度，以m/min计。袋式除尘器过滤风速的大小与袋式除尘器的使用寿命及投资都有很大的关系，过滤风速过高，其清灰频率高，设备阻力大，不仅会造成滤袋及脉冲阀的使用寿命缩短，而且能耗大。过滤风速过低，又会使设备体积庞大，投资增高，为此应按不同的工况条件选择最佳的过滤速度。3、处理风量：指进入袋式除尘器的含尘气体工况风量，以/h或/min计。4、设备阻力：指气流通过除尘器的流动阻力，即入口与出口处气流的平均全压之差，以Pa或KPa计。袋式除尘器的设备阻力一般可通过清灰机构自动保持在设计时所预定的数值。实际过程的袋式除尘器的阻力大多在500-2000Pa的范围内。对于脉冲式除尘器的阻力一般按下列经验公式1-2-2计：P=1390（140%）（1-2-2）式中：P粉煤锅炉应用的脉冲喷吹袋式除尘器总阻力，Pa过滤速度对于中小型锅炉脉冲除尘器，在正常工况下其设备阻力设计时，一般要求低于1200Pa为宜。漏风率：在现场测定中，指漏入或漏出除尘器本体的风量与入口风量的比率，以%计，漏风率计算公式：=（-V）/V100（1-2-3）式中：漏风率，%除尘器出口的气体流量，/h干气体V除尘器进口的气体流量，/h干气体6、入口粉尘浓度：指入口含尘气体的单位标态体积中所含固体颗粒的质量，以g/干气体计7、出口粉尘浓度：指出口含尘气体的单位标态体积中所含固体颗粒的质量，以g/干气体计8、除尘效率：指含尘气体通过除尘器时所捕集的粉尘量占进入除尘器的粉尘总量的百分数，以%计。1.3袋式除尘器的工作原理及工作过程粉尘烟气经过袋式除尘器滤袋时，滤料纤维对粉尘的筛分、截留、惯性、扩散、粘附、静电和重力作用，将粉尘阻留在滤袋表面达到粉尘与气体分离，达到净化烟气的目的。当粉尘粒径大于滤料中纤维间孔隙或滤料上沉积的粉尘间的孔隙时，粉尘即被筛滤下来。通常的织物滤布，由于纤维间的孔隙远大于粉尘粒径，所以刚开始过滤时，筛分作用很小，主要是纤维滤尘机制惯性碰撞、拦截、扩散和静电作用。但是当滤布上逐渐形成了一层粉尘粘附层后，则碰撞、扩散等作用变得很小，而是主要靠筛分作用。一般粉尘或滤料可能带有电荷，当两者带有异性电荷时，则静电吸引作用显现出来，使滤尘效率提高，但却使清灰变得困难。近年来不断有人试验使滤布或粉尘带电的方法，强化静电作用，以便提高对微粒的滤尘效率。重力作用只是对相当大的粒子才起作用。惯性碰撞、拦截及扩散作用，应随纤维直径和滤料的孔隙减小而增大，所以滤料的纤维愈细、愈密实，滤尘效果愈好。烟尘进入袋式除尘器后，滤袋表面拦截、沉积粉尘，当粉层达到一定厚度后，滤袋的阻力会上升、透气性下降，此时通过清灰装置使粉层剥落沉降，恢复滤袋的阻力，所以袋式除尘器是一种周期性收集粉尘和清灰的工作过程，不同类型的袋式除尘器清灰结构和方式不同.1.4袋式除尘器的分类1.4.1按清灰方式分类清灰是使袋式除尘器能长期持续工作的决定性要素。清灰的基本要求是从滤袋上迅速而均匀地剥落沉积的粉尘，同时通常又要求能保持一定的一次粉尘层，并且不损伤滤袋和消耗较少的动力。清灰方式的特征是袋式除尘器分类的主要依据。从清灰方式上区分有机械振动式、反吹风式、回转反吹风式、脉冲喷吹式、气箱脉冲式五类。图一 清灰机制示意1、机械振动式：机械振动式清灰是利用机械装置使滤袋产生振动使粉层剥落达到清灰目的，其特点：结构原始、简单、清灰能力有限，对于粘性较强、颗粒微细的粉尘达不到应有的清灰效果。所以一般在使用要求高、烟气量大的场合不采用这种类型。图二 机械震动袋式除尘器2、反吹风式：反吹风式清灰是利用除尘器系统的压力或反吹动力风机产生的逆向气流，使滤袋发生瘪塌（内滤时）或鼓胀（外滤时）变形使粉层剥落达到清灰目的。一般反吹风式采用分室结构，每室配置一套主气阀和反吹风阀，一室清灰时关闭和开启该室的主气阀和反吹风阀。反吹风袋式除尘器有滤袋规格大、过滤风速低、清灰柔和可以延长滤袋寿命的优点，也有占地面积大、设备造价高、清灰力度弱的缺点。适合在选用织布玻璃纤维的高温工况下使用。图三 反吹风袋式除尘器工作示意图3、回转反吹风式：回转反吹风袋式除尘器一般为圆筒形，利用高压风机或鼓风机作为反吹清灰动力，通过带转动机构悬臂的喷嘴对滤袋旋转反吹，以达到清灰目的。在旋转机构上有连续旋转反吹和布进定位反吹两种结构。由于旋转机构、反吹风气路（与转动部件之间的密封）故障率高，设备的总体可靠性较差。图三 回转反吹分袋式除尘器工作示意图4、脉冲喷吹式：脉冲喷吹又称行喷吹脉冲，压缩空气通过气包、脉冲阀、喷吹管、喷吹口对滤袋瞬间喷吹、引流，使滤袋迅速鼓胀、反吹，使粉层快速剥落达到清灰目的。它具有占地面积小、结构灵活、布置紧凑、滤袋拆装方便等优点，是目前使用最广泛、清灰最高效的滤袋除尘器。其清灰结构最大特点在于滤袋按行排列设计，每行滤袋出口上方配置一根喷吹管和一个与气包连接的脉冲阀，喷吹管下方对应每个滤袋中心开一个喷吹孔，压缩空气是通过喷吹孔进入滤袋清灰的。脉冲阀动作一次完成一行滤袋的清灰。图四 脉冲喷吹袋式除尘器工作示意图5、气箱脉冲式袋式除尘器：气箱脉冲清灰技术是我国上世纪80年代引进的美国富乐公司技术，当时主要应用在水泥行业。其特点于采用分室和气路切换阀，每室配置12个脉冲阀，清灰时关闭该室气路切换阀，压缩空气通过脉冲阀喷进花板上方的净气室，气流瞬间气振、扩散、膨胀，产生反向压力使滤袋鼓胀达到清灰目的。它与脉冲喷吹技术很接近，不同之处在于脉冲阀数量少、清灰结构更简单。图五 气箱脉冲袋式除尘器工作示意图1.4.2按滤袋形状分类a.圆袋：大多数袋式除尘器多采用圆形滤袋。圆形滤袋受力均匀，支撑骨架及连接方式简单，清灰所需动力较少，检查维护方便。b.扁袋：扁袋通常呈平板形。扁袋布置紧凑，可在同样体积空间布置较多的过滤面积，一般节约空间20%-40%。但扁袋结构复杂，制作要求较高，滤袋之间容易被粉尘堵塞。脉冲褶式滤筒：（a）一体型设计，免除滤袋框架，大大缩短安装时间。（b）与一般滤袋相比，过滤面积大，占地、占空间小（可增加23倍的过滤面积）。（c）.适合大部分花板口和下装式接口设计，弹性的橡胶顶部确保结合紧密。（d）.可显著降低气布比。（e）.属于表面过滤，可大大减少系统压差。（f）.脉冲清灰时所需压缩空气的压力较低，节省压缩空气用量。（g）.过滤元件长度尺寸较短，可避免入口气流的冲击，减少磨损问题.（h）适用粉尘浓度较低的场合。1.5袋式除尘器的主要参数1.5.1气布比（gastoclothratio）气布比也叫过滤风速V，指气体通过滤料的平均速度。单位是m/min，也可用式子表示为：V=Q/60A（1-5-1）式中：Q-通过滤料的气体流量，m3/h（工况）A-滤料总面积，m21.5.2压力降（PressureDrop）也叫压力损失袋式除尘器的压力降也就是设备阻力，它不但影响整个系统的能耗，还决定着除尘效率和清灰的时间间隔。袋式除尘器的压力损失与它的结构形式、滤料特性、过滤速度、粉尘浓度、清灰方式、气体温度及气体黏度等因素有关。它基本上由三部分组成。（1-5-2）式中：P袋式除尘器设备阻力，Pa；Pc除尘器结构阻力，Pa；P0清洁滤料的阻力，Pa；Pd滤料上附着粉尘的阻力，Pa。除尘器结构阻力是指气体通过入口、出口以及除尘器内部的分布板、挡板、引射器、烟道改变流向和流速等产生的阻力。正常情况下，这部分阻力一般为200500Pa(2050mmH2O)；清洁滤料的阻力(P0)是指滤料未附着粉尘时的阻力。该项阻力较小。过滤速度为0.1-5m/min的状态下，气体通过洁净滤料流动时，雷偌数很小，流动属于层流，其阻力可用以下式表示：（1-5-3）式中：V滤速（cm/s）；d滤料纤维直径（cm）；H纤维层厚（cm）；纤维断面形状系数；气体粘滞系数（Pa.s）；am为填充系数。通常情况简化为：（1-5-4）式中：滤料的阻力系数，1m；气体的动力黏度，kg(m·s)；过滤速度，ms。(3)滤料上粉尘层的阻力（1-5-5）式中：粉尘层的阻力系数，1m；a粉尘层的比阻力，mkg；m粉尘负荷，kgm2。于是，积尘滤料的总阻力为（1-5-6）在一般情况下P050200Pa，而Pd5002500Pa。通常，a值不是常数，它取决于粉尘堆积负荷m、粉尘粒径、粉尘层的空隙率及滤料的特性等。a一般为1091012mkg。对于清洁滤料，实用上常以透气率指标表示其阻力。透气率系指压差124.5Pa(12.7mmH2O)时，滤料对大气的过滤速度(cms)。影响设备压力损失的因素（1）过滤风速：袋式除尘器的压力损失在很大程度上取决于选定的过滤风速。除尘器结构阻力、清洁滤料的阻力及滤料上附着粉尘层的阻力都随过滤风速的提高而增加。如图六所示。图六 阻力与过滤风速的关系（2）粉尘堆积：粉尘堆积负荷(m)对积尘滤料的阻力有决定性的影响。除直接关系着Pd的大小外，上述式1-5-5中的a值亦随m值而变化。下图所示为实用m值范围内的a值。（3）滤料的特性：不同结构滤料的阻力通常有如下关系：长纤维滤料高于短纤维滤料；不起绒滤料高于起绒滤料；纺织滤料高于毡类滤料；表面压光滤料高于不压光滤料；纤维断面复杂滤料小于不复杂滤料；布料较重的滤料高于较轻的滤料。（4）过滤时间：工作过程中袋式除尘器的阻力不是定值，而是随时间变化的。随着过滤的进行，滤料上附着的粉尘层逐渐增厚，透光性降低，阻力便相应增加。这将使风机工作风量减小，粉尘穿透量增大，并可能抽去滤料缝隙间的沉积粉尘，使除尘效率降低。此时便需清灰，以便将阻力控制在一定范围之内。因而，设备阻力的变化实际如下图所示。对于分室的袋式除尘器，常用逐室中断过滤进行清灰的方法。此时，总抽风量稍有下降，设备阻力亦略有增加。当清灰结束重新恢复滤尘时，由于清灰滤室的阻力已下降，所以袋式除尘器总风量将增加，设备阻力将下降。图七 阻力与时间的关系图八 分室袋式除尘器阻力随时间的变化实际上，滤料清灰后其阻力只能降低到清灰前的2080，而不能恢复到新滤料状态，这是因为滤料上含残存初次粉尘层。而且残存初次粉尘层的量会随使用时间推移而增加。一般情况是，袋式除尘器的压力损失在刚使用时增加较快，但经12个月便趋稳定，以后虽有增加但比较缓慢，多数趋于定值。（5）清灰方式：在同样条件下，采用高能量清灰方式(如脉冲喷吹、气环反吹等)的设备阻力较低，而采用低能量清灰方式(如机械振动、逆气流等)的设备阻力较高，这是由于清灰后滤料与剩余粉尘量不同所致。其中滤料的粉尘阻力Pd包括：（i）初始粉尘层阻力Pdo，指不能清除掉的粉尘形成的阻力，随时间变化（j）动态粉尘层阻力Pdc，指通过清灰可以清除掉的粉尘形成的阻力，这一阻力随容尘量的增加而上升，但清灰后趋于零。1.6袋式除尘器选型及各种因数的考虑进行袋式除尘器选型时.应综合考虑除尘原理、结构形式、滤布性能、清灰方式等,首先收集有光设计资料(包括净化气体特征、粉尘特征、净化指标,各种袋式除尘器的性能,特别是清灰方式等项内容),依据袋式除尘器特点和选用注意事项,计算有关参数,最后确定形式。1.6.1袋式除尘器的性能特点和选用注意事项袋式除尘器时一种高效除尘装置,其性能稳定可靠,负荷变化适应性能强,运行管理简便,所收干尘便于处理与回收利用,广泛地用于各种工业尾气的净化除尘。于文丘里除尘器相比,动力消耗少,没有泥浆处理问题:与电除尘相比,结构简单,附属设备少,投资省,可以回收高比电阻的粉尘。因此对于微细的干燥粉尘,采用袋式除尘器捕集是适宜的。下表列出了袋式除尘器的一些应用情况。粉尘种类纤维种类清灰方式过滤风速/(m/min)粉尘比阻力系数/(N.min/gm)飞灰（煤）玻璃、聚四氟乙烯逆气流、脉冲喷吹、机械振动058-181.71-2.51飞灰（油）玻璃逆气流1.98-2.350.79水泥玻璃、丙烯酸系、聚酯逆气流、机械振动0.46-0.642.00-11.69铜玻璃、丙烯酸系机械振动0.18-0.822.51-10.86电炉玻璃、丙烯酸系逆气流、机械振动0.46-1.227.5-119硫酸钙聚酯 2.280.067碳黑玻璃、聚四氟乙烯、丙烯酸系、诺梅克斯逆气流、机械振动0.34-0.493.67-9.35白云石聚酯逆气流1.00112飞灰（焚烧）玻璃逆气流0.7630石膏棉、丙烯酸系机械振动0.761.05-3.16氧化铁诺梅克斯脉冲喷吹0.6420.17石灰窑玻璃逆气流0.701.50氧化铅聚酯逆气流、机械振动0.309.50烧结尘玻璃逆气流0.702.082）袋式除尘器主要用于控制粒径1um左右的微粒，当含尘气体粒径5um时，最好采用二级除尘。3）袋式除尘的适应性强，可捕集各种性质的粉尘，不会因粉尘比电阻等性质而影响除尘效率。适应的烟尘浓度范围大，可从每立方十数百毫克至数十克甚至上百克。而且入口含尘浓度和烟气量波动范围大时，也不会影响除尘器的除尘效率和压力损失。4）袋式除尘器不适应用于净化油雾、水雾及黏结性强的粉尘：处理相对湿度高的含尘气体时，需采取保温或加热措施，以避免结露“糊袋”问题。5）袋式除尘器的规格多样，使用灵活。处理风量可由不足200/h直至每小时数百万立方米。即可制成直接设于室内产尘设备近旁的小型机组，也可制成大型的除尘器室。6）滤袋是袋式除尘器的重要部件，根据滤袋性能，要选择相应的耐温、耐腐蚀等性能的限制，特别是长期使用时，温度应限于280以下。当含尘气体温度过高时，需要采取降温措施，这会导致除尘系统复杂化和造价提高。7）清灰方式可作为选型的重要条件，而清灰方式受粉尘粘性、过滤速度、空气阻力、压力损失、净化效率等因素制约。所以要依据主要制约因素，确定清灰方式：在依据清灰方式和清灰制度选定清灰方式。8）当入口含尘浓度过大时，宜设预除尘装置。1.6.2选型设计计算1） 确定袋式除尘器的形式在进行除尘器选型设计时首先要决定采用何种袋式除尘器。例如，处理气体量适中，厂房面积受限制，可以考虑采用脉冲喷吹袋式除尘器：处理气体量达的场合可以考虑采用逆气流清灰袋式除尘器。2） 根据含尘气体特征，选择合适的滤料选择时应考虑滤料捕集制定粉尘的性能、耐气体和粉尘腐蚀的能力、耐高温的能力等。如气体温度超过150且低于300，可以选用玻璃纤维滤袋：对纤维状粉尘则应选用表面较光滑的尼龙等滤袋：对于一般工业性粉尘，可选用涤纶布、棉绒布等滤袋。气体的温度和湿度是选择滤料主要考虑的因素，每种滤料都对应着一最高使用温度。由于很多高温气体烟气适合采用袋式除尘器捕尘，所以在烟气温度超过滤袋耐温上限时，应在陈除尘器之前加设预冷却系统。随着气体的冷却，气体的相对湿度增高，必须防止水气凝结，以免造成粉尘在滤料上结块。一般要求气体温度高于露点温度30左右。3） 根据除尘器形式、滤袋种类、气体含尘浓度、允许的压力损失等可确定清灰方式4） 根据滤料和清灰方式确定气速，计算过滤面积，最后确定滤袋尺寸和数目A处理气体量的计算  计算袋式除尘器的处理气体量时，首先要求给出工况条件下的气体量，即实际通过袋式除尘器的气体量，并且还要考虑除尘器本身的漏风量。这些数据，应根据已有工厂的实际运行经验或监测资料来确定。如果缺乏必要的数据，可按生产工艺过程产生的气体量，在增加集气罩混进的空气量（约20%-40%）来计算：          Q=Qs（273tc）×101.324   (1K)   （1-6-1）                                                       式中:Q-通过除尘器的含尘气体量，m3/h;QS-生产过程产生的气体量，m3/h;Tc-除尘器内气体的温度，;Pa-环境大气压，Kpa;K除尘器前漏风系数。应该注意，如果生产过程产生的气体量是工作状态下的气体量，进行选型比较时则需要换算为标准状态下的气体量。  b)过滤风速的选取 过滤风速的大小，取绝于粉尘的性质、滤料种类、要求的除尘效率和清灰方式等，一般按除尘其样本推荐的数据及使用者的实践经验选取。表所列过滤风速可供选取时参考。通常粉尘细、密度大时，则应该选取较低的过滤风速，因为过滤风速过高时，会导致非常高的压力损失粉尘通过率：采用素布、玻璃纤维等不起绒滤料时，应选取较低的过滤风速：采用绒布、毛呢滤布时，可适当提高过滤风速：选用毡子滤料时，则可选取较高的过滤风速。净化效率要求高时，过滤风速度要低一些，反之则可高一些。  c)过滤面积的确定 1总过滤面积。根据通过除尘器的总气量和选定的过滤速度，按式计算总过滤面积：                 A=Q/60u（1-6-2）式中: A-总过滤面积，m2；  Q-通过除尘器的总气体量，m3/h；  u-过滤风速，m/min。                                              确定总过滤面积，还要考虑以下三项附加值。a.漏风附加：考虑到除尘系统的严重程度和漏风情况，一般应附加10%-15%。b.清灰附加：考虑到清灰时停止过滤的情况，应附加清灰时间占运行时间的百分比。c.维修附加：考虑到更换部件、检查后维修的情况，应附加停止过滤的滤料面积占总面积的百分比。2单条滤袋面积：单条圆形滤袋的面积，通常用下式计算：     Ad=DL（1-6-3）式中：Ad-单条圆形滤袋的公称面积，：  D-滤袋直径，mm  L-滤袋长度，m: 在滤袋加工过程中，因滤袋要固定在花板或短管，有的还要吊起来固定在袋帽上，所以滤袋两端需要双层缝制甚至多层缝制，双层缝制的这部分因阻力加大已无过滤作用，同时有的滤袋中间还要加固定环，这部分也没有过滤作用，故上式可改为：Aj=DL-AX （1-6-4）式中：AJ-滤袋净过滤面积（有效过滤面积），：AX-滤袋未能起过滤作用的面积，：其他符号意义同前。例如，在大中型反吹风除尘器中，滤袋长10m，直径0.292m，公称过滤面积为0.292××10=9.25，如果扣除没有过滤作用的面积0.75，净过滤面积为8.5，由此可见，滤袋没有的过滤面积占滤袋面积的5%-10%。所以在大中型除尘器规格中，应注明净过滤面积大小。但在现有除尘器样本中，过滤面积多数指的是公称过滤面积，在设计和选用中应该注意。3滤袋数量。求出总过滤面积和单条滤袋的面积后，就可以算出滤袋条数。如果每个滤袋室的滤袋条数是确实的，还可以由此计算出整个除尘器的室数，尽管在除尘器的设计或选用中按需要确定室数，但是从场地布置和维修方便考虑，常把超过6个室的除尘器的室数定为双排，把少于5个室的除尘器的室数定为单排。5）袋式除尘器的设计内容若是选型设计，则可根据上述计算出的处理分量和过滤面积即可选定除尘器型号规格。若需自行进行设计，则可按以下步骤进行。1确定滤袋的尺寸即直径D和高度L.2计算每只滤袋面积。3计算滤袋数。若需要滤袋数较多时，可根据清灰方式及运行条件，将滤袋分成若干组，每组内相邻的两滤袋净距一般取50-70，组与组之间以及滤袋与外壳之间的距离，应考虑更换滤袋和检修的需要。4进行其他辅助设计：a.壳体设计，包括除尘器箱体，进排气风管形式，灰斗结构，检修孔及操作平台等，如箱体和进排风气管带压，则应按压力容器设计和强度计算：b.粉尘清灰机构的设计和清灰制度的确定：c.粉尘输送、回收及综合系统的设计等。1.6.2选型中应考虑的因素1处理风量:袋式除尘器的处理风量必须满足