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數(shù)據(jù)采集機(jī)械振打布袋式除塵器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書


一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮O(shè)備特點(diǎn)
袋式除塵器又稱過濾式除塵器,是使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集的裝置,采用纖維織物作濾料的袋式除塵器,在工業(yè)廢氣除塵方面應(yīng)用廣泛,本實(shí)驗(yàn)主要研究這類除塵器的性能。
袋式除塵器的性能與其結(jié)構(gòu)型式、濾料種類、清灰方式、粉塵特性及運(yùn)行參數(shù)等因素有關(guān)。袋式除塵器性能的測定和計(jì)算,是袋式除塵器選擇、設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的基礎(chǔ),是本科學(xué)生必須具備的基本能力。為此,本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在認(rèn)真了解實(shí)驗(yàn)原理、裝置、方法、內(nèi)容和要求的基礎(chǔ)上,綜合應(yīng)用已掌握的基本知識(shí)和技能,自行完成實(shí)驗(yàn)方案步驟實(shí)際和實(shí)驗(yàn)測定記錄表設(shè)計(jì),獨(dú)立完成本實(shí)驗(yàn)。
通過本實(shí)驗(yàn):1、進(jìn)一步提高對袋式除塵器機(jī)構(gòu)形式和除塵機(jī)理的認(rèn)識(shí);
2、掌握袋式除塵器主要性能的實(shí)驗(yàn)研究方法;
3、了解過濾速度對袋式除塵器壓力損失及除塵效率的影響;
4、提高對除塵技術(shù)基本知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的綜合應(yīng)用能力;
5、并通過實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
特點(diǎn):
1、可測定布袋除塵器除塵效率。
2、可測定研究處理風(fēng)量、待處理氣體含塵濃度對除塵效率及壓力損失的影響。
3、配有微電腦粉塵濃度檢測系統(tǒng)(能在線監(jiān)測進(jìn)口處與出口處含塵濃度的變化、并具有數(shù)據(jù)采集與直接打印輸出功能、)。
4、裝置配有微電腦風(fēng)量、風(fēng)壓檢測系統(tǒng)(能在線監(jiān)測各段的風(fēng)壓、風(fēng)速、風(fēng)量,并具有數(shù)據(jù)采集與直接打印輸出功能)。
5、數(shù)據(jù)采集直接打印輸出功能、設(shè)備上已經(jīng)安裝微型打印機(jī)1臺(tái)、注意:(不需要另配計(jì)算機(jī)和打印機(jī))。
6、設(shè)備帶有機(jī)械自動(dòng)發(fā)塵裝置、發(fā)塵量可精確控制調(diào)節(jié)。
7、設(shè)備配有氣塵混合系統(tǒng),使風(fēng)管內(nèi)的粉塵分布均勻、取樣檢測更精確。
8、帶有機(jī)械振打,卸灰的功能,處理風(fēng)量、進(jìn)塵濃度等可自行調(diào)節(jié)。
9、該裝置可在線數(shù)據(jù)采集、也可備用數(shù)據(jù)采集接口、設(shè)備系統(tǒng)還在凈化設(shè)備前
后配有人工采樣口。
10、濾袋材料選用丙綸針刺過濾氈(表面易清灰處理,丙綸具有比滌綸纖維更加優(yōu)異的耐酸、堿性及較低的軟化點(diǎn),且水解穩(wěn)定性極好,故丙綸針刺氈一般應(yīng)用于煙氣溫度100℃以下及酸、堿度較高的場合。)
11、各傳感器都經(jīng)防震處理,數(shù)據(jù)都經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)儀器標(biāo)定。數(shù)據(jù)可靠穩(wěn)定。
二、技術(shù)條件與指標(biāo)
氣體流動(dòng)方式為內(nèi)濾逆流式,動(dòng)力裝置布置為負(fù)壓式。
環(huán)境溫度:0℃~50℃
除塵效率:96~99%
處理氣量:150m3/h
氣體含塵濃度:<100g/m3
過濾速度為1m/min
裝置共有6個(gè)濾袋,濾袋直徑為150mm,濾袋高度為600mm,
濾袋材料:丙綸針刺過濾氈
電源電壓:220V/380V三相四線制功率1300W。
三、實(shí)驗(yàn)原理和方法
本實(shí)驗(yàn)是在除塵器結(jié)構(gòu)型式、濾料種類、清灰方式和粉塵特性一定的前提下,測定袋式除塵器主要性能指標(biāo),并在此基礎(chǔ)上,測定處理氣體量Q、過濾速度VF對待式除塵器壓力損失(Δp)和除塵效率(η)的影響。
1、處理氣體量和過濾速度的測定和計(jì)算
動(dòng)壓法測定:測定袋式除塵器處理氣體量(Q),應(yīng)同時(shí)測出除塵器進(jìn)出口連接管道中的氣體流量,取其平均值作為除塵器的處理氣量。
Q=(Q1+Q2)(m3/s)(式1)
式中Q1、Q2——分別為袋式除塵器材進(jìn)、出口連接管道中的氣體流量,m3/s
除塵器漏風(fēng)(δ)按下式計(jì)算
δ=×100%(式2)
一般要求除塵器的漏風(fēng)率小于±5%。
靜壓法測定:采用靜壓法測定袋式除塵器進(jìn)口氣體流量(Q1),根據(jù)在測孔測得的系統(tǒng)入口均流管處的平均靜壓,按下式求得(Q1)。Q1=φvA(m3/s)(式3)
式中|Ps|——入口今流管處氣流平均靜壓的絕對值,Pa
φv——均流管入口的流量系數(shù)
A——除塵器進(jìn)口測定斷面的面積,m2
Ρ——測定斷面管道中氣體密度,kg/m3
(3)過濾速度的計(jì)算:若袋式除塵器總過濾面積為(F),則其過濾速度(VF)按下式計(jì)算。
VF=(m/min)(式4)
2、壓力損失的測定和計(jì)算
袋式除塵器壓力損失(Δp)由通過清潔濾料的壓力損失(Δpf)和通過顆粒層餓壓力損失(Δpp)組成。袋式除塵器的壓力損失(Δp)為除塵器進(jìn)、出口管中氣流的平均全壓之差。當(dāng)袋式除塵器進(jìn)、出口管的斷面面積相等時(shí),則可采用其進(jìn)、出口管中氣體德才平均靜壓之差計(jì)算,即
Δp=ps1-ps2(Pa)(式5)
式中ps1——袋式除塵器進(jìn)口管道中氣體的平均靜壓,Pa
ps2——袋式除塵器出口管道中氣體的平均靜壓,Pa
袋式除塵器的壓力損失與其清灰方式和清灰制度有關(guān)。當(dāng)采用新濾料時(shí),應(yīng)預(yù)先發(fā)塵運(yùn)行一段時(shí)間,使新濾料在反復(fù)過濾和清灰過程中,殘余粉塵基本達(dá)到穩(wěn)定后再開始實(shí)驗(yàn)。
考慮到袋式除塵器在運(yùn)行過程中,其壓力損失隨運(yùn)行時(shí)間產(chǎn)生一定變化。因此,在測定壓力損失時(shí),應(yīng)每隔一定時(shí)間,連續(xù)測定(一般可考慮五次),并取其平均值作為除塵器的壓力損失(Δp)。
3、除塵效率的測定和計(jì)算
除塵效率采用質(zhì)量濃度法測定,即用等速采樣法同時(shí)測出除塵器進(jìn)、出口管道中氣流平均含塵濃度C1和C2,按下式計(jì)算。η=×100%(式6)
由于袋式除塵器效率高,除塵器進(jìn)、出口氣體含塵濃度相差較大,為保證測定精度,可在除塵器出口采樣中,適當(dāng)加大采樣流量。
4、壓力損失、除塵效率與過濾速度關(guān)系的分析測定
機(jī)械振打袋式除塵器的過濾速度一般為2~4m/min,可在此范圍內(nèi)確定5個(gè)值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。過濾速度的調(diào)整,可通過改變風(fēng)機(jī)入口閥門開度,按靜壓法確定。當(dāng)然,應(yīng)要求在各組實(shí)驗(yàn)中,保持除塵器清灰制度固定,除塵器進(jìn)口氣體含塵濃度(C1)基本不變。
為保持實(shí)驗(yàn)過程中C1基本不便,可根據(jù)發(fā)塵量(S)、發(fā)塵時(shí)間(τ)和進(jìn)口氣體流量(Q1),按下式估算出差入口含塵濃度(C1)C1=(g/m3
四、實(shí)驗(yàn)裝置、流程和儀器
本除塵器共6條濾袋,總過濾面積為0.26m2。實(shí)驗(yàn)濾料選用208工業(yè)滌綸絨布。
機(jī)械振打清灰是利用偏心振打,故配置一臺(tái)振打電機(jī).振打頻率為50次/分鐘。
為在實(shí)驗(yàn)過程中能定量地連續(xù)供給粉塵,控制發(fā)塵濃度,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)有粉塵定量供給裝置。
通風(fēng)機(jī)是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的動(dòng)力裝置,本實(shí)驗(yàn)選用離心通風(fēng)機(jī),轉(zhuǎn)速為2900r/min,全壓為1919~1953Pa所配電動(dòng)機(jī)功率0.75kW。
在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)預(yù)先測量缺點(diǎn)喇叭形均流管的流量系數(shù)(φv),通風(fēng)機(jī)入口前設(shè)有調(diào)節(jié)閥門,用來調(diào)節(jié)除塵器處理氣體量和過濾速度。
裝置示意圖:

配套實(shí)驗(yàn)裝置包括
1、微電腦進(jìn)氣粉塵濃度檢測系統(tǒng)1套2、微電腦尾氣粉塵濃度檢測系統(tǒng)1套
3、微電腦在線風(fēng)量檢測系統(tǒng)1套4、微電腦在線風(fēng)速檢測系統(tǒng)1套
5、微電腦在線風(fēng)壓檢測系統(tǒng)1套6、10英寸液晶顯示器1套
7、在線溫度、濕度檢測系統(tǒng)1套;8、配套分析處理軟件1套(能記錄保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)變化曲線分析,取樣時(shí)間設(shè)定,工作效率自動(dòng)換算等功能)
9、微型數(shù)據(jù)打印機(jī)(可直接打印分析數(shù)據(jù)、不需另配計(jì)算機(jī)和打印機(jī))1套;
10、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)1套;11、計(jì)算機(jī)通訊接口1套;
12、設(shè)備相關(guān)展示臺(tái)1套(展示并講解設(shè)備的工藝流程)13、控制檢測系統(tǒng)開關(guān)電源1套
14、專用測壓軟管1套15、氣塵混合系統(tǒng)1套;
16、氣體整流板1套;17、系統(tǒng)靜壓測口2個(gè)
18、丙綸針刺工業(yè)濾袋6個(gè)19、機(jī)械振打裝置1套
20、振打連桿1根21、減速電機(jī)1臺(tái)
22、濾袋內(nèi)骨架6套23、濾袋緊固件6套
24、透明有機(jī)玻璃喇叭型進(jìn)灰管段1套;25、自動(dòng)粉塵加料裝置1套;
26、卸灰裝置(集塵室)1套;27、進(jìn)出口風(fēng)管1套;
28、人工取樣口2個(gè)29、高壓離心通風(fēng)機(jī)1臺(tái);
30、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥1套;31、調(diào)節(jié)電位器1個(gè)
32、漏電保護(hù)開關(guān)1個(gè)33、指示按鈕開關(guān)4只;
34、電源線1批;35、工作電壓表1個(gè),電流表1個(gè)
36、金屬電器控制箱1臺(tái)37、不銹鋼支架、管道、開關(guān)等1套。
設(shè)備外形尺寸約:長×寬×高=1800mm×550mm×1800mm
本實(shí)驗(yàn)需自行配備以下儀器。
(1)干濕球溫度計(jì)1支(9)旋片式真空泵2臺(tái)
(2)空盒式氣壓表1個(gè)(10)秒表2個(gè)
(3)鋼卷尺2個(gè)(11)光電分析天平(分度值1/10000g)
(4)U形管壓差計(jì)1個(gè)(12)托盤天平(分度值為1g)
(5)傾斜式微壓計(jì)3臺(tái)(13)干燥器2個(gè)
(6)畢托管2支(14)鼓風(fēng)干燥箱1臺(tái)
(7)煙塵采樣管2支(15)超細(xì)玻璃纖維無膠濾筒20個(gè)
(8)煙塵測試儀2臺(tái)
五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容參數(shù)測定
1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(1)室內(nèi)空氣環(huán)境參數(shù)的測定。包括空氣干球溫度、濕球溫度、相對濕度、當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ拳h(huán)境參數(shù)的測定。
(2)袋式除塵器實(shí)驗(yàn)裝置的測定,固定袋式除塵器清灰制度,包括選擇適當(dāng)?shù)恼翊蝾l率與振打時(shí)間.測定除塵系統(tǒng)入口喇叭形均流管流量系數(shù)(φv)。
(3)袋式除塵器性能測定和計(jì)算。在固定袋式除塵器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)口發(fā)塵濃度和清灰制度的條件下,測定和計(jì)算袋式除塵器處理氣體量(Q)、漏風(fēng)率(δ)、過濾速度(VF)、壓力損失(Δp)和除塵效率(η)
(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析。認(rèn)真記錄袋式除塵器處理氣體量和過濾速度、壓力損失、除塵效率等性能參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析壓力損失、除塵效率和過濾速度的關(guān)系。
2、實(shí)驗(yàn)要求
(1)室內(nèi)空氣環(huán)境參數(shù)測定、除塵系統(tǒng)入口喇叭形均流管流量系數(shù)測定、風(fēng)管中氣體含塵濃度測定等實(shí)驗(yàn)方法可參照前述各實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。
(2)為了求得除塵器的VF-η和VF-Δp的性能曲線,應(yīng)在除塵器清灰制度和進(jìn)口氣體含塵濃度(C1)相同的條件下,測出除塵器在不同過濾速度(VF)下的壓力損失(Δp)和除塵效率(η)。
(3)除塵器進(jìn)、出口風(fēng)管中氣體含塵濃度采樣過程中,要注意監(jiān)控均流管處的靜壓值,使之保持不變,并記錄之??紤]到出口含塵濃度較低,每次采樣時(shí)間不宜少于30min。進(jìn)出口風(fēng)管中含塵濃度測定可連續(xù)采樣3~4次,并取其平均值作為其含塵濃度。
(4)在進(jìn)行采樣的同時(shí),測定記錄袋式除塵器的壓力損失。壓力損失亦應(yīng)在除塵器處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下,每間隔一定時(shí)間,連續(xù)測定并記錄5次數(shù)據(jù),取其平均值作為除塵器的壓力損失。
(5)本實(shí)驗(yàn)要求每個(gè)學(xué)生綜合應(yīng)用前述基本知識(shí)和技能,自行編制上述各項(xiàng)參數(shù)的測定方案和實(shí)驗(yàn)步驟,經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后方準(zhǔn)予實(shí)驗(yàn)。
(6)本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)袋式除塵器壓力損失、除塵效率與過濾速度關(guān)系的測定記錄表和VF–η、VF-Δp實(shí)驗(yàn)性能曲線圖。
六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和整理
1、處理氣體量和過濾速度
按表1記錄和整理數(shù)據(jù)。按式1計(jì)算除塵器處理氣體量,按式2計(jì)算除塵器漏風(fēng)率,按式4計(jì)算除塵器過濾速度。
2、壓力損失
按表2記錄整理數(shù)據(jù)。按式5計(jì)算壓力損失,并取5次測定數(shù)據(jù)的平均值(Δp)作為除塵器壓力損失。
3、除塵效率
除塵效率測定數(shù)據(jù)按表3記錄整理。除塵效率按式6計(jì)算。
4、壓力損失、除塵效率與過濾速度的關(guān)系
本項(xiàng)是繼壓力損失(Δp)、除塵效率(η)和過濾速度(VF)測定完成后,自行設(shè)計(jì)記錄表,整理五組不同VF下的Δp和η數(shù)據(jù),并獨(dú)立設(shè)計(jì)分析圖,繪制VF-Δp和VF-η實(shí)驗(yàn)性能曲線。
六、注意事項(xiàng)
粉塵傳感器使用一定時(shí)間后,必須定時(shí)清潔,以保證其測量精度。
機(jī)械振打袋式除塵實(shí)驗(yàn)含塵濃度不宜超過50g/m3
七、討論(討論結(jié)果寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告)
用動(dòng)壓法和靜壓法測得的氣體流量是否相同?哪一種方法更準(zhǔn)確些?為什么?
如何確立圖所所示系統(tǒng)入口均流管系數(shù)φV?
用發(fā)塵量求得的入口含塵濃度和用等速采樣法測得的入口含塵濃度,哪個(gè)更準(zhǔn)確些?為什么?
測定袋式除塵器壓力損失,為什么要固定其清灰制度?為什么要在除塵器穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)五次讀數(shù)并取其平均值作為除塵器壓力損失?
試根據(jù)實(shí)驗(yàn)性能曲線VF-Δp、VF-η,分析過濾速度對袋式除塵器壓力損失和除塵效率的影響。
 
表1袋式除塵器處理氣體流量及過濾速度測定記錄表
除塵器
型號(hào)規(guī)格
除塵器過濾面積A/m2 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫A/kPa 空氣濕球溫度/℃ 空氣干球溫度/℃ 空氣相對濕度φ/% 空氣中水蒸氣體積分?jǐn)?shù)yw/% 均流管流量系數(shù)φv 均流管處靜壓|ps|/Pa 測定日期 測定人員
                     
        除塵器進(jìn)口測定斷面 除塵器出口測定斷面 備注
測定點(diǎn) A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4  
管道內(nèi)氣體動(dòng)壓 微壓計(jì)初讀值l0                  
微壓計(jì)終讀值l                  
差值Δl=l-l0                  
微差計(jì)系數(shù)K      
各測點(diǎn)氣體動(dòng)壓pd/Pa                  
管道內(nèi)氣體靜壓 微壓計(jì)初讀值l0                  
微壓計(jì)終讀值l                  
差值Δl=l-l0                  
微差計(jì)系數(shù)K      
各測點(diǎn)氣體動(dòng)壓ps/Pa                  
測定斷面氣體平均靜壓ps/Pa      
畢托管系數(shù)KP      
管道內(nèi)氣體密度ρ/(kg/m3)      
各測點(diǎn)氣體流速v/(m/s)                  
測定斷面平均流速v/(m/s)      
測定斷面面積F/m2      
測定斷面氣體流量Qi/(m3/s)      
除塵器處理氣體流量Q/(m3/s)    
除塵器過濾速度VF/(m/min)    
除塵器漏風(fēng)綠δ/%    
                                     
 
 
 
表2袋式除塵器壓力損失測定記錄表
袋式除塵器 清灰制度 粉塵特性 過濾速度/(m/min) 測定
日期
測定人
規(guī)格型號(hào) 濾料種類 過濾面積/m2 振打頻率
次/min
振打周期/min 振打時(shí)間/s 種類 d50/μm
                     
測定序號(hào) 每次間隔時(shí)間t/min 除塵器處理氣體流量(靜壓法) 除塵器進(jìn)出口平均壓差ps12/Pa 測定斷面至除塵器進(jìn)出口壓力損失之和 除塵器壓力損失各組測定值Δp=Δps12-∑Δpi/Pa 除塵器壓力損失Δp/Pa
均流管流量系數(shù)φv 均流管處靜壓|ps|/Pa 處理氣體流量Q/(m3/s) 摩擦壓力損失∑ΔpL/Pa 局部壓力損失∑Δpm/Pa 壓力損失之和∑Δpi/Pa
1                    
2                    
3                    
4                    
5                    
                                       
 
 
表3袋式除塵器凈化效率測定記錄表
除塵器規(guī)格型號(hào) 清灰制度 處理氣體流量 過濾速度VF/(m/min) 粉塵特性 大氣壓力pA/kPa 測定日期 測定人  
振打頻率
次/min
振打周期/min 振打時(shí)間/s φV |ps|/Pa Q/(m3/s) 種類 d50/μm  
                           
測定點(diǎn) 除塵器進(jìn)口測定斷面 除塵器出口測定斷面    
測定點(diǎn)   A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 備注  
流量計(jì)讀數(shù) 控制值                    
qm/(L/min) 實(shí)測值                    
濾筒號(hào)                    
采樣頭直徑d/min                    
采樣時(shí)間t/min                    
采樣流量V/L                    
流量計(jì)前的氣體參數(shù) 溫度tm/℃                    
壓力pm/kPa                    
標(biāo)準(zhǔn)采樣流量VNd/L                    
標(biāo)準(zhǔn)狀況下干氣體采氣總體積∑VNd/L      
捕集塵量 濾筒初重G1                  
濾筒初重G2                  
捕集塵量ΔG                  
含塵濃度(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C/(g/m3)                  
除塵器凈化效率η/%                  

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