第5.1章旋风收尘器

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1、第十二章第十二章 收尘设备收尘设备第第5.2节节 旋风收尘旋风收尘(分离分离)器器一、旋风收尘器的工作原理一、旋风收尘器的工作原理 当含尘气体由进气口以较高的速度（一般为当含尘气体由进气口以较高的速度（一般为1225ms)沿外圆筒沿外圆筒的切向进入外圆筒后，形成旋转运动，由于内外筒体及顶盖的限制，的切向进入外圆筒后，形成旋转运动，由于内外筒体及顶盖的限制，逼迫气流在其间由上向下作螺旋线形的旋转运动，称为逼迫气流在其间由上向下作螺旋线形的旋转运动，称为外旋流外旋流。含尘。含尘气流旋转运动过程中，产生很大的离心力。由于固体尘粒惯性力比气气流旋转运动过程中，产生很大的离心力。由于固体尘粒惯性力比气体

2、大很多，被甩向筒壁失去能量沿壁滑下，与气流逐渐分离，在外圆体大很多，被甩向筒壁失去能量沿壁滑下，与气流逐渐分离，在外圆筒壁下部形成料粒浓集区，经排灰口进入储灰箱中。旋转下降的外旋筒壁下部形成料粒浓集区，经排灰口进入储灰箱中。旋转下降的外旋流沿锥体向下运动时，随着圆锥的收缩而向收尘器中心靠拢，旋转气流沿锥体向下运动时，随着圆锥的收缩而向收尘器中心靠拢，旋转气流进入排气管半径范围附近。由于下面呈密封状态而迫使气流开始旋流进入排气管半径范围附近。由于下面呈密封状态而迫使气流开始旋转上升，形成一股自下向上的螺旋线运动气流，称为转上升，形成一股自下向上的螺旋线运动气流，称为内旋流内旋流，也称核，也称核心

3、流，最后净化气体经排气管向外排出。心流，最后净化气体经排气管向外排出。问题：问题：1、含尘气体为什么要切向、含尘气体为什么要切向进入旋风筒？进入旋风筒？2、为什么旋风筒的下部要、为什么旋风筒的下部要做成锥形筒？做成锥形筒？3、旋风收尘器中气流有哪旋风收尘器中气流有哪些流动形式？些流动形式？1、含尘气体以较高的速度（、含尘气体以较高的速度（1225m/s）切向进入旋风筒，。切向进入旋风筒，。2、依靠惯性离心力使粉尘从气体中分离出、依靠惯性离心力使粉尘从气体中分离出来。来。3、收尘器内存在两种主要旋流：内旋流与、收尘器内存在两种主要旋流：内旋流与外旋流。外旋流。要点：要点：二、旋风收尘器内气流运动

4、的速度二、旋风收尘器内气流运动的速度1、切向速度、切向速度ut：ut 是气流速度中的主要分是气流速度中的主要分量，它是量，它是控制气流稳定，使控制气流稳定，使含尘气体产生惯性离心力的含尘气体产生惯性离心力的主要因素，在主要因素，在ut 的作用下，的作用下，使尘粒由里向外离心沉降。使尘粒由里向外离心沉降。utur ut rn=常数常数 式中式中n为速度分布指数，为速度分布指数，n=0.50.9 ut 随着轴心距离的减小而随着轴心距离的减小而增大，增大，准自由涡准自由涡讨论：讨论：ut/r=常数常数 ut 随着轴心距离的减小而减小，随着轴心距离的减小而减小，强制涡强制涡1）外旋流处的）外旋流处的u

5、t2）内旋流处的）内旋流处的ut问题：问题：2、ut 的大小对旋风收尘器工作性能有什么影响？的大小对旋风收尘器工作性能有什么影响？在内、外旋流交界圆柱面上，在内、外旋流交界圆柱面上，ut最大。最大。实验实验测试表明：交界圆柱面直径测试表明：交界圆柱面直径 di=(0.61)d d是排气管直径是排气管直径1、ut 最大位置在何处？最大位置在何处？2、径向速度、径向速度ur 径向速度可使尘粒沿半径径向速度可使尘粒沿半径方向由外向里推至旋流中心，方向由外向里推至旋流中心，阻碍尘粒的沉降。径向速度阻碍尘粒的沉降。径向速度愈大，分离效率就愈低愈大，分离效率就愈低 目前对它的研究还在进行目前对它的研究还在

6、进行中，由实验得出以下结论：中，由实验得出以下结论：u ur r 较较 u ut t 和和 uz小得多。小得多。外旋流处外旋流处u ur r是向心的；内是向心的；内旋流处旋流处u ur r 由轴心向外流动。由轴心向外流动。utur uz 在在近壁处向下，在中心区域近壁处向下，在中心区域向上，且数值较大。向上，且数值较大。实验表明：实验表明：零轴向速度面与器零轴向速度面与器壁平行，即使在锥体部位，外层壁平行，即使在锥体部位，外层流厚度也基本稳定。流厚度也基本稳定。3、轴向速度、轴向速度uz三、压力分布三、压力分布测量器内各点压强表明：测量器内各点压强表明：1、由于旋流的影响，气体、由于旋流的影响

7、，气体沿径向的压强分布曲线似沿径向的压强分布曲线似抛物线。抛物线。2、器壁附近压强最高，往、器壁附近压强最高，往中心逐渐降低，到核心气中心逐渐降低，到核心气流处降为流处降为负压。负压。问题：问题：1、筒壁漏孔或底部轴心处有漏孔，分别会出现什么现象？、筒壁漏孔或底部轴心处有漏孔，分别会出现什么现象？四、旋风收尘器的类型四、旋风收尘器的类型 按结构形式分：按结构形式分：旁路型旁路型（CLP）扩散式扩散式（CLK）蜗旋型蜗旋型组合式组合式 螺旋型螺旋型（CLT/A）普通型普通型（CLT）按出风方式分：按出风方式分：水平出风：水平出风：x型，一般为吸入式，负压操作型，一般为吸入式，负压操作上部出风：上

8、部出风：Y型，一般为压力式，正压操作型，一般为压力式，正压操作上部出风上部出风(Y型）型）水平出风水平出风(X型）型）按进气方向分按进气方向分切向进气口切向进气口蜗壳切向进气口蜗壳切向进气口轴向进气口轴向进气口 按气体在器内旋转方向分按气体在器内旋转方向分左旋转：左旋转：N型（器顶俯视为型（器顶俯视为逆时针逆时针）右旋转：右旋转：S型（器顶俯视为型（器顶俯视为顺时针顺时针）1、CLT/A型旋风收尘器型旋风收尘器普通型普通型（CLT）螺旋型螺旋型（CLT/A）问题：问题：CLT/A与与CLT相相比较结构上有哪些比较结构上有哪些不同？为何要做这不同？为何要做这样的设计？样的设计？要点：要点：1）进

9、口气流以倾下）进口气流以倾下150 切向进入，筒体顶盖装有切向进入，筒体顶盖装有150螺旋型导向板。螺旋型导向板。2）排气管较深。）排气管较深。3）筒体结构细而长，锥形角度较小。）筒体结构细而长，锥形角度较小。4）该收尘器适于捕集大于）该收尘器适于捕集大于10m的粉尘，的粉尘，80855）与与CLT 型相比，阻力稍高，但收尘效率也较高。型相比，阻力稍高，但收尘效率也较高。2、蜗旋式型旋风收尘器、蜗旋式型旋风收尘器问题问题：蜗旋式型旋风收尘器的进气方式优势何在蜗旋式型旋风收尘器的进气方式优势何在？要点：要点：1）进口装置为蜗壳状，外缘曲线为渐开线或对数螺）进口装置为蜗壳状，外缘曲线为渐开线或对数

10、螺旋线。旋线。2）图（）图（a）为半圆周型蜗壳，气流引入角为为半圆周型蜗壳，气流引入角为1800 图（图（b）为全圆周型蜗壳，气流引入角为为全圆周型蜗壳，气流引入角为3600 图（图（c）为带环转进气室旋转为带环转进气室旋转3600后引入器内后引入器内 3.CLP型型旁路式旋风收尘器旁路式旋风收尘器问题：问题：1、CLP与与CLT相比较结相比较结构上有哪些不同？为何要构上有哪些不同？为何要做这样的设计？做这样的设计？2、旁路分离室为何要采、旁路分离室为何要采用螺旋型或半螺旋型？用螺旋型或半螺旋型？（CLP）（CLT）要点：要点：1）进气口位置较低。）进气口位置较低。2）排气管插入较浅，其下端在

11、上、下）排气管插入较浅，其下端在上、下粉尘环粉尘环的分的分界面上。界面上。3）筒体外侧设有半螺旋或螺旋型的旁路室。）筒体外侧设有半螺旋或螺旋型的旁路室。4）1800蜗壳进气。蜗壳进气。5）该收尘器适于捕集大于）该收尘器适于捕集大于5m的粉尘，的粉尘，8590 CLP/A型型问题问题：CLP/A型型筒体结构采用双锥体有什么特点？筒体结构采用双锥体有什么特点？CLP/B型型问题问题：CLP/B型型筒体结构采用单锥体有什么特点？筒体结构采用单锥体有什么特点？4、CLK型型扩散型旋风收尘器扩散型旋风收尘器问题：问题：1、CLK型旋风收型旋风收尘器与其他型式的尘器与其他型式的旋风收尘器相比较旋风收尘器相

12、比较结构上有何特点？结构上有何特点？2、反射屏的、反射屏的锥角锥角大大小应如何选取？小应如何选取？要点：要点：1、CLK型旋风收尘器筒体在下部采用倒圆锥。型旋风收尘器筒体在下部采用倒圆锥。2、筒体内在下部设置圆锥形反射屏，反射屏的锥、筒体内在下部设置圆锥形反射屏，反射屏的锥角有角有450 和和 600 两种。两种。3、采用、采用1800切向蜗壳进风方式。切向蜗壳进风方式。4、该收尘器适于捕集大于、该收尘器适于捕集大于10m的粉尘，的粉尘，8892。5、流体阻力较大，约为流体阻力较大，约为80080016001600PaPa；外形较大。外形较大。6 6、环隙面积是普通旋风收尘器环隙面积的、环隙面

13、积是普通旋风收尘器环隙面积的5 5倍倍，克，克服了普通选粉收尘器易积灰堵塞的缺点。服了普通选粉收尘器易积灰堵塞的缺点。5、组合式旋风收尘器组合式旋风收尘器组合式选粉收尘器：组合式选粉收尘器：1、处理较大气体量、处理较大气体量2、保持较高的收尘效率、保持较高的收尘效率3、用多个相同型号及规格的旋风收尘器并联、用多个相同型号及规格的旋风收尘器并联1）旋风收尘器组）旋风收尘器组要点：要点：1、单个选粉收尘器并联组合起来，共用一个灰仓。、单个选粉收尘器并联组合起来，共用一个灰仓。2、采用规格和类型相同的旋风筒，通常取、采用规格和类型相同的旋风筒，通常取n=28。3、旋风收尘器组的流体阻力为单筒旋风收尘

14、器、旋风收尘器组的流体阻力为单筒旋风收尘器 组的组的1.1倍，处理气体总量为各个单筒处理气倍，处理气体总量为各个单筒处理气 体量之和。体量之和。Q=nq P=1.1 P 问题：问题：为什么要使进入各个收尘器的气流分布均匀？为什么要使进入各个收尘器的气流分布均匀？2）多管旋风收尘器）多管旋风收尘器将许多小型旋风除尘器将许多小型旋风除尘器(旋旋风子风子)并联组合在一个壳体并联组合在一个壳体内，所用旋风子的尺寸为内，所用旋风子的尺寸为100100mmmm、150mm150mm、250mm250mm。它它能捕集能捕集5 51010mm的粉尘，的粉尘，多用于烘干机及回转窑、多用于烘干机及回转窑、冷却机的

15、除尘。冷却机的除尘。多管旋风收尘器的导向装置多管旋风收尘器的导向装置螺旋型导向器螺旋型导向器花瓣型导向器花瓣型导向器要点：要点：1、多管旋风收尘器是把许多小直径的单筒收尘器并联、多管旋风收尘器是把许多小直径的单筒收尘器并联在一起。在一起。2、由一个总气路进气，一个总的气路排气。、由一个总气路进气，一个总的气路排气。3、采用轴向进气方式，每个小的旋风筒内设有进气导、采用轴向进气方式，每个小的旋风筒内设有进气导流叶片。流叶片。4 4、气体流量要稳定，气体含尘浓度不大于、气体流量要稳定，气体含尘浓度不大于100100g gm m3 3，否否则易堵塞则易堵塞 问题：问题：多管式旋风收尘器在结构设计上要

16、注意的问题有哪些多管式旋风收尘器在结构设计上要注意的问题有哪些？四、旋风收尘器的排灰装置四、旋风收尘器的排灰装置闪动阀闪动阀两级翻板阀两级翻板阀翻板阀翻板阀1、重力式排灰装置、重力式排灰装置2、旋转阀（分格轮）、旋转阀（分格轮）五、影响旋风收尘器性能的因素五、影响旋风收尘器性能的因素 1、旋风收尘器的进口尺寸与形式、旋风收尘器的进口尺寸与形式直接切向进口直接切向进口轴向进口轴向进口蜗壳切向进口蜗壳切向进口 ，旋风收尘器进口型式，以圆筒体外包的蜗壳结构较为旋风收尘器进口型式，以圆筒体外包的蜗壳结构较为合理。合理。气流旋转气流旋转1800后与筒体外缘相切的蜗壳形较好。其主要后与筒体外缘相切的蜗壳形

17、较好。其主要优点是，进入器体的气体径向厚度减薄，减少了进入气优点是，进入器体的气体径向厚度减薄，减少了进入气流与排气管的碰撞，从而减少了沿内管外壁沉降的料粒流与排气管的碰撞，从而减少了沿内管外壁沉降的料粒被内旋流带走的量，同时也减少了流体阻力。进气流速被内旋流带走的量，同时也减少了流体阻力。进气流速一般采用一般采用14-20ms收尘器入口横断面积对净化效率和流体阻力也有直接影收尘器入口横断面积对净化效率和流体阻力也有直接影响，高响，高(h)h)宽宽(b)b)比大些好，一般比大些好，一般h hb2b2。高宽比越大，高宽比越大，进口气流在径向方向越薄尘粒进口气流在径向方向越薄尘粒“沉降沉降”路程越

18、短。路程越短。入口管截面积与出口管截面积之比一般为入口管截面积与出口管截面积之比一般为1 15 53 30 0为为宜。宜。2、旋风收尘器的筒体直径、旋风收尘器的筒体直径 收尘器筒体直径收尘器筒体直径D D，当其当其它条件相同时，细而长者它条件相同时，细而长者效率高，但阻力也大大；效率高，但阻力也大大；短而粗者，效率较低，但短而粗者，效率较低，但处理气体量大。处理气体量大。3、旋风收尘器的筒体及锥体的高度、旋风收尘器的筒体及锥体的高度 筒体总高包括直筒部分与锥体部分。旋风收尘器筒体总高包括直筒部分与锥体部分。旋风收尘器的圆筒、圆锥长度取决于排气管下口至排灰口间气的圆筒、圆锥长度取决于排气管下口至

19、排灰口间气流自然旋转的最小高度。从理论分析，要求高度大流自然旋转的最小高度。从理论分析，要求高度大约为排气管径的约为排气管径的1414倍，根据经验，圆筒部分高度为倍，根据经验，圆筒部分高度为0 09 91 15 5 D D，圆锥部分高度为圆锥部分高度为2 23 3D D。排气管结构形状对阻力及效率影响不大，而插入深度排气管结构形状对阻力及效率影响不大，而插入深度影响较大，一般插入深度应与气体入口下缘平齐，或影响较大，一般插入深度应与气体入口下缘平齐，或稍下一些。由于排气管外围环形空间的小旋流，以及稍下一些。由于排气管外围环形空间的小旋流，以及内旋流等相互干扰和交错，情况复杂，粉尘逃逸可能内旋流

20、等相互干扰和交错，情况复杂，粉尘逃逸可能性大，排气管管径小些为好，取性大，排气管管径小些为好，取D Dd=1d=15 52 25 5。4 4、排气管型式、尺寸及插入深度、排气管型式、尺寸及插入深度 这种装置安装在锥体下部这种装置安装在锥体下部成扩散锥状。直径略小于排成扩散锥状。直径略小于排灰孔使排灰孔与阻气锥底间灰孔使排灰孔与阻气锥底间形成环形缝隙，以便沿壁面形成环形缝隙，以便沿壁面旋转向下的粉尘顺利进入储旋转向下的粉尘顺利进入储灰箱中。其作用是。隔离内灰箱中。其作用是。隔离内外旋流，消除干扰，使内旋外旋流，消除干扰，使内旋流达不到储灰箱，以防止粉流达不到储灰箱，以防止粉尘被卷起，并能降低储灰

21、箱尘被卷起，并能降低储灰箱负压，提高了收尘效率。负压，提高了收尘效率。5 5、阻气排尘装置、阻气排尘装置1 1）风速的影响）风速的影响 风速过小，粉尘不能获得必要的离心惯性力，会降低收风速过小，粉尘不能获得必要的离心惯性力，会降低收尘效率，风速过大，效率提高不多，反而产生大量无用涡尘效率，风速过大，效率提高不多，反而产生大量无用涡流与乱流，造成阻力急增。流与乱流，造成阻力急增。2 2）气体相对湿度影响）气体相对湿度影响 当气体中相对湿度高时，水汽会凝结在收尘器内壁粘结当气体中相对湿度高时，水汽会凝结在收尘器内壁粘结尘粒，影响操作，严重时会将收尘器堵塞。所以当外界气尘粒，影响操作，严重时会将收尘

22、器堵塞。所以当外界气温低或处理气体中相对湿度高时，要采取保温措施。温低或处理气体中相对湿度高时，要采取保温措施。6 6、气体性质、气体性质 气体含尘浓度对收尘效率及阻力均有影响。随着含尘浓气体含尘浓度对收尘效率及阻力均有影响。随着含尘浓度的增加，粉尘凝聚机会增加，收尘效率提高。但含尘浓度的增加，粉尘凝聚机会增加，收尘效率提高。但含尘浓度过高会使收尘器堵塞，尤其是小直径小锥角旋风收尘器度过高会使收尘器堵塞，尤其是小直径小锥角旋风收尘器更易堵塞。通常直径更易堵塞。通常直径600600mmmm的收尘器，允许进入气体最高含的收尘器，允许进入气体最高含尘浓度不大于尘浓度不大于300300g gm m3

23、3。；。；直径直径250250mmmm的收尘器允许含尘浓的收尘器允许含尘浓度不大于度不大于7575lOOglOOgm m3 3 。4)4)气体温度的影响气体温度的影响 气体温度影响气体的粘度和密度，从而影响收尘效率。气体温度影响气体的粘度和密度，从而影响收尘效率。当其它条件一定时，温度高，气体的粘度也高，使分离临当其它条件一定时，温度高，气体的粘度也高，使分离临界粒径增大。但温度增高使气体密度降低，又可以减小临界粒径增大。但温度增高使气体密度降低，又可以减小临界直径。因此，温度对收尘效率影响不大。界直径。因此，温度对收尘效率影响不大。3 3）气体含尘浓度影响）气体含尘浓度影响1 1）粉尘的粒度

24、和密度）粉尘的粒度和密度 理论上讲，在一定操作条件下旋风收尘器有一个最小分理论上讲，在一定操作条件下旋风收尘器有一个最小分离粒径即临界粒径，大于这一粒径者效率高离粒径即临界粒径，大于这一粒径者效率高,小于这一粒小于这一粒径者效率就很低，甚至大部分分离不出来。通常径者效率就很低，甚至大部分分离不出来。通常5 5mm以下以下颗粒就很难收捕了。粉尘的密度愈大，分离的最小粒径愈颗粒就很难收捕了。粉尘的密度愈大，分离的最小粒径愈小。因而收尘效率愈高。粉尘的粒度和密度对阻力的影响小。因而收尘效率愈高。粉尘的粒度和密度对阻力的影响很小，可以略去不计。很小，可以略去不计。7 7、粉尘性质、粉尘性质 粉尘的粘结

25、性主要影响操作过程。粘结性强的粉尘易粉尘的粘结性主要影响操作过程。粘结性强的粉尘易团聚，这对收尘效率是有利的，但易造成收尘器内部团聚，这对收尘效率是有利的，但易造成收尘器内部“挂壁挂壁”、“积角积角”，甚至堵塞。相反，不粘结的粉尘，甚至堵塞。相反，不粘结的粉尘，旋风收尘器操作稳定可靠，允许气体最大含尘浓度可放旋风收尘器操作稳定可靠，允许气体最大含尘浓度可放宽宽1 12 2倍。中等粘结性粉尘倍。中等粘结性粉尘(如水泥窑灰、干空气中的水如水泥窑灰、干空气中的水泥粉、石灰石粉及未完全烧尽的煤灰等泥粉、石灰石粉及未完全烧尽的煤灰等)，允许气体最大，允许气体最大含尘浓度应取小值或减半。对强粘结性粉尘含尘浓度应取小值或减半。对强粘结性粉尘(如石灰粉、如石灰粉、石膏、石膏、6060矿渣粉、相对湿度大的空气中的水泥粉等矿渣粉、相对湿度大的空气中的水泥粉等)，固易于堵塞，不适宜采用旋风收尘器。固易于堵塞，不适宜采用旋风收尘器。2 2）粉尘的粘结性）粉尘的粘结性 粉尘的磨剥性能影响收尘器的使用寿命。对坚硬多粉尘的磨剥性能影响收尘器的使用寿命。对坚硬多棱角的粒状粉尘棱角的粒状粉尘(如矿渣石英等如矿渣石英等)或粗大颗粒，收尘器或粗大颗粒，收尘器内壁应加耐磨材料内壁应加耐磨材料(如辉绿岩铸石等如辉绿岩铸石等)加以保护。加以保护。3 3）粉尘的磨剥性能）粉尘的磨剥性能