數(shù)據(jù)采集機械振打布袋式除塵器實驗指導(dǎo)書

一、實驗?zāi)康暮驮O(shè)備特點
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，本實驗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、粉塵特性及運行參數(shù)等因素有關(guān)。袋式除塵器性能的測定和計算，是袋式除塵器選擇、設(shè)計和運行管理的基礎(chǔ)，是本科學(xué)生必須具備的基本能力。為此，本實驗要求學(xué)生在認真了解實驗原理、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和技能，自行完成實驗方案步驟實際和實驗測定記錄表設(shè)計，獨立完成本實驗。
通過本實驗：1、進一步提高對袋式除塵器機構(gòu)形式和除塵機理的認識；
2、掌握袋式除塵器主要性能的實驗研究方法；
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)基本知識和實驗技能的綜合應(yīng)用能力；
5、并通過實驗方案設(shè)計和實驗結(jié)果分析，加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
特點：
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1臺、注意：（不需要另配計算機和打印機）。
6、設(shè)備帶有機械自動發(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、帶有機械振打，卸灰的功能，處理風(fēng)量、進塵濃度等可自行調(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，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)
氣體流動方式為內(nèi)濾逆流式，動力裝置布置為負壓式。
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、實驗原理和方法
本實驗是在除塵器結(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V_F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算
動壓法測定：測定袋式除塵器處理氣體量（Q），應(yīng)同時測出除塵器進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、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|P_s|——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）過濾速度的計算：若袋式除塵器總過濾面積為（F），則其過濾速度（V_F）按下式計算。
V_F=（m/min）（式4）
2、壓力損失的測定和計算
袋式除塵器壓力損失（Δp）由通過清潔濾料的壓力損失（Δp_f）和通過顆粒層餓壓力損失（Δp_p）組成。袋式除塵器的壓力損失（Δp）為除塵器進、出口管中氣流的平均全壓之差。當(dāng)袋式除塵器進、出口管的斷面面積相等時，則可采用其進、出口管中氣體德才平均靜壓之差計算，即
Δp=p_s1-p_s2(Pa)(式5)
式中p_s1——袋式除塵器進口管道中氣體的平均靜壓，Pa
p_s2——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，應(yīng)預(yù)先發(fā)塵運行一段時間，使新濾料在反復(fù)過濾和清灰過程中，殘余粉塵基本達到穩(wěn)定后再開始實驗。
考慮到袋式除塵器在運行過程中，其壓力損失隨運行時間產(chǎn)生一定變化。因此，在測定壓力損失時，應(yīng)每隔一定時間，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算
除塵效率采用質(zhì)量濃度法測定，即用等速采樣法同時測出除塵器進、出口管道中氣流平均含塵濃度C₁和C₂，按下式計算。η=×100%（式6）
由于袋式除塵器效率高，除塵器進、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個值進行實驗。過濾速度的調(diào)整，可通過改變風(fēng)機入口閥門開度，按靜壓法確定。當(dāng)然，應(yīng)要求在各組實驗中，保持除塵器清灰制度固定，除塵器進口氣體含塵濃度（C₁）基本不變。
為保持實驗過程中C₁基本不便，可根據(jù)發(fā)塵量（S）、發(fā)塵時間（τ）和進口氣體流量（Q₁），按下式估算出差入口含塵濃度（C₁）C₁=（g/m³）
四、實驗裝置、流程和儀器
本除塵器共6條濾袋，總過濾面積為0.26m²。實驗濾料選用208工業(yè)滌綸絨布。
機械振打清灰是利用偏心振打,故配置一臺振打電機.振打頻率為50次/分鐘。
為在實驗過程中能定量地連續(xù)供給粉塵，控制發(fā)塵濃度，實驗系統(tǒng)設(shè)有粉塵定量供給裝置。
通風(fēng)機是實驗系統(tǒng)的動力裝置，本實驗選用離心通風(fēng)機，轉(zhuǎn)速為2900r/min，全壓為1919~1953Pa所配電動機功率0.75kW。
在實驗前應(yīng)預(yù)先測量缺點喇叭形均流管的流量系數(shù)（φv），通風(fēng)機入口前設(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：

配套實驗裝置包括
1、微電腦進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（能記錄保存實驗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)變化曲線分析，取樣時間設(shè)定，工作效率自動換算等功能）
9、微型數(shù)據(jù)打印機（可直接打印分析數(shù)據(jù)、不需另配計算機和打印機）1套；
10、數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)1套；11、計算機通訊接口1套；
12、設(shè)備相關(guān)展示臺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
18、丙綸針刺工業(yè)濾袋6個19、機械振打裝置1套
20、振打連桿1根21、減速電機1臺
22、濾袋內(nèi)骨架6套23、濾袋緊固件6套
24、透明有機玻璃喇叭型進灰管段1套；25、自動粉塵加料裝置1套；
26、卸灰裝置（集塵室）1套；27、進出口風(fēng)管1套；
28、人工取樣口2個29、高壓離心通風(fēng)機1臺；
30、風(fēng)量調(diào)節(jié)閥1套；31、調(diào)節(jié)電位器1個
32、漏電保護開關(guān)1個33、指示按鈕開關(guān)4只；
34、電源線1批；35、工作電壓表1個，電流表1個
36、金屬電器控制箱1臺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
本實驗需自行配備以下儀器。
（1）干濕球溫度計1支（9）旋片式真空泵2臺
（2）空盒式氣壓表1個（10）秒表2個
（3）鋼卷尺2個（11）光電分析天平（分度值1/10000g）
（4）U形管壓差計1個(12)托盤天平（分度值為1g）
（5）傾斜式微壓計3臺（13）干燥器2個
（6）畢托管2支（14）鼓風(fēng)干燥箱1臺
（7）煙塵采樣管2支（15）超細玻璃纖維無膠濾筒20個
（8）煙塵測試儀2臺
五、實驗內(nèi)容參數(shù)測定
1、實驗內(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)袋式除塵器實驗裝置的測定,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算。在固定袋式除塵器實驗系統(tǒng)進口發(fā)塵濃度和清灰制度的條件下，測定和計算袋式除塵器處理氣體量（Q）、漏風(fēng)率（δ）、過濾速度（V_F）、壓力損失（Δp）和除塵效率（η）
(4)實驗數(shù)據(jù)的整理分析。認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)測定實驗數(shù)據(jù)，分析壓力損失、除塵效率和過濾速度的關(guān)系。
2、實驗要求
（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驗方法可參照前述各實驗指導(dǎo)書。
（2）為了求得除塵器的V_F-η和V_F-Δp的性能曲線，應(yīng)在除塵器清灰制度和進口氣體含塵濃度（C₁）相同的條件下，測出除塵器在不同過濾速度（V_F）下的壓力損失（Δp）和除塵效率（η）。
（3）除塵器進、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。考慮到出口含塵濃度較低，每次采樣時間不宜少于30min。進出口風(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）在進行采樣的同時，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)定運行狀態(tài)下，每間隔一定時間，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）本實驗要求每個學(xué)生綜合應(yīng)用前述基本知識和技能，自行編制上述各項參數(shù)的測定方案和實驗步驟，經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后方準(zhǔn)予實驗。
（6）本實驗要求學(xué)生獨立設(shè)計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V_F–η、V_F-Δp實驗性能曲線圖。
六、實驗數(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計算除塵器處理氣體量，按式2計算除塵器漏風(fēng)率，按式4計算除塵器過濾速度。
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計算。
4、壓力損失、除塵效率與過濾速度的關(guān)系
本項是繼壓力損失（Δp）、除塵效率（η）和過濾速度（V_F）測定完成后，自行設(shè)計記錄表，整理五組不同V_F下的Δp和η數(shù)據(jù)，并獨立設(shè)計分析圖，繪制V_F-Δp和V_F-η實驗性能曲線。
六、注意事項
粉塵傳感器使用一定時間后，必須定時清潔，以保證其測量精度。
機械振打袋式除塵實驗含塵濃度不宜超過50g/m³
七、討論（討論結(jié)果寫入實驗報告）
用動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)φ_V？
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)實驗性能曲線V_F-Δp、V_F-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數(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

除塵器進口測定斷面

除塵器出口測定斷面

備注

測定點

A1

A2

A3

A4

B1

B2

B3

B4

管道內(nèi)氣體動壓

微壓計初讀值l0

微壓計終讀值l

差值Δl=l-l0

微差計系數(shù)K

各測點氣體動壓pd/Pa

管道內(nèi)氣體靜壓

微壓計初讀值l0

微壓計終讀值l

差值Δl=l-l0

微差計系數(shù)K

各測點氣體動壓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

濾料種類

過濾面積/m2

振打頻率 次/min

振打周期/min

振打時間/s

種類

d50/μm

測定序號

每次間隔時間t/min

除塵器處理氣體流量（靜壓法）

除塵器進出口平均壓差ps12/Pa

測定斷面至除塵器進出口壓力損失之和

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

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

振打時間/s

φV

|ps|/Pa

Q/（m3/s)

種類

d50/μm

測定點

除塵器進口測定斷面

除塵器出口測定斷面

測定點

A1

A2

A3

A4

B1

B2

B3

B4

備注

流量計讀數(shù)

控制值

qm/(L/min)

實測值

濾筒號

采樣頭直徑d/min

采樣時間t/min

采樣流量V/L

流量計前的氣體參數(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/%