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數(shù)據(jù)采集機械振打布袋式除塵器實驗指導書

數(shù)據(jù)采集機械振打布袋式除塵器實驗指導書
一、實驗目的和設(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)，是本科學生必須具備的基本能力。為此，本實驗要求學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.裝置配有微電腦風量、風壓檢測系統(tǒng)（能在線監(jiān)測各段的風壓、風速、風量，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)標準儀器標定。數(shù)據(jù)可靠穩(wěn)定。
二、技術(shù)條件與指標
1.氣體流動方式為內(nèi)濾逆流式，動力裝置布置為負壓式。
2.環(huán)境溫度：0℃～50℃
3.除塵效率：96~99%
4.處理氣量：150m³/h
5.氣體含塵濃度：<100g/m³
6.過濾速度為1m/min
7.裝置共有6個濾袋，濾袋直徑為150mm,濾袋高度為600mm,
8.濾袋材料：丙綸針刺過濾氈
9.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，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（δ）按下式計算
δ=

×100%（式2)
一般要求除塵器的漏風率小于±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)。當采用新濾料時，應預先發(fā)塵運行一段時間，使新濾料在反復過濾和清灰過程中，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，可通過改變風機入口閥門開度，按靜壓法確定。當然，應要求在各組實驗中，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。
通風機是實驗系統(tǒng)的動力裝置，本實驗選用離心通風機，轉(zhuǎn)速為2900r/min，全壓為1919~1953Pa所配電動機功率0.75kW。
在實驗前應預先測量缺點喇叭形均流管的流量系數(shù)（φv），通風機入口前設(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.微電腦在線風量檢測系統(tǒng)1套           4.微電腦在線風速檢測系統(tǒng)1套
5.微電腦在線風壓檢測系統(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.進出口風管1套；
28.人工取樣口2個                       29.高壓離心通風機1臺；
30.風量調(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?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?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書。
(2)為了求得除塵器的V_F-η和V_F-Δp的性能曲線，應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，每次采樣時間不宜少于30min。進出口風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)本實驗要求每個學生綜合應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)指導教師審查通過后方準予實驗。
(6)本實驗要求學生獨立設(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?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)y_w/%

均流管流量系數(shù)φv

均流管處靜壓|p_s|/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p_d/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p_s/Pa

測定斷面氣體平均靜壓p_s/Pa

畢托管系數(shù)K_P

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Q_i/(m³/s)

除塵器處理氣體流量Q/(m³/s)

除塵器過濾速度V_F/(m/min)

除塵器漏風綠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p_s12/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=Δp_s12-∑Δp_i/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|p_s|/Pa

處理氣體流量Q/（m³/s)

摩擦壓力損失∑Δp_L/Pa

局部壓力損失∑Δp_m/Pa

壓力損失之和∑Δp_i/Pa

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V_F/（m/min）

粉塵特性

大氣壓力p_A/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

|p_s|/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t_m/℃

壓力p_m/kPa

標準采樣流量VN_d/L

標準狀況下干氣體采氣總體積∑VN_d/L

捕集塵量

濾筒初重G₁

濾筒初重G₂

捕集塵量ΔG

含塵濃度(標準狀況)C/(g/m³)

除塵器凈化效率η/%

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