滤筒除尘器在应用中的故障分析

　　内容提要：近年来滤筒除尘器凭其净化效率高、运行费用低、过滤面积大、设备体积小等特点，在机械加工、化工生产、粉尘回收、建筑制造、医药生产、食品加工生产、家具生产和五金电子加工等行业的粉尘净化方面得到了广泛的应用。但是随着应用的逐渐广泛，滤筒除尘器在应用中也暴露出了不少的问题。
　　关键词：滤筒，滤筒除尘器，净化，反吹
　　
　　引言：
　　滤筒是除尘器的核心部件，在正常运行时，含尘气体由进风口进入除尘器，并通过滤筒。在此过程中粉尘被捕集在滤筒外表面，洁净空气则经滤筒中心通过出风口排出。除尘器的清灰通过控制电磁脉冲阀定时反吹实现。控制定时器将自动选择一对或多对滤筒进行清灰，控制器将打开电磁脉冲阀，高压空气便直接进入所选的滤筒中心，把集在滤筒表面的粉尘吹扫干净。工作原理示意图如下：
　　图一：滤筒除尘器工作原理示意图
　　正文：
　　与以往的各类除尘器相比，虽然滤筒除尘器具有较多优点，但是在现实应用中也存在问题，下面通过几个案例对滤筒除尘器在应用出现的问题进行分析：
　　实例一：某铸锻工业有限公司冶炼烟尘净化项目
　　建设方的工作区域共有6个熔炉，主要是对废钢材进行熔融处理。在熔融冶炼过程中熔炉的上方有大量的高温烟尘产生，漂浮爱空气中的烟尘严重污染了工作环境和周边的空气质量，需要对烟尘进行收集净化处理。
　　经过现场考察、测量，结合相关设计手册要求，并参考相关资料，我方确定采用上吸罩对烟尘进行收集。为了保证烟尘的有效收集，设计使吸罩尽量靠近熔炉烟尘排放口。然后通过管道将烟尘导入滤筒除尘器进行净化处理，除尘器内装配阻燃滤筒。
　　施工完毕后，经过现场调试，双方对收集效果都表示满意，但是，在设备正式投入使用后一个星期左右的时间，建设方发现经过除尘器后的排烟口，有明显的烟尘排出，经过双方对现场设备的检查，发现除尘器中滤筒的表面过滤材料已全部烧毁，没有了过滤元件，也就等于烟尘没有经过净化被直接排放了。
　　问题分析：在本项目中除尘器虽然配置的是阻燃型、可耐130℃的聚酯纤维过滤材料制作的滤筒，但是冶炼炉的烟气温度持续在120度左右，长时间连续的高温，仍将导致过滤材料着火。滤筒的结构是造成过滤材料着火的主要原因之一。滤筒表面的过滤材料为褶皱形式（如图二），冶炼烟尘的粒径微小，且具有一定的附着性，容易积聚在褶皱处。除尘器内空气环境很干燥，当烟尘颗粒积聚到一定量时，随着温度的持续，在过滤材料表面将会出现坏点，由于温度的持续，坏点的面积会越来越大，最终导致自燃，过滤材料烧毁。
　　
　　图二：滤筒表面过滤材料的褶皱形式图三：滤筒实物图片
　　因此，在冶炼类等具有一定温度（高于80℃）的烟尘处理项目中，选用滤筒除尘器需要慎重。对于冶炼烟尘的净化，可以采用耐高温布袋除尘器，由于布袋的过滤材料为平面形式，无褶皱，烟尘微粒不易积聚，容易清灰，降低了烟尘积聚蓄热着火的可能性。在高温粉尘的净化项目中，为了净化系统的安全性，也可以首先将烟尘经过降温预处理（如湿式预处理设备-喷淋塔、水膜除尘器），再结合其他形式的除尘器来净化。
　　实例二：单体滤筒除尘器（除尘室和风机室制作为一体形式）在打磨粉尘的净化应用中出现的问题
　　1、某汽车配件公司在车间生产中需要对刹车弹簧进行打磨，打磨过程有大量的粉尘飞散出来，严重影响车间的工作环境和工人的身体健康，需要针对粉尘进行收集净化处理。粉尘主要为金属屑和冷却油等颗粒。
　　结合建设方的要求，设计在排尘口附近设置吸尘口，产生的粉尘经过收集后，导入滤筒除尘器中进行净化处理，但是净化效果不理想。主要问题体现在：滤筒的表面清灰不彻底，设备阻力偏大，长时间运行风机震动明显增大。
　　问题分析：金属打磨粉尘，在产生的瞬时温度较高，粒径较小，由于考虑到工程的投资和设备的放置空间等问题，一般系统的管道都较短，所以在粉尘接触到滤筒表面时，仍具有一定的温度，且具有一定的穿透性，惯性大的部分粉尘极易击穿滤筒表面的过滤材料，导致设备净化效果不好。同时，由于在打磨过程中加入了一定的冷却油，使粉尘具有一定的粘附性，一方面，大颗粒的粉尘粘附在滤筒表面，不利于清灰，导致设备阻力增大；另一方面，小粒径的粉尘穿透过滤材料后，在接触到风机叶轮时，容易沉积在叶轮上，长时间的积累，会导致风机叶轮转动不平衡，由于除尘室和风机式制作为一体形式，所以表现为设备震动大，并严重影响正常生产。
　　综上，可知滤筒式净化设备在以上工况的应用还需要更深入的探讨，很可能不是最佳的净化设备。再者，抛开净化效果，除尘室与风机室制作为一体是的设备形式，也需要改进。如果系统配置的风机在5.5kW以上，不建议采用单体式的除尘器。原因如下，一是风机的运行震动较大，即使是采用了减震系统，也会影响除尘器的稳定性，会损伤除尘器其他元器件发挥作用；二是风机的检修维修不便，风机一般均设置在除尘室的顶部，检修维修操作具有一定的高度，如果是型号大的风机，难度就更大；三是风机与除尘室相连，风机的进出口风压差较大，较大的抽力，会加速过滤元件滤筒的老化。
　　2、某压缩机厂砂轮打磨粉尘的净化处理项目
　　打磨台上的砂轮垂直台面进行打磨工作，由于砂轮的高速旋转，使打磨过程中的粉尘也具有一定的扩散速度，极易污染工作区域的环境卫生，粉尘沉积在设备缝隙，还会缩短设备的寿命。同时较小粒径的粉尘吸入人体，将严重影响工人的身体健康。
　　结合砂轮机的工作特点，将粉尘的收集罩与砂轮机设计为一体形式，这样设计可使较小的抽风量，达到良好的抽风效果。同时项目采用了单体式滤筒除尘器，设备净化效果良好，但是电磁阀时常烧坏。
　　问题分析：电磁阀设置在除尘器主体内部，由于金属粉尘粒径微小，且具有一定的穿透力，极易穿透过滤材料。当净化会后的气流通过洁净室时，穿透过滤材料的粉尘微粒与电磁阀接触，长时间的积累，在电磁阀的线圈上形成了一层金属层，金属具有导电性，在电磁阀工作时，容易烧掉电磁阀的线圈，导致电磁阀失效。
　　通过该项目中单体滤筒除尘器的应用，可知为了避免电磁阀线圈烧掉的情况发生，需要改进单体式除尘器的结构形式，将电磁阀设置在除尘器主体外部，以阻止金属粉尘与电磁阀的接触。
　　实例三：某乐器制造厂粉尘净化项目中滤筒除尘器的应用情况
　　在乐器精加工过程中，有铝屑和铁屑粉尘需要收集净化处理，设计采用了滤筒除尘器作为净化设备。收集到的粉尘经过滤筒除尘器净化的效果良好，但是在短短的一个月内，滤筒烧了两次。
　　问题分析：铝粉容易自燃。滤筒表面的过滤材料为褶皱形式附着，铝粉微粒积聚在褶皱里，不容易被反吹清出。参见滤筒除尘器的工作原理，当滤筒除尘器在工作时，电磁阀脉冲反吹清灰时，风机没有停止，仍在运行，即在线清灰模式，这将导致阻留在滤筒表面的粉尘清灰不彻底。由于打磨粉尘具有一定的温度，当滤筒表面的粉尘达到一定量时，就将引起过滤材料着火。对于铝粉的净化处理，可以采用布袋除尘器或是湿式净化工艺。
　　总结：
　　根据以上对滤筒除尘器在实际工况中的应用，可以总结出：
　　1、滤筒不适用于高温废气的净化处理。因为滤筒的褶皱结构，在进行反吹清灰时，系统风机仍在工作，所以清灰不彻底，容易在褶皱处积尘，高温粉尘积聚在褶皱处，容易造成滤筒烧毁的现象发生。
　　2、滤筒不适用于易燃、易爆的工况。同样是因为滤筒的褶皱结构。即使是选择阻燃过滤材料，易燃易爆尘粒积聚在滤筒褶皱处，也不易被清掉，长期积累易产生自燃。
　　3、滤筒除尘器的电磁脉冲反吹阀不宜与除尘室制作在一起。因为有些粉尘具有荷电性，滤筒的净化效果不可能达到100%，必然会有部分微粒透过滤筒中心，荷电微粒长期与电磁阀接触，容易形成回路，导致电磁阀线圈被烧的情况发生。
　　4、单体滤筒除尘器配置的风机功率不宜大于5.5kW。分析原因有：一，风机越大单体除尘器的整体外形越大，安装、维护、维修的难度都会增大；二，风机的震动将严重影响设备的稳定性和其他元器件的正常运行；三、风机与滤筒的距离过近，较大的抽力，将增加粉尘微粒穿透过滤材料的量，从而降低净化效率，并会缩短滤筒的使用寿命。
　　以上仅对滤筒除尘器在工程应用中遇到的几个问题进行了简单的分析，由于滤筒除尘器的“净化效率高、运行费用低、过滤面积大、设备体积小”等优点较为突出，结合技术的进一步完善，滤筒除尘器将在在实际工程中得到更广泛的应用。
　　参考文献：
　　1.《三废处理工程技术手册》：废气卷/刘天齐主编，-北京：化学工业出版社，1999.5
　　2.《除尘工程设计手册》：张殿印，-化学工业出版社，2005.4

《滤筒除尘器在应用中的故障分析》

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