工业实用效率

如何保持反向脉冲除尘器高效可靠运行

对于压缩空气审计人员和不了解情况的客户来说,反向脉冲式除尘器往往是对压缩空气能源效率的挑战,有时还会造成巨大的气压波动、高瞬态流量和简单的大泄漏,从而破坏工作。本文讨论了这种通常安装在食品加工厂的除尘器,并给出了一些有问题的安装实例。提出了一些建议措施,以确保您的除尘器在无故障的方式运行。

基本粒子过滤

任何产生粒子流的过程都需要安装某种过滤器,以防止这些悬浮固体通过通风系统被输送到室外或工厂环境中。过滤气流的一种非常流行的方法是使用滤筒或袋式过滤器。当过滤器收集材料时,它们会被过滤后的颗粒包裹在表面。随着越来越多的物质沉积在过滤介质上,其堆积会限制通风空气的流动。要清除积聚物,需要一些清洁方法。

一些过滤器设计使用机械振动筛,或低压鼓风机,但一种非常流行的清洗方法是反向脉冲设计,使用压缩空气的喷吹清洗每个袋。过滤介质像网格一样排列成行和列,例如使用6个过滤袋,每6行有两个这样的歧管,如图1所示。

室外集尘器

图1:典型的集尘器,在这种情况下位于户外,具有提供一些存储能力的歧管,从风门连接。在这种情况下,每个歧管有六个阀门。这个特别的除尘器有一个未被发现的故障阀门,消耗了200 cfm,如果不修理每年将花费38000美元。

带隔膜执行器的吹气阀设计用于快速执行,与沿每排过滤器顶部运行的长管道连接,设有喷嘴,向每排滤袋或滤筒的中心吹气。

清洗动作由电气控制板控制,根据控制板计时器的可调设置,依次向每个鼓风阀发送气动或电气信号。控制板被设定为每隔几秒就会爆炸一段时间,一旦爆炸结束,它将重新开始,除非被停止信号打断。大多数控制板都有差动操作的规定,如果次级差动计检测到干净过滤器之间的差动较低,则停止清洗周期。这是一种节能措施,旨在减少压缩空气的消耗,如果塑料袋不需要清洗。

根据清洗袋子所需的力,有多种喷吹阀尺寸可供选择。这些阀门是由除尘器制造商选择的,因为这些阀门需要有相当大的尺寸,以使所需的压缩空气清洗脉冲快速通过,并有足够的力量弹出袋,充分敲下滤饼的材料从滤芯。当这些爆破阀启动时,它们会造成非常大的流量,通常是每分钟数百立方英尺,但通常只持续不到一秒,大约100到400毫秒。但是,如果阀门在开启状态发生故障,它们可能会造成真正的破坏,如果不被发现,它们一次会消耗数百立方英尺的空气,持续几天甚至几个月。

集尘器常见问题

在大型工业工厂中,经常看到许多反向脉冲除尘器,通常代表数百个风门,都具有一定的寿命。像任何机器一样,这些机器也会偶尔出现机械故障和/或人为干预,这两者通常都会导致问题。当这些爆炸阀门失败关闭过滤器堵塞,导致相关流程中存在的问题,但如果阀门不能打开这可能会导致压缩空气系统的扰动,并在某些情况下可以把植物由于低压如果失败消耗超过可用的空气压缩机容量。

一些常见问题:

  • 阀门关闭或泄漏。
  • 阀门没有关闭。
  • 操作人员延长脉冲持续时间,以尝试更好的清洗。
  • 提高脉冲频率以尝试更好的清洁。
  • 歧管体积太小,无法提供所需的脉冲强度。
  • 因焊缝失效导致歧管泄漏。
  • 在寒冷的室外条件下,气动回路冻结,导致需要昂贵的干燥器不断清洗。
  • 相关干燥剂干燥机故障或运行失控。
  • 控制板或气动元件故障导致阀门跳脱。
  • 吹气阀和吹气管之间的连接软管失效。
  • 差速控制失败、调节不当或关闭,导致除尘器不必要地运行,即使相关的通风机关闭。

这些问题中有一些会导致相关工艺的故障,但大多数会导致压缩空气系统运行成本的显著增加。下面是一些失败的故事:

蛋白质产品的处理器

一家食品加工厂有15个不同的除尘器作为其加工生产线的一部分,总共有100个风门,代表了该厂压缩气流的大部分。起初,喷风阀脉冲持续时间和频率保持在制造商的规格范围内,但随着时间的推移,工厂开始出现袋式除尘器堵塞的问题,所以喷风持续时间延长,脉冲频率增加。最初的工厂使用了一台100马力(hp)空气压缩机和一台无热干燥剂空气干燥机,并安装了第二台100马力空气压缩机作为备份。但随着对除尘器的调整,压缩气流增加到高于主空压机的容量,因此启动了备份。

这提出了一个问题,因为干燥剂干燥器只有一个空气压缩机大小,现在两个运行,超过了干燥器的能力。干燥机干燥剂流态化由于在干燥剂床和干燥剂珠摩擦在一起造成高水平干燥剂灰尘携带。这堵塞了出口过滤器的干燥造成低工厂压力。低压和水分从过载的干燥机携带,污染了除尘过滤器造成更多的堵塞问题。

对除尘器进行了调查,找出了问题所在。这种特殊的处理器所有的除尘设备都在一个加热的建筑内,所以不需要干燥剂。将除尘器重新调整回原来的设置,将第二台空压机恢复到备用状态。在一些麻烦的除尘器上安装了60加仑的小型存储接收器(图2),以帮助增加每个脉冲的功率。这在清理操作中产生了显著的不同。

60加仑接收机

图2:每个有问题的除尘器都加了一个60加仑的接收器,以提供更多的压缩空气容量。额外的存储空间可以显著增加脉冲强度,使袋子更便于清洁。

食用油处理器

一架食用油处理机的工厂压力波动很大,每隔一段时间就会发生变化,这给空压机带来负荷,导致工厂加工机器出现低压故障。在一次压缩空气审计中,我们检查了除尘器,发现其中一台的脉冲长度过大。为了解决除尘器堵塞的问题,有人调整了脉冲,使防爆阀每30分钟运行约13分钟。不用说,数百立方英尺的压缩空气流动导致当地压力下降到50磅/平方英寸,并增加了一个空气压缩机的负载。图3为调整除尘器正常运行前后的压力分布图。

图3除尘器大流量曲线图

图3:来自一个失调的除尘器的大流量导致整个工厂的压力梯度大(浅蓝色是空气压缩机排放压力,紫色是工厂最终压力只有50 psi)。可以看到一个额外的空气压缩机正在运行,以提供这种不正常的流量(红线)。除尘器恢复正常后,压力梯度明显降低,多余的空压机卸载并关闭。点击在这里扩大。

服装制造商

一家服装制造商有一个装有两台大型200马力空气压缩机的压缩空气系统。在空气压缩机附近有一个过滤棉绒的大型除尘器。来自集尘器的脉冲足够大,足以使空压机排放的压力波动,从而导致一个额外的机组启动和运行。额外的电力负荷每年造成大约1.5万美元的额外电费。

除尘器被改装为一个小的60加仑的存储接收器,配备了一个针阀填充调节器。除尘器清洗脉冲现在像以前一样以较快的速度使用存储中的空气,但是压缩空气量现在通过针阀缓慢地补充。这样就消除了启动空气压缩机时压力的波动。它还可以防止爆震阀失效,因为即使是大开的阀门也会限制流量,从而使工厂免于压力问题。

图4为除尘器改造的系统框图,图5为安装的接收器和针阀。脉冲强度提高到足以使操作压力降低到60psi,节省压缩空气。

除尘器改造示意图

图4:在额外的储气罐之前安装一个针阀是一个很好的方法来减少每一个脉冲冲进除尘器的高气流。阀门被设置为在下一个脉冲之前注入接收器。因此,它大大减少了峰值流量。止回阀专门为除尘器储存空气。该调节器将除尘器的压力降低到最小,节省压缩空气的消耗。来源:压缩空气挑战。

安装接收器和针形阀。

图5:这个受流量限制的接收器被安装在服装厂,以解决启动第二个空气压缩机时的瞬态气流问题。

农场实现制造商

一家农具制造商在工厂里有大约20个除尘器,其中大约60%的除尘器在室外,偶尔会有冰冻天气。每台室外除尘器都有一台单独的干燥剂干燥机,即使除尘器不工作,也能每周工作七天,运行24天,每年消耗的压缩空气总价值约为1.2万美元。即使空气质量很好,在寒冷的天气,由于橡胶隔膜的分裂,除尘器吹气阀也不能打开。一项审计发现,一台失灵的除尘器每年消耗约200 cfm,成本为38000美元。图1显示了除尘器。

航空公司

某航空航天公司有许多媒体爆破站,在爆破站上方装有反向脉冲滤筒过滤器。额外的集尘器被安置在室外,有时会结冰。在一次审计中,检查了一间机房,听到了可疑的声音。除尘器有一个内部吹气阀失效,消耗了200 cfm,约占工厂压缩机能力的三分之一,每年的运行成本为3.5万美元。该公司正在增加另一台空气压缩机。

在同一家工厂,在对除尘器进行调查时,一名压缩空气审计员注意到,连接一个除尘器的7个阀门中,有3个出现故障,导致阀门无法运行。这就导致了除尘器的糟糕清洁,这让维修部门感到困惑,因为据说每个月都要由承包商来维护过滤器。阀门被修复,除尘器的清洗也得到了改善,以至于过滤器差降到了足够低的程度,差压控制可以关闭脉冲70%的时间,大大节省了压缩空气。如图5所示。

金属铸造

某金属铸造厂发现,即使在非生产时间,其压缩气流也超过1000 cfm。工作人员叫来了一名泄密审计员来评估情况。经过广泛的搜索,工厂屋顶上的一个除尘器在防爆阀歧管上发现了一个大裂缝。流量测量显示,这种故障每年消耗550立方英尺空气,相当于86000美元的额外电力成本。

玻璃纤维厂

作为空气压缩机更换项目的一部分,一家玻璃纤维工厂进行了泄漏审计。在安装了效率更高的新空压机后,发现即使没有生产,该厂也有大约70 cfm的压缩气流。在工厂生产时进行的泄漏检测工作只发现了大约15立方厘米的泄漏,但没有什么实质性的。审核员等待生产完成,并重复泄漏审核。他发现一些下沉气流的砂磨台有大量的泄漏反向脉冲除尘器安装在表内。在生产过程中,风扇的噪音掩盖了泄漏,使得即使使用超声波检漏仪也很难听到。集尘歧管焊接不良,导致歧管接缝失效,造成泄漏。

改进反向脉冲除尘问题的提示

以下是一些解决逆脉冲收尘常见问题的建议:

  • 请避免调整默认值。
  • 增加存储接收器以增加脉冲强度。
  • 在进料管上增加针阀,以减少脉冲期间的流量。
  • 定期维护鼓风阀隔膜。
  • 确保电子控制正常工作,脉冲序列正常。
  • 确保每台除尘器处于压差控制状态,风机不运行时关闭。
  • 考虑在除尘器压缩空气入口安装流量计来检测问题。
  • 如果可能,避免使用压缩空气动力过滤器。

集尘器控制面板

精密的除尘器控制面板可以确保除尘器清洁系统正常工作,压缩空气的消耗保持在最低限度。

监视和维护:最佳实践

这些简单的例子提供了证据,反向脉冲除尘器可以麻烦和昂贵的压缩空气系统。最好对这些设备进行适当的维护和仔细的监控,以确保高效运行并防止出现问题。

有关本文的更多信息,请联系马歇尔压缩空气咨询公司Ron Marshall,电话:204-806-2085,电子邮件:ronm@mts.net

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