1、概述
一般情況下，分室反吹清灰烘干機袋式除塵器在排風管道和反吹風管道上分別設置有排風蝶閥和反吹風蝶閥，濾袋清灰時需要兩個蝶閥同時工作。由于排風蝶閥和反吹風蝶閥是依靠閥板和擋圈的剛性接觸實現(xiàn)密封的，且在使用過程中，閥板和閥的轉(zhuǎn)動軸變形大，使得蝶閥無法完全密閉，因此蝶閥漏風嚴重。排風蝶周密封性差，經(jīng)反吹風蝶閥吹進來的反吹清灰氣流將通過排風蝶閥直接排走，起不到應起的反吹清灰的作用；反吹風蝶閥密封性差，氣流直接從反吹風蝶閥吸入總排風管道，導致除塵器漏風率升高。
新研制的一個提升切換閥可取代上述兩個蝶閥，該閥門空腔內(nèi)的閥板可分別關閉排風口和反吹風口。由于提升切換閥是依靠閥板和密封橡膠圈的柔性接觸實現(xiàn)密封的，且閥門無轉(zhuǎn)動軸，使得提升切換閥密閉性好，閥門漏風小。由于同一臺除塵器的閥門減少一半，因此，既減少了除塵器控制點，使除塵器運轉(zhuǎn)更加可靠，又減少除塵器整體重量，降低了除塵器成本。
2、提升切換閥的研究、設計
由于采用一個提升切換閥代替兩個蝶閥的工作，該閥門動作次數(shù)比原來單個蝶閥動作次數(shù)增加1倍。提升切換閥在濾袋每次反吹清灰時，需往返動作4次。當濾袋清灰周期為0.5～1h，提升切換閥每天需往返96～192次，每年3.25～6.5萬次，動作極頻繁。當閥門頻繁動作時，既要保證閥板分別關閉時，閥板密封處不發(fā)生內(nèi)漏，又要保證閥門整體不外漏。提升切換閥的結(jié)構(gòu)如圖1。
提升切換閥閥門傳動裝置主要有電動和氣動兩種。采用電動推桿傳動，快速推桿為6s，慢速推桿為12s。采用氣缸傳動，在正常的工作壓力情況，包括氣缸緩沖時間在內(nèi)約需1～2s故宜采用氣動傳動裝置，這樣在閥門切換時，可以迅速關閉排風口的同時開啟反吹風口，此時與時間成反比的沖量較大的反吹清灰氣流迅速“縮癟”濾袋，剝離濾袋上附著的粉塵層。當提升切換閥向上運動，較大沖量的含塵氣體重新涌入小袋室，使濾袋急劇膨脹而產(chǎn)生脈動，再次抖落濾袋上附著的粉塵層，清灰效果良好。
氣缸的行程L和直徑d根據(jù)公式(1)、(2)和(3)的計算來確定：
(1)氣缸行程的確定
在確定氣缸行程L之前，首先要確定提升切換閥閥板的直徑D，閥板的直徑D可根據(jù)通過袋式除塵器每個小袋室的風量q和通過閥門的風速v來確定即：
Q=vπ/·D
2
式中，Q為每個小袋室處理的風量，m3 ls,
V為通過閥門的風速，m/s;
D為閥門的直徑，m。
閥門截面的直徑確定后，因在單位時間內(nèi)通過圓柱體表面積芯}L和提升切換閥開口截面積的風量應相等（設二者的截面風速相等），即：
πDL·V=0.25·πD
2v
式中，q-每個小袋室處理的的風量，m3/s,
v——通過閥門的風速∞，m/s;
L-氣缸行程，m;
D-閥門的直徑，mo
所以，氣缸行程為L= D/4。
(2)氣缸直徑的確定
氣缸的作用力F需克服提升切換閥閥板的重量Ⅳ和氣體負壓Pg所產(chǎn)生的作用力Pg·A
(A為閥板的面積)，即：
式中，F(xiàn)-氣缸的作用力，N;
d-氣缸直徑，m;
d1-活塞桿直徑，m;
P1 -壓縮空氣的壓力(一般在0,25—0,45MPa)，Pa。
根掘計算出的d，選擇標準氣缸。
(3)提升切換閥工作過程
提升切換閥在HKD型烘干機袋除塵器中工作情況，如圖2所示。過濾狀態(tài)時，閥板處于上位閉合狀態(tài)，與上部密封橡膠條接觸密封，截斷了頂部蓋板上的反吹風口。含塵氣體均勻通過下花孔板進入每個小袋室，含塵氣體涌入濾袋，粉塵被滯留在濾袋內(nèi)，氣流則透過濾袋得到凈化，凈化后的氣體經(jīng)側(cè)進出風口進入“清灰與凈氣共用通道”中，再經(jīng)隔板上的排風口匯集于總排風管道內(nèi)，然后排人大氣中。
當濾袋需要清灰時，控制系統(tǒng)首先啟動反吹風機，然后驅(qū)動氣缸帶動閥板向下運動，閥板與下部密封橡膠條緊密接觸，排風口關閉，反吹風口開啟，由反吹風口噴出的清灰氣體向小袋室鼓人，改變?yōu)V袋內(nèi)外壓差，濾袋由“膨脹”變成“縮癟”狀態(tài)，通過濾袋的“縮脹”及抖動，剝離濾袋內(nèi)表面附著的粉塵層，完成清灰工作。但反吹風機停止吹風，提升切換閥仍在下位，離線清灰的小袋室成為無風狀態(tài)，使懸浮于濾袋內(nèi)的粉塵有足夠的沉降時間。最后提升切換閥將排風口打開的同時關閉反吹風口，濾袋重新“膨脹”，除塵器恢復到正常過濾狀態(tài)，清灰過程即告結(jié)束。1號小袋室清灰完畢后即轉(zhuǎn)入2號小袋室的清灰，以此類推。分室輪換清灰，不影響除塵器正常工作。
為了增強提升切換閥的密閉性，與閥板接觸起密封作用的密封圈采用特制的耐高溫橡膠圈，密封機理是靠橡膠圈預緊后變形（如圖3所示）所產(chǎn)生的回彈力，使密封面產(chǎn)生一定的應力，從而使密封面嚴密接觸，實現(xiàn)密封。其橡膠圈的壓扁度n對密封性有決定性影響。壓扁度可可由下式來計算確定：
n=(W - b)[w
式中，n為壓扁度；
B為壓扁后的橡膠密封圈斷面短軸直徑，mm;
W為橡膠密封圈的斷面直徑，mmo
正確選擇壓扁度有利于提高閥門的密封性和自緊性。根據(jù)橡膠圈回彈指數(shù)和膨脹指數(shù)的變化，壓扁度7/=0.6—0.75。
橡膠密封圈和閥板接觸面粗糙度也直接影響閥門的密封性能。為了提高閥板接觸表面光潔度，在與橡膠密封圈接觸表面閥板上焊一圈壓環(huán)，壓環(huán)加工外表面粗糙度為15μm。
3、提升切換閥泄漏檢驗
1)密封圈受力情況檢驗
閥板關閉前，在密封圈表面涂上黃油后關閉閥門，以密封圈與閥板之間用0,02mm塞尺，插不進為合格。然后再開啟閥板，檢查閥板四周與橡膠圈接觸表面的壓痕寬度大于10mm為合格。
2)閥門泄漏率檢驗
用閥板把排風口關閉，反吹風口用盲板封嚴。閥體內(nèi)用空氣壓縮機充壓到4kPa，然后穩(wěn)壓1h。記錄初始時間、溫度，壓力。1h后再記錄結(jié)束時間、溫度、壓力。并按下式計算閥門漏風率：
4、提升切換閥在HKD新型烘干機袋除塵器中的應用
HKD新型烘干機袋式除塵器屬于內(nèi)濾式、分室停風反吹清灰類袋式除塵器的一種，主要用于水泥廠烘干機的消煙除塵。提升切換閥是HKD新型烘干機袋式除塵器的核心部分。
淮北礦務器局水泥廠原二臺+1.5×12M烘干機用于烘干多種物料（粘土、礦渣、煤粉和鐵粉），燃燒爐為沸騰爐。原來采用CLK擴散式旋風+SHWB20nl型臥式電除塵器組成的兩級除塵系統(tǒng)，由于電除塵器嚴重腐蝕，維修費用較高，除塵系統(tǒng)漏風嚴重，除塵效率極低，粉塵排放濃度高達38g/Nm3。
采用HKD170-4型抗結(jié)露袋式除塵器作為一級除塵系統(tǒng)，取代上述兩級除塵系統(tǒng)。該除塵系統(tǒng)于1997年5月投入運行至今，除塵器一直隨主機同步運行。經(jīng)當?shù)丨h(huán)保部門測定，排放濃度45mg/Nm3（詳見表1）。提升切換閥隨除塵器運轉(zhuǎn)率達到100%，各部件運行良好，能適應現(xiàn)場工作，控制動作靈活、準確、可靠，使得除塵器能夠保持著高效運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)“組合狀態(tài)”清灰模式。提升切換閥的漏風率小于<1%。目前，該型號烘干機袋式除塵器已在國內(nèi)外推廣應用數(shù)十臺。
5、結(jié) 論
通過提升切換閥在HKD型烘干機袋式除塵器上的成功應用，可得出如下結(jié)論：
(1)提升切換閥的“清灰與凈氣共用通道”空腔內(nèi)的反吹風出口和排風口的密封裝置結(jié)構(gòu)簡單，易加工。“清灰與凈氣共用通道”空腔內(nèi)的反吹風口和排風口密封圈與閥板緊密接觸、漏風小，清灰時對相鄰小袋室無污染。因此，解決了“二次揚塵”和“粉塵再附”問題。
(2)該清灰機構(gòu)和壓氣管路布置在除塵器的頂部，提升切換閥安裝在反吹風管道的下部，整個清灰、壓氣系統(tǒng)布置更加緊湊、合理，減少了元器件及管線的壓損。
(3)采用—個提升切換閥替代其他分室反吹清灰類袋式除塵器必需的排風蝶閥和反吹風蝶閥，就可以完成一個小袋室的反吹清灰，減少了反吹清灰裝置的數(shù)量，減少了運行故障。
(4)該提升切換閥的各種參數(shù)、結(jié)構(gòu)簡單合理，密封性能好，使用維護方便。成本低廉，清灰效果好，運行穩(wěn)定可靠。完全滿足HKD型烘干機袋式除塵器的各種控制要求。
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