王成

1前言

低壓脈沖布袋除塵器廣泛應(yīng)用于電廠脫硫除塵及一般鋼廠除塵中（應(yīng)用于鋼廠及電廠的主要區(qū)別是除塵器外表是否需要保溫、煙氣對鋼板的腐蝕程度及濾料的選擇等），脫硫后的煙塵經(jīng)過該除塵器后，其排放到大氣中的濃度基本控制在20～30mg/m³，低于國家環(huán)保部門規(guī)定的50mg/m³。

1.1動(dòng)載的確定

按樓面及屋面活荷載取標(biāo)準(zhǔn)值2.5KN/m²（檢修平臺(tái)按4KN/m²）來計(jì)算。

除塵器總動(dòng)載荷：F=KA0A1+KA1A2，KA1檢修平臺(tái)活荷載取標(biāo)準(zhǔn)值，A1除塵器平面投影面積，A2平臺(tái)扶梯平面投影面積。

設(shè)計(jì)時(shí)，單個(gè)承載點(diǎn)荷載值是平均值的100～120%左右。具體分布時(shí)，可以是平臺(tái)扶梯結(jié)構(gòu)多的部分取偏大值，結(jié)構(gòu)少的部分取較小值。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理安排，綜合考慮影響動(dòng)載荷分布的各種因素。

1.2風(fēng)載的確定

根據(jù)GB50009-2001，查全國基本風(fēng)壓分布圖，可得相關(guān)值。風(fēng)載的計(jì)算，也可以按經(jīng)驗(yàn)公式：Kn=υ^2/1600（單位KN/m²）來計(jì)算，式中，υ為風(fēng)速，單位m/s。

設(shè)計(jì)時(shí)，單個(gè)承載點(diǎn)荷載值是平均值的120～150%左右。具體分布時(shí)，最外一圈的載荷點(diǎn)為平均載荷值的120%，內(nèi)圈載荷點(diǎn)為平均載荷值的150%。

1.3震載的確定

在一些地震多發(fā)地區(qū)，必須考慮地震對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。設(shè)計(jì)單位在與用戶簽定除塵設(shè)備技術(shù)協(xié)議時(shí)，必須明確地震的烈度。

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003），地震載荷的計(jì)算可以分為水平方向的剪力計(jì)算和豎直方向的拉（壓）力計(jì)算。

公式如下：

剪力標(biāo)準(zhǔn)值：FEK=α1 Geq

拉（壓）力標(biāo)準(zhǔn)值：FEK=α1 Geq

各承載點(diǎn)的震載計(jì)算過程可以按照上面的計(jì)算步驟來進(jìn)行。

2.底柱組件的結(jié)構(gòu)計(jì)算

對底柱的計(jì)算，主要是考慮底柱的柔度和撓度。

2.1底柱的柔度計(jì)算

因型鋼的規(guī)格未知，無法求出柔度（長細(xì)比）λ，無法判斷使用的公式。先采用歐拉公式計(jì)算，求出型鋼的規(guī)格后，再檢查是否滿足歐拉公式使用條件。（具體過程可以參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第一卷1-178頁）

慣性矩計(jì)算公式：Imin=Pc（μL）^2/（Eπ^2）〕

式中，Pc底柱的臨界載荷，E彈性模量，Ss穩(wěn)定安全系數(shù)，μ長度系數(shù)，

確定后應(yīng)檢查柔度λ是否符合要求，

3.滑塊組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

滑塊主要是消除鋼材在溫度變化時(shí)產(chǎn)生的線膨脹應(yīng)力?；瑝K固定于底柱頂端。中箱體帶動(dòng)其上的所有與高溫?zé)煔饨佑|的部件可以在滑塊上自由膨脹（收縮）滑動(dòng)。

設(shè)計(jì)滑塊結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮到滑塊的布置、滑塊的承載、滑動(dòng)能力及材料以及滑動(dòng)范圍。

3.1滑塊的承載

滑塊承受除立柱外除塵器的所有垂直向下的重量載荷。重量載荷在滑塊組的分布一般是，靠近除塵器中心的四個(gè)滑點(diǎn)為平均承重的300%，其余均為250%。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了保證滑塊材料有足夠的強(qiáng)度支撐。

3.2滑板材料的確定

滑板一般采用聚四氟乙烯。

4.頂柱組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

計(jì)算過程同底柱類似，本處從略。

5.灰斗組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

灰斗上部與中箱體、頂柱連續(xù)焊接，下部接輸灰裝置。本工程共設(shè)置6個(gè)單獨(dú)灰斗和兩個(gè)船形灰斗，分兩排布置?；叶吠獗砻婢P有蒸汽加熱管。

5.1單獨(dú)灰斗最大側(cè)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算

為安全起見，對單獨(dú)灰斗壁板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要是考慮其外表面均布的加強(qiáng)型鋼能承受的載荷，確定外表面加強(qiáng)型鋼的規(guī)格。灰斗外表面的加強(qiáng)型鋼一般為角鋼。

計(jì)算公式，Imin= qL^4/（384fE）

式中，q單根型鋼承受的載荷，L型鋼長度，f型鋼允許的變形撓度，E彈性模量。

5.2花板孔布置。

花板孔在上箱體內(nèi)應(yīng)該均勻布置。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及工廠制造經(jīng)驗(yàn)，在濾袋長度不超過8m的情況下，孔與孔之間的間隙為濾袋直徑的1.5倍。舉例來說，如果采用160×6000的濾袋，則孔與孔之間的距離為240mm。

5.3上箱體橫截面高度

對上箱體橫截面高度進(jìn)行控制，主要是保證凈化后的氣體在通過上箱體內(nèi)部空間時(shí)，氣流流向均衡，不會(huì)發(fā)生由于上箱體截面太小而造成氣流阻力太大，甚至造成風(fēng)機(jī)吸力不夠、無法正常工作的情況發(fā)生。

根據(jù)多年來的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過上箱體橫截面的風(fēng)速不應(yīng)當(dāng)超過3m/s。

6.噴吹系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

噴吹系統(tǒng)由脈沖閥、噴吹氣包、噴吹管及管道連接件組成。噴吹系統(tǒng)是布袋除塵器的核心部件，它的設(shè)計(jì)好壞可以決定除塵器能否正常使用。設(shè)計(jì)噴吹系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該注意脈沖閥的選擇、噴吹氣包容量的大小及噴吹管詳細(xì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

6.1脈沖閥的選取

有的脈沖閥廠家還提供關(guān)于噴吹氣量、工作壓力與噴吹脈寬的曲線圖。在看這類曲線圖時(shí)，要注意噴吹氣量是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量，不是工作壓力下的氣量。我們可以將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量轉(zhuǎn)換成工作狀態(tài)下的氣量。比如，在0.5Mpa的工作壓力下，該脈沖閥噴吹氣量500L，那么實(shí)際上，該脈沖閥所消耗的工作狀態(tài)下的壓縮氣量為：500×0.1/0.5=100L（0.1MPa為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，0.5MPa為工作氣壓）。

6.2氣包結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)

參考《鋼制壓力容器》/GB150-1998進(jìn)行。

6.3噴吹管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

噴吹管的設(shè)計(jì)，主要考慮噴吹管直徑、噴嘴孔徑及噴嘴數(shù)量、噴吹短管的結(jié)構(gòu)形式及噴吹短管端面距離濾袋口的高度。

6.3.1噴吹短管端面距離濾袋口（花板）高度的確定

噴吹短管端面距離濾袋口（花板）的高度受氣流沿噴吹軸線成20°角度和二次誘導(dǎo)風(fēng)量的影響。理論上來說，二次誘導(dǎo)氣量越多越好，也就是加大噴吹短管距離濾袋口的高度。

實(shí)際上，噴吹壓力越大，氣流沿噴吹軸線的擴(kuò)散角度就越小，噴吹短管端面距離濾袋口（花板）的高度就可以加大（誘導(dǎo)更多氣流，能噴吹更多的濾袋）;反之，噴吹壓力越小，氣流沿噴吹軸線的擴(kuò)散角度就越大，噴吹短管端面距離濾袋口（花板）的高度就需要減小（誘導(dǎo)氣流相對減少，噴吹濾袋的數(shù)量減少）。

（作者身份證號碼：320924198910294417）