1：影響旋風(fēng)除塵器的因素1.1除塵器結構旋風(fēng)除塵器的各個(gè)部件都有一定的尺寸比例，每一個(gè)比例關(guān)系的變動(dòng)，都能影響旋風(fēng)除塵器的效率和壓力損失。其中除塵器直徑、進(jìn)氣口尺寸、排氣管直徑為主要影響因素。它們的變化對除塵器性能的影響關(guān)系如表1.在使用時(shí)應注意，表中所示的尺寸只能在一定范周內進(jìn)行調整，當超過(guò)某一界限時(shí)，有利因素也能轉化為不利因素。另外，有的因素對于提高除塵效率有利，但卻會(huì )增加壓力損失，因而對各因素的調整必須兼顧。1.1.1進(jìn)氣口旋風(fēng)除塵器的進(jìn)氣口是形成旋轉氣流的關(guān)鍵部件，是影響除塵效率和壓力損失的主要因素。切向進(jìn)氣的進(jìn)口面積對除塵器有很大的影響，進(jìn)氣口面積相對于筒體斷面小時(shí)，進(jìn)人除塵器的氣流切線(xiàn)速度大，有利于粉塵的分離。

　　旋轉氣流的切向速度對粉塵產(chǎn)生的離心力與圓筒體直徑成反比，在相同的切線(xiàn)速度下，筒體直徑D越小，氣流的旋轉半徑越小，粒子受到的離心力越大，塵粒越容易被捕集。因此，應適當選擇較小的圓筒體直徑，但若筒體直徑選擇過(guò)小，器壁與排氣管太近，粒子又容易逃逸；筒體直徑太小還容易引起堵塞，尤其是對于粘性物料。當處理風(fēng)量較大時(shí)，因筒體直徑小處理含塵風(fēng)量有限，可采用幾臺旋風(fēng)除塵器并聯(lián)運行的方法解決。并聯(lián)運行處理的風(fēng)量為各除塵器處理風(fēng)量之和，阻力僅為單個(gè)除塵器在處理其所承擔的那部分風(fēng)量的阻力。但并聯(lián)使用制造比較復雜，所需材料也較多，氣體易在進(jìn)口處被阻擋而增大阻力。因此，使用時(shí)臺數不宜過(guò)多。筒體總高度是指除塵器圓筒體和錐筒體兩部分高度之和。增加筒體總高度，可增加氣流在除塵器內的旋轉圈數，使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機會(huì )增多，但筒體總高度增加，外旋流中向心力的徑向速度使部分細小粉塵進(jìn)入內旋流的機會(huì )也隨之增加，從而又降低除塵效率。筒體總高度一般以4倍的圓筒體直徑為宜，錐筒體部分，由于其半徑不斷減小，氣流的切向速度不斷增加，粉塵到達外壁的距離也不斷減小，除塵效果比圓筒體部分好。因此，在筒體總高度一定的情況下，適當增加錐筒體部分的高度，有利提高除塵效率。一般圓筒體部分的高度為其直徑的1.5倍，錐筒體高度為圓筒體直徑的2.5倍時(shí)，可獲得較為理想的除塵效率。

　　1.1.3排氣管排風(fēng)管的直徑和插入深度對旋風(fēng)除塵器除塵效率影響較大。排風(fēng)管直徑必須選擇一個(gè)合適的值，排風(fēng)管直徑減小，可減小內旋流的旋轉范圍，粉塵不易從排風(fēng)管排出，有利提高除塵效率，但同時(shí)出風(fēng)口速度增加，阻力損失增大；若增大排風(fēng)管直徑，雖阻力損失可明顯減小，但由于排風(fēng)管與圓筒體管壁太近，易形成內、外旋流“短路”現象，使外旋流中部分未被清除的粉塵直接混入排風(fēng)管中排出，從而降低除塵效率。一般認為排風(fēng)管直徑為圓筒體直徑的0.5~0.6倍為宜。排風(fēng)管插入過(guò)淺，易造成進(jìn)風(fēng)口含塵氣流直接進(jìn)入排風(fēng)管，影響除塵效率；排風(fēng)管插入深，易增加氣流與管壁的摩擦面，使其阻力損失增大，同時(shí)，使排風(fēng)管與錐筒體底部距離縮短，增加灰塵二次返混排出的機會(huì )。排風(fēng)管插入深度一般以略低于進(jìn)風(fēng)口底部的位置為宜。

　　1.1.4排灰口排灰口的大小與結構對除塵效率有直接的影響。增大排灰口直徑可使除塵器高壓力下降，對提高除塵效率效率有利，但排灰口直徑太大會(huì )導致粉塵的重新?lián)P起。通常采用排灰口1.2操作工藝參數在旋風(fēng)除塵器尺寸和結構定型的情況下，其除塵效率關(guān)鍵在于運行因素的影響。

　　旋風(fēng)除塵器是利用離心力來(lái)除塵的，離心力愈大，除塵效果愈好。在圓周運動(dòng)（或曲線(xiàn)運動(dòng)）中粉塵所受到的離心力為：F=ma：F―離心力，N m―粉塵的質(zhì)量，kga―粉塵的離心加速度，m/s2. R―氣流的旋轉半徑，m.可見(jiàn)，在旋風(fēng)除塵器的結構固定（R不變）、粉塵相同（m穩定）的情況下，旋風(fēng)除塵器入口的氣流速度愈高，旋風(fēng)除塵器的離心力就愈大。

　　而旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口氣量為：A―旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面積，所以，在結構固定（R不變，A不變），粉塵相同（m穩定）的情況下，除塵器入口的氣流速度與進(jìn)口氣量成正比，而旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口氣量是由引風(fēng)機的進(jìn)風(fēng)量決定的。

　　可見(jiàn)，提高進(jìn)風(fēng)口氣流速度，可增大除塵器內氣流的切向速度，使粉塵受到的離心力增加，有利提高其除塵效率，同時(shí)，也可提高處理含塵風(fēng)量。但進(jìn)風(fēng)口氣流速度提高，徑向和軸向速度也隨之增大，紊流的影響增大。對每一種特定的粉塵旋風(fēng)除塵器都有一個(gè)臨界進(jìn)風(fēng)口氣流速度，當超過(guò)這個(gè)風(fēng)速后，紊流的影響比分離作用增加更快，使部分已分離的粉塵重新被帶走，影響除塵效果。另外，進(jìn)風(fēng)口氣流增加，除塵阻力也會(huì )急劇上升，壓損增大，電耗增加。綜合考慮旋風(fēng)除塵器的除塵效果和經(jīng)濟性，進(jìn)風(fēng)口的氣流速度控制在12~20m/s之間，＊＊不超過(guò)25m/s，般選14m/s為宜。

　　1.2.2粉塵的狀況粉塵顆粒大小是影響出口濃度的關(guān)鍵因素。處于旋風(fēng)除塵器外旋流的粉塵，在徑向同時(shí)受到兩種力的作用，一是由旋轉氣流的切向速度所產(chǎn)生的離心力，使粉塵受到向外的推移作用；另一個(gè)是由旋轉氣流的徑向速度所產(chǎn)生的向心力，使粉塵受到向內的推移作用。在內、外旋流的交界面上，如果切向速度產(chǎn)生的離心力大于徑向速度產(chǎn)生的向心力，則粉塵在慣性離心力的推動(dòng)下向外壁移動(dòng)，從而被分離出來(lái)；如果切向速度產(chǎn)生的離心力小于徑向速度產(chǎn)生的向心力，則粉塵在向心力的推動(dòng)下進(jìn)入內旋流，＊＊經(jīng)排風(fēng)管排出。

　　如果切向速度產(chǎn)生的離心力等于徑向速度產(chǎn)生的向心力，即作用在粉塵顆粒上的外力等于零，從理論上講，粉塵應在交界面環(huán)境保護上不停地旋轉。實(shí)際上由于氣流處于紊流狀態(tài)及各種隨機因素的影響，處于這種狀態(tài)的粉塵有50%的可能進(jìn)入內旋流，有50%的可能向外壁移動(dòng)，除塵效率應為50%.此時(shí)分離的臨界粉塵顆粒稱(chēng)為分割粒徑。這時(shí)，內、外旋流的交界面就象一張孔徑為分割粒徑的篩網(wǎng)，大于分割粒徑的粉塵被篩網(wǎng)截留并捕集下來(lái)，小于分割粒徑的粉塵，則通過(guò)篩網(wǎng)從排風(fēng)管中排出。旋風(fēng)除塵器捕集下來(lái)的粉塵粒徑愈小，該除塵器的除塵效率愈高。離心力的大小與粉塵顆粒有關(guān)，顆粒愈大，受到離心力愈大。當粉塵的粒徑和切向速度愈大，徑向速度和排風(fēng)管的直徑愈小時(shí)，除塵效果愈好。氣體中的灰分濃度也是影響出口濃度的關(guān)鍵因素。粉塵濃度增大時(shí)，粉塵易于凝聚，使較小的塵粒凝聚在一起而被捕集，同時(shí)，大顆粒向器壁移動(dòng)過(guò)程中也會(huì )將小顆粒挾帶至器壁或撞擊而被分離。但由于除塵器內向下高速旋轉的氣流使其頂部的壓力下降，部分氣流也會(huì )挾帶細小的塵粒沿外壁旋轉向上到達頂部后，沿排氣管外壁旋轉向下由排氣管排出，導致旋風(fēng)除塵器的除塵效率不可能為根據除塵效率計算公式：S.一出口處的粉塵的流入量，S，―進(jìn)口處的粉塵的流入量，因為旋風(fēng)除塵器的除塵效率不可能為100%，當進(jìn)口粉塵流入量增加后，除塵效率雖有提高，排氣管排出粉塵的＊＊量也會(huì )大大增加。所以，要使排放口的粉塵濃度降低，則要降低入口粉塵濃度，可采取多個(gè)旋風(fēng)除塵器串聯(lián)使用的多級除塵方式，達到減少排放的目的。

　　1.2.3運行的影響旋風(fēng)除塵器下部的嚴密性是影2009/2水泥技術(shù)響除塵效率的又一個(gè)重要因素。含塵氣體進(jìn)人旋風(fēng)除塵器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋轉運動(dòng)，這股向下旋轉的氣流到達錐體底部后，轉而向上，沿軸心向上旋轉。旋風(fēng)除塵器內的壓力分布，是軸向各斷面的壓力變化較小，徑向的壓力變化較大（主要指靜壓），這是由氣流的軸向速度和徑向速度的分布決定的。氣流在筒內作圓周運動(dòng)，外側的壓力高于內側，而在外壁附近靜壓＊＊，軸心處靜壓＊＊。即使旋風(fēng)除塵器在正壓下運動(dòng)，軸心處也為負壓，且一直延伸到排灰口處的負壓＊＊，稍不嚴密，就會(huì )產(chǎn)生較大的漏風(fēng)，已沉集下來(lái)的粉塵勢必被上升氣流帶出排氣管。所以，要使除塵效率達到設計要求，就要保證排灰口的嚴密性，并在保證排灰口的嚴密性的情況下，及時(shí)清除除塵器錐體底部的粉塵，若不能連續及時(shí)地排出，高濃度粉塵就會(huì )在底部流轉，導致錐體過(guò)度磨損。

　　2旋風(fēng)分離器結構改進(jìn)在旋風(fēng)除塵器的眾多性能指標中，壓力損失和分離效率是最為重要的參數，其癥結是消除“上灰環(huán)”。解決上灰環(huán)問(wèn)題的方法之一是通過(guò)設置灰塵隔離室，即采用旁路式旋風(fēng)除塵器，它主要是在普通旋風(fēng)除塵器的基礎上增加一個(gè)螺旋形的旁路分離室，在除塵器頂部形成的上渦旋粉塵環(huán)，從旁路分離室引至錐體部分。這樣可使導致除塵效率降低的二次流變?yōu)槟芷鸱蹓m聚集作用的上渦旋氣流，提高除塵效率。除此之外，還可通過(guò)添加導向葉片、改變氣流進(jìn)口形狀等措施來(lái)消除上灰環(huán)。為了解決邊壁處的二次揚塵問(wèn)題，可采用環(huán)縫氣墊耐磨旋風(fēng)除塵器，它是在普通旋風(fēng)除塵器內側設置環(huán)縫套圈，粉塵在旋轉氣流作用下向邊壁靠近，然后利用靠近邊壁處的下行氣流將粉塵帶入環(huán)縫，由于環(huán)縫的存在，不僅可以減少二次揚塵，而且使高速旋轉的上、下灰環(huán)消失，提高了除塵效率。但這些方法實(shí)際使用效果并不是十分理想。

　　現提出一種新的改進(jìn)方法使旋風(fēng)除塵器的分離性能得到了極大提高。改進(jìn)后的新型旋風(fēng)除塵器結構如。這種新型旋風(fēng)除塵器在結構上主要改進(jìn)如下：在旋轉的同時(shí)保證了向下的旋轉。并且下傾角確保了塵粒反彈時(shí)＊＊折射朝下。在傳統旋風(fēng)除塵器結構中，進(jìn)氣蝸底板與旋風(fēng)筒軸線(xiàn)是垂直的，由于氣流從上部切線(xiàn)方向進(jìn)入除塵器后向下旋轉，引起除塵器頂部倒空形成上渦旋氣流產(chǎn)生頂部灰環(huán)，灰環(huán)沿著(zhù)排氣管道外表面旋轉向下時(shí)，會(huì )在排氣管入口處與已凈化廢氣的上旋氣流混合，而后經(jīng)排氣管排出除塵器。

　　180.的半圈螺旋管代替了傳統型的直吹進(jìn)筒，從而進(jìn)一步保證了氣流的“下旋”。傳統型是含粉塵的氣體進(jìn)筒后才旋轉，而改進(jìn)型則是確保塵氣高速旋轉起來(lái)后才進(jìn)筒。

　　進(jìn)口螺旋道截面遞減，增大了氣流旋轉的離心力。含粉塵的氣體在螺旋道中實(shí)現1.4倍加速。提高了塵粒的慣性，降低了塵粒沉降的時(shí)間。

　　錐體長(cháng)度加長(cháng)并采用20°小錐角，增加了氣流在分離器中的停留時(shí)間，有利于小顆粒的沉降完全，且使向下旋轉的氣體平緩地轉變成折轉向上的旋轉，從而使除塵效率得以提高。

　　除塵器下設緩沖料斗，有效改善廢氣在筒體內的流動(dòng)工況，減少了灰斗的反混現象和下灰環(huán)可能產(chǎn)生的二次楊塵。

　　出風(fēng)管增長(cháng)，直到螺旋軌道的底部，防止了內側部分塵粒裹進(jìn)出風(fēng)管。

　　進(jìn)口、加速段、出口的截面積之比擴大為1：0.7：2，即出口風(fēng)速是進(jìn)口速度的一半；出口風(fēng)速是內部加速段的1/3.改進(jìn)型除塵器粒子的離心力比在傳統型除塵器中的離心力增大了1.4倍以上。而出口處，負壓對粒子的吸力比傳統型約小了1/4.因此，氣流進(jìn)筒后，塵粒因慣性大，使得稍小些的顆粒在氣流在旋風(fēng)除塵器中停留時(shí)間內也能得到分離。出風(fēng)風(fēng)速降低，也使得部分細小的顆粒能擺脫上升氣流的吸力而有機會(huì )沉降下來(lái)，從而使分離效率得以提高。

　　3結束語(yǔ)如何提高旋風(fēng)除塵器的除塵效率是當前水泥行業(yè)需要解決的一個(gè)重要課題。研究和分析影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的因素，是設計、選用、管理和維護旋風(fēng)除塵器的基礎，也是探求提高旋風(fēng)除塵器除塵效率途徑的必由之路。由于旋風(fēng)除塵器內氣流速度及粉塵微粒的運動(dòng)等都較為復雜，影響其除塵效率的因素較多，需要我們進(jìn)行全面分析，綜合考慮，尋求＊＊設計方案和運行管理方法。當前，旋風(fēng)除塵器許多理論還待研究和探討，盡管如此，旋風(fēng)除塵器仍以其結構簡(jiǎn)單、體積小、制造維修方便、除塵效率較為理想等優(yōu)點(diǎn)，成為目前水泥企業(yè)主要除塵設備之一。隨著(zhù)對旋風(fēng)除塵器認識的進(jìn)一步的深入和完善，它必將在水泥行業(yè)除塵中發(fā)揮更大的作用。