0 引言

节能减排是助力实现碳达峰、碳中和的关键支撑，减少原料的使用和电能的消耗，是促进碳中和的方式之一。目前国内企业袋收尘器的使用率占比很高，袋收尘器的优点是能稳定的控制粉尘的排放，弊端是能耗高，阻力增加会使尾排风机功率加大，增加耗电量。所以降阻就成为袋收尘器厂家设计选型的方向。怎样降低阻力及降低袋收尘器阻力后，对节能和碳排放产生的影响进行分析，供大家参考。

1 影响袋收尘器阻力的三方面

1.1 管道阻力

气体在管道中所受到的压力作用可分为静压力和动压力两种类型。当气体处在静止状态时，只受到静压力的作用。当气体处在流动状态时，将同时受到静压和动压的作用。动压主要表现为单位体积气体所具有的动能，恒为正值。在某一点上，动压和静压各代数和即为该点的全压。袋除尘器的阻力是指烟气通过除尘器时的压力损失，式(1)为除尘系统。总阻力的表达式：

由式(1)可知，袋除尘器的阻力，主要有三部分组成，其中ΔP1进出气口的管道阻力，Pa：其中ΔP2代表收尘器的本体阻力，Pa：ΔP3为滤袋滤料和粉尘层的阻力。

为了使进出气口管道的局部压力损失达到最小，采用软件建立整体三维模型做CFD模拟分析，以模拟管道真实的气流速度环境，进而分析其性能。根据袋除尘器整体速度流线图所示，在进口管道与除尘器烟道对接处，烟气偏烟道底部流动，未增加导流板导致底部出现高风速(如图1圈2所示，约34m/s)，也增大了管道的局部阻力；同时，由于烟气集中在烟道下部，导致进入袋室的气流偏向进口方向(如图1圈1所示)，导致袋区出现局部高风速，阻力增加对滤袋造成磨损。

根据原结构袋除尘器整体速度流线图，在进气口前烟箱内增加导流板后(如图2)，烟气在进口烟。箱内相对均匀分布，充分扩散，进口烟道底部最大风速降低至约18m/s，同时进入袋室的烟气基本向两侧均匀扩散。

图1 未增加导流板均布的速度流线图

图2 增加导流板均布的速度流线图

以上图可以看出，在收尘器的管道选型设计时，要尽量直角弯管的使用，如因场地或工艺影响在直角弯管处增加导流板。

1.2 本体阻力

收尘器本体(如图3)的阻力即从进气口到出气口压力损失(不含滤袋阻力)。从近些年的改造实际运行情况来看，原有袋收尘器为在线检修而设置的进气阀门是完全没有必要的配置，在生产运行中会出现堵灰的情况，去掉进气阀门不但能解决堵灰的问题，而且能减少阻力。采用高箱结构有利于漏风率的减少也有利于阻力的降低。因此在本体设计时尽量减少直角管道和阀门的使用，保证气流的顺畅。

图3 收尘器本体

1.3 滤袋阻力

滤袋部分的选择，应选择透气性好的材质，在保证排放的情况下，阻力越低越好。设计选型时净过滤风速尽量在0.75m/min。低的过滤风速对粉尘的排放和降低阻力也是一个很关键的数据，但不是越低越好，当达到一定的过滤风速后，加大投资而阻力却降低很小，出现不经济的情况。

02 阻力降低后对能耗和碳排放的影响

以5000t/d熟料生产线窑尾风机为例，袋收尘器阻力优化以后每降低100Pa对能耗及碳排放的影响。依据表1中风机参数的性能曲线，我们按比例关系粗略计算，100Pa所需要的轴功率26.7kW，电机1.15的功率储备系数，机械效率为0.95，所需电机功率32kW。该设备按300天运行，32×24×300=230400kW，工业用电平均0.5元W。1度电=0.123kg标准煤=0.785kg二氧化碳。

表1 高效节能风机参数

表2 各项数据表

03 结语

从收尘器降低阻力分析，可以看出能耗的节约和碳排放的减少，在实际运行中目前水泥熟料生产线窑尾的阻力很大一部分在1200Pa左右运行，经过升级后阻力降低到800Pa以下，仅此一项可每年为企业节约电耗921600kWh，间接减少二氧化碳排放720t。因此在碳中和的大背景下，低阻高效袋收尘器是未来发展的最佳选择。

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作者：祖坤坤，陶东义

单位：河南中材环保有限公司

来源：水泥工程2023年第2期