除尘器

热喷涂行业的除尘器应用改善

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2017-11-27 13:14:35

热喷涂是在广泛的制造应用中涂覆涂层的有效方法。新的用途正在不断探索,现有的应用程序往往被细化,急需寻求更有效的涂料解决方案。大多数热喷涂操作需要某种通风来从热喷涂区域排出多余的化合物。即使精心设计的热喷涂工艺,实际上落在目标上的喷涂材料的量方面往往是低效的,有50%的喷涂效率已经是很好的了。

一个进步的领域是试图用更具成本效益的线弧系统复制更复杂(更昂贵)的等离子和HVOF工艺涂层。电弧过程产生非常细且通常重量轻的微粒,其可能难以从废气流中适当地移除。现在就有经过充分验证的可用于处理热喷粉尘的除尘系统。不幸的是,这些系统中的绝大多数都是在相对粗略的气流管理控制下运行的。本文重点介绍通过使用智能技术进行热喷涂排气,并实现的运营和喷涂成本节省。

正确的系统设计

较大的热喷涂操作通常发生在实际喷涂的封闭空间。热喷涂将未使用的喷雾化合物喷香需要喷涂的目标,同时吸入新鲜空气。根据目标的设计和被喷涂的目标的形状,可以确定最佳的空气量从而控制有害颗粒。例如,目标外壳可能需要每分钟1万立方英尺(cfm)的粉尘控制。更多的将是浪费,更少是不够的。

从这个起点,可以设计一个合适的除尘系统。这通常包括输送灰尘的管道,从空气中去除灰尘的过滤器,以及提供能量以产生气流的风扇。10000 cfm系统的排气扇可能需要30-40马力。气流要求通常是固定的,除非重新设计外壳,否则不应改变。普遍认为3500-4000fpm的速度对于在圆形管道1中运输灰尘是最佳的。更慢地移动空气将使灰尘微粒掉出并沉淀在管道底部,从而造成火灾危险并可能堵塞管道。更快地移动空气会浪费风扇能量,并在风管上造成不必要的磨损。就我们的例子而言,以每分钟3500-4000英尺的速度移动10,000立方英尺/分钟需要选择直径为22英寸的圆形风管,横截面积为2.6398平方英尺,这种风管产生3788英尺每分钟的风度。

热喷涂除尘器风量

(上管)当空气速度大于每分钟3500英尺,粉尘颗粒悬浮。

(下管)当风速小于每分钟3500英尺时,灰尘颗粒会积聚起来。

 

风扇和静压

工业通风风扇产生吸入空气并在系统冲产生部分真空。这个部分真空被称为静压,通常以“英寸水位计”来衡量。系统设计者使用各种数学模型来估计实现所需气流所需的静压。系统中影响所需静压的因素包括除其他项目: 

  1. 热喷涂外壳的尺寸和几何形状 

  2. 管道中肘部(或弯道)的数量和半径

  3. 系统中管道的总长度 

  4. 使用的管道的直径和空气的速度 

  5. 除尘器的选择 

  6. 后置过滤器(如HEPA过滤器或排气消音器)

这些因素中的许多在操作系统的过程中是固定的。除尘器和HEPA过滤器是通常可换。随着灰尘积聚在过滤器上,使压降或过滤器上的阻力增加。系统需要额外的静压才能克服过滤器表面积聚的灰尘。

通常选择风扇来确保在过滤器的整个使用寿命期间具有足够的气流,使过滤器达到其使用寿命结束时有足够的静压来保持气流。接近其使用寿命的过滤器将呈现比新过滤器更高的压降。为延长其使用寿命,热喷雾除尘器中的过滤器设计为在系统运行时在线清洗。反复积灰,随后是除尘器的自洁循环,这样造成系统静压有微小波动。如果没有解决这个问题,则系统的气流减少,同时伴随着管道中或热喷涂室内的灰尘沉降问题。

通过热喷涂外壳的过量气流可以通过将喷涂材料从目标部件上吹走而影响涂层质量。为了避免这些潜在的问题,必须控制风量。用于控制风扇的最常见的装置是风门,其在风扇上产生人造负载以将其“拨回”到期望的气流。为了保持气流,必须根据需要打开或关闭阻尼器,以保持管道中所需的速度。要做到这一点,就要求不断地达到规定的通过系统的气流,如果是手动完成的话,就需要有资质的人员持续的监督。这将是昂贵的和困难的,这就解释了为什么大多数热喷涂操作选择关于风扇控制的“一劳永逸”的心态。

变频驱动和气流控制系统

变频器(VFD)是控制风扇和保持系统恒定气流的更好方法。VFD根据调整赫兹频率以特定的转速运转风扇马达。鉴于北美的正常三相电源通常运行在60Hz的频率上,VFD允许操作者选择特定的频率来减慢或加速风扇的转速。在理想的系统中,只有当超过过滤器的静压负载需要时,系统才会全速运行。其余时间,风扇将以较低的速度运行。这种操作方法可以节约成本。

有数学模型可以帮助证明这一点,使用一些简单的假设和一些系统变量。一般来说,VFD和气流控制系统的升级可以在不到两年的时间内完成,更重要的是,除尘系统将以适当的速度运行。这可以节省系统上的磨损,尤其是热喷涂所需的高端表面加装的过滤器。任何升级到VFD和气流控制系统的决定都应包括以下节约因素: 

  1. 过滤成本 

  2. 劳动力成本 

  3. 处置成本 

  4. 库存成本 

  5. 运输成本(运送新过滤器和拆解旧过滤器) 

  6. 质量控制 

  7. 系统的运行稳定性和系统中气流的适当维护

热喷涂除尘器

控制VFD

一旦决定使用VFD,下一步就是确定提供连续输送风量的方法。目标是保持所需的气流而不产生系统静压的波动。通过使用安装在风道系统中的气流测量装置,控制器可以调节风扇速度来校正变化。这些仪器需要安装在清洁空气后的环境中,因此通常安装在空气过滤后的风管中。这可以是风扇出口上的风道,其长度需要提供通过系统的总气流的平稳可靠的指示。

另一种方法是测量系统的静态压力,而不是空气进入除尘器之前管道系统某一点的实际气流。在规定的气流下,只要系统没有改变,所需的静态量就是应该保持不变的因素的函数。过滤器会变脏,然后被冲刷干净,但是如果系统在规定的气流下运行,则在除尘器入口处所需的静压将保持不变。控制器是在粉尘收集系统中有效控制VFD的最简单方法。当过滤器形成阻力时,风扇输送的气流会下降。气流的这种减少在收集器前面的管道中产生较低的静态要求,所以控制器会命令VFD增加功率来保持静态。相反,由于滤波器脉冲清洁,系统电阻下降,VFD将降低功率以保持相同的静态电平。其结果是顺畅的气流与相关的好处和节省。

注意事项

有些情况下使用VFD和气流控制系统的好处是有限的。当单个除尘器(和单个风扇)用于在多个热喷涂单元系统中间歇地处理一个或两个喷涂单元时,要有效地利用风扇的可变功率,没有简单的方法。这是风管系统的限制 - 不是VFD的限制。

结论

热喷涂技术正在不断发展,新的方法通常会为排气系统等相关部件带来更大的挑战。另外,子组件的进步可以帮助优化整体热喷涂操作,实际上每个热喷涂除尘系统都可以使用变频驱动。精确的气流控制变得越来越重要,节能就是一个好处。

有关更多热喷涂行业的除尘信息,请联系我们的工程师13322814846。