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其实除尘用啧嘴也是有区别的,你选对了吗?

信息来源:   时间:2018-03-28 16:06:19 

湿式除尘所选用的喷嘴对除尘设备的性能和运行有直接影响,所以合理选择喷嘴的形 式,充分掌握和发挥喷嘴性能,对除尘器运行具有重要意义。

一、喷嘴的分类和特性

1.喷嘴的分类

喷嘴是湿式除尘设备的附属构件之一,对烟气冷却、净化设备性能影响很大,根据喷嘴 的结构形式不同,一般可分为喷洒型喷头、喷溅型喷嘴和螺旋型喷嘴等。根据喷雾特点不 同,叉可分为粗喷、中喷及细喷三类。常用喷嘴型式分类见表6,4.2S 2*喷嘴的基本特性

下面以除尘器中用得较多的蜗旋喷嘴和孔口喷嘴为代表,先容喷嘴的基本特性和影响其

特性的主要因素。O)喷嘴外观和喷射角简单子L口喷嘴和蜗旋式喷嘴产生的均为圆锥形喷雾流。最外层 是悬浮在周围空气中的细小雾滴,里面是主喷雾流。雾滴随着喷射压力增加而增多。简单孔 口喷嘴的喷雾流截面是个圆,蜗旋^^喷嘴的喷雾流截面是个圆环,环内外都是空气。

孔口喷嘴雾滴从喷嘴喷出,径苘分速就把射流扩宽而形成圆锥形。其顶角,亦即喷射 角,视轴向和径向速度的相对值而定,通常为5°?15°,螺旋式视径向和切向分速度的相对 值而定,很少小于在极端情况下,接近180°。

鉍)喷雾的分散性分散性指喷出的液滴散开的程度。用圆锥形喷雾流中液体体积与圆 锥体积之比来表示。但这种方法只和圆锥角有关,而不能看出在整个圆锥中都很好分散的喷 雾流和聚集在圆锥表面的喷雾流之间的差别。一般地说,所有可以增加喷射角的因素也有改 善液滴在周围介质中分散程度的作用。

1)流量系数喷嘴的轴向喷射速度,可以根据孔口人口处和出口处的風力差和液 体密度p以及喷嘴的流量系数C来计算:

^ l2gAp

/ (6—73)

II pi

设Qi为液体体积,A为孔口面积,?为时间,则:

Qi=Av^^AtC .74)

% PI

由此

Qi

——, C腸

A,

V pi

不同的喷嘴,在不同的流动状况下c值是不同的,可通过实验来决定。一般,简单孔

p喷嘴的c值是a i—^ms蜗旋式喷嘴则低得多,只有o. 2?o. 6。

C4)液滴粒度和粒度分布实际的喷雾流是由很多粒径与粒数不同的粒群组成的。特别 是由液体压'A和空气流产生的喷雾流,液滴粒度变化相当大。最大液滴可能是最小液滴粒度 的:5Q,倍甚至1勝俏。

关于喷雾流的细度特性*可以用一种有代表性的粒径和粒径分布来表示。作为代表性粒径 的,有最大频数径、中位径(或50%径)以及各种平均粒径,如几何平均径等。平均粒径^ 般是喷嘴的代表尺寸、喷射速度、液体和气体的密度、黏度系数以及表面张力等的函数。

C?)喷射压力对喷雾特性的影响

0压力越高则液滴的平均粒径越小;

@喷射速度是随压力的增加而提高的,因而贯穿性也会随之加大.佴是,增加喷射速 度,液滴的粒度要减小,这又会使贯穿性能减弱,这两种相反的影响是否互相抵消,要看喷 雾的具体情况而定;

?如果压力巳经达到使圆锥形喷雾流发展完全的程度,再增加压力对圆锥角的影响是 不大的P

()空气性质对喷雾特性的影响增加空气密度将使喷射速度降低,贯穿性也随之减 弱,.并使液滴粒度减小,喷雾流的分散程度增加。

增加空气黏度对喷射速度和贯穿性的影响与密度的影响相似,不过,只有在空气是半紊 流或层流的情况下影响才大。.

3*喷嘴特性试验

湿式除尘器配置了各种不苘功能的供水喷嘴。供水喷嘴的特性,直接影响除尘效率、排 烟温度、烟气带水程度、烟气阻力、单位水耗和除尘器的运行安全可靠性。

(1)衡量喷嘴特性的指标不同功能的喷嘴具有不同的喷嘴特性。不同特性的喷嘴有各 自衡量指标a

?喷淋喷嘴用于洗涤带有格栅和斜棒栅除尘器。衡量其特性的主要指标有流量系数、 喷射角、喷水密度、喷水均匀性9

②雾化喷嘴用子文氏管湿式除尘器的文丘里喉管前,衡量其特性的主要指标有流量 系数、喷射角、雾化水滴直径、喷水均匀性。

③环形喷嘴用于形成捕滴器内壁水膜。衡量其特性的主要指标流量系数、防堵性能。

④溢流式喷嘴其功能与环形喷嘴一样供形成水膜。用于湿式除尘器进口烟道底壁防止积 灰,也用于斜棒式除尘器的斜栅顶部,以保证斜棒栅上有完整的水膜。其特性指标同环形喷嘴。

m喷嘴特性的测定方法

①压力-流量特性在供水管路尽量靠近喷嘴的平直段安装水压表和流量表B用阀门调 节水压,待稳定后测出相应水压下的流量并整理成式(6-76);

G=CF^y

式中,c:为喷嘴流量系数4 为流量,m3/w F为喷嘴出水口的面积,Bth夕为喷嘴 前水Pa; P为液体密度,kg/m3 ?

流量表应安装在水压表的上游侧。如果没有流量表,可以用容积法或称量法测定水流量

(f

一般都要求流量系数C大一些,表示喷嘴的阻力小。

參喷射角、喷水密度、喷水均匀性的测定在相互垂直的十字形支架的两条直径上> 均句地布置带刻度时小容器,每个小容器进口面积相等。喷嘴出水口轴线正对十字架中in 取样前将喷嘴出水口用挡板与盛水小容器隔离(保证喷水不溅入小容器内),并转水门,调 节阀门*待喷嘴水压稳定在所需的试验水压后,迅速移开隔离挡板,计时取样一定时间后. 迅即恢复隔离挡板.关闭阀门*记录每个小容器的水量(如容器没有刻度,爾应称量每个小

容器的水量),即可计算出喷嘴的喷射角、喷水密度、画出水量分布曲线和确定喷水均匀性。

喷嘴的喷射角可以用喷水密度最大处的范围进行计算,以^2表示#它是对和M两部 &之和。

ai ~a tan if-ff I

式'中,H为十字架上盛水水容器开口截面至喷嘴出水口的垂直距离,m; i?i,尺2为最 大喷水密度处的喷水半径,m。

一般应与i?2相等,但喷嘴结构不合理或加工粗糙等原因会造成喷嘴不对称,造成

R-.与只2不相等。

有的资料先容的喷射角指喷嘴喷射出水锥的外缘包容角,即i?2取喷水水锥的外缘 奉B:由于计算方法的差异,在说明喷嘴喷射角时,应注明“水锥外缘喷射角”以示区别。

喷水密度指单位面积上的水流量,用/^沖3#:!!!2 ? h):]表示:

式屮,幻为盛水小容器的水量,mVh; a为盛水小容器接水面积,m2。

喷嘴的喷水均匀性可麻用相对均方根值表示,也苛以用喷水密度的最小值与最大值的比

鼴表示),tmax

③雾化水滴直径的测定测定雾化水滴直径的试验和测定方法比较复杂。测量喷射角、 喷水密度、喷水均勻性的简易装置是,在喷水密度最大处放一个玻璃培养皿,皿中倒入3? 4Tnrn厚的蓖麻油层,用测量喷射角同样的方法测量,但启闭隔离挡板的动作应瞬息间完成。

水滴在蓖麻油中呈球状,迅速将培养皿移至暗室中,皿下置印相纸,在平行光源下曝光留 影:像片中的阴影就是水滴的形状,也可以按需要的比例放大。试验时注意从取样到曝光留 影S迅速完成,而且不能晃动,否,则水滴聚集成片。此外可以用全息摄影等方法直接测得雾 fe情况,

二、喷洒型喷头

喷洒型喷头见图6-94,其外壳钻很多小孔,或直接用管子压扁,靠水压从小孔中喷射 fc;来。这类喷头制造简单,但喷出的水滴不细,水滴分布不均匀4

莲蓬头为应用最普遍的一种喷洒装置,(<:)弹头形莲蓬头喷洒能力按式(6-81)计算:

式中,Q为莲蓬头喷洒能力,m3

;vw为小孔中液体流速m/s。 莲蓬头的孔数按式(6-82)计算:

= ^/ww (6-81)

i为流速系数,取0.82?0.85; /为小孔总面积,

Q(6-82)KPz-POIO1

0X0. 785d2o 式中,《为莲蓬头的孔数;Q为喷淋量,

:z/s5 f为流量系数,取0.6?0.8,开孔率 小时可取0. 6,开孔率大时则接近于大值;d0为孔径,m; pi、为液体人塔前的压力及 塔的压力,kPa, /)2-/)i=10^-100kPai ~ 为液体密度,kg/m3。

三、喷溅型喷嘴

喷溅型喷嘴的喷口头部设置一反射盘(或射盘、反射锥),中间留有一定的距离,水经 撞击成碎滴。这种喷嘴特点是结构比较简单,水阻力损失较小,要求供水压力低,但水滴较

?...嘢I:柱短而宽。适用于喷淋黏度大的液体或悬浮液。喷溅型喷嘴见圈6-9:5,喷溅型喷

奪穿々 

四、螺旋型喷嘴

函6-M渐开线型喷嘴是螺旋喷嘴的一种,其主要部分为一按阿基米德曲线制造的蜗壳。 -迕人蜗壳后,由直缇运动变为旋转运动。随着旋转半径的减小,旋转速度逐渐加快,到达a.fcss渐幵钱型_喷嘴喷口后呈旋转状态离开喷嘴。它的出水口直径较大,不易堵塞,应用循环水较可靠。喷射角 一般在60°?70°左右,喷出的水滴粒径大部分在500pm以下。这种喷嘴构造简单,但要求 加工精确,否则喷嘴会产生“偏心”现象,使喷出的水在整个喷洒面上分布得不均勻,尤其 是采用有锥台结构,而锥台与喷口不同心时更易产生偏心现象。

①根据要求的喷水量(喷水量最小约0.1?0.3m3/h,最大可达20m3/h)和使用的压 力C一般约0, 1?(X 2MPa),可按下式计算出水口面积_F (m2),然后再求出水口直径卜》

0!=2><1057^ (6-83)

式中,Qi为喷水量,mVh; 为进水压力,MPa。

②幻孔的高度?越大,则水在孔中旋转得越多,整个圆周上水的速度分布也越均勻, 但t过大会增加阻力。一般?取2mm左右。

③为避免妨碍水的分散,在出水口 <h孔上加一出水口令4孔。h与&之间做成锥体, 以斜壁与中心线的夹角不小于45°为准。

④鈐与&孔之间是锥体,作用在于使水流旋转直径逐渐减小,且避免阻力过大或产 生湍流。一般按孔圆面积为.1孔圆面积的2. S倍左右决定其jn (锥体全倾斜角约60°)。

⑤确定蜗壳尺寸:a.喉口按/处截面积为&孔面积的2倍,即由此决定 /; b.以出水口幻圆心为四方块的中心,四方块每边长度w=//4,根据以下关系画出阿 基米德曲线:

'尺3=及0十 j/.,R4 =i?o + *g-/, i?5+了/,i?o=i?o+. j/,Re =Ro +

⑥i8决定应保证水流稳定,阻力小,一般在10°?16°间选取,效果较好。a =

⑦进水管直径彡2 —般接进水管截面积为/处截面积的1. 3?2倍决定。

⑧进水口中心线与喷口中心线之间的距离C, 一般取1.2&fw

⑨其他尺寸见表6-45。

⑩螺旋型喷嘴的压力-流量曲线见图6-97。

过去用的螺旋型喷嘴都是单螺旋形,还有一种是多螺旋形喷嘴。

多螺旋型喷嘴为一种新型系列防堵塞喷嘴,该喷嘴的喷雾区域是由一系列一个或几个连 续的同心圆空心锥环组合而成,其喷射形状为空心锥形和实心锥形两类。该喷嘴独特的设计 结构,可使较小流量的喷嘴出口尺寸达到比一般喷嘴大数倍的液体流通截面,由于没有内芯 结构,因此使喷嘴的通道更加畅通,最大限度地减少阻塞现象。而且该喷嘴的液体喷射效率 高,因此在同等喷射条件下,水泵的压力可以更低,起到节能增效的效果。

该喷嘴主要应用于湿式除尘器、气体冷却、蒸发冷却、空气加湿、冷却降温等设备中. 同时也是炼钢转炉烟道除尘降温的喷嘴。该喷嘴多变的连接形式、多变的整体结构也为使用水量/(m3/h)齷洪了选择空间。这种喷嘴的外形见图6-98。 LZ1型喷嘴的喷雾区域为一个三层的同心圆环组合而成,这种紧凑的喷嘴可使液体在给 定巳寸的设备内达到最大流量,三层喷射可以使喷射效果更佳,

五、碗形喷嘴

碗形喷嘴是一种螺旋型喷嘴。其构造是在一碗形外壳里面有一个带旋转沟槽的芯子。水

通过沟槽后在蜗室内旋转,水接近缩口时旋转力逐渐增加,使水离开喷口时形成中空的锥状 水伞,与空气冲撞后分散成水滴。该喷嘴的特点是水的屏蔽力强,边界丰满度高,喷出的水 流对周围的气体影响剧烈,因而易与气体混合,雾化的水滴可以达到较细的程度。

碗形喷嘴的特点是喷射角较大,约为70°?80°9要求水压不高,一般为?0. 3MPa。 喷出水滴粒径大部分在500Mm以下。缺点是体积较大,

质量重。有些文氏管除尘器内部轴向喷水多使用这种喷 嘴。其设计方法如下》

C1)图6-9.9?图6-101中各截面的流速

①进水 口 流速 Tii, =0. Om/s;

②蜗室与喷嘴外壳之间环形空间的流速?

③蜗室入口流速■yf=_3?6m/s;

④出水口轴向流速m = 3?12m/s,压.力为 a* ISMPa 时可取 6?.8nj./$。

C2)喷嘴各部分尺寸 D。的截面积与出水口面积 之比为4?5; Db的截面积与进水口面积之比为4?5; 蜗室人口断面积与出水口面积之比为1.5左右;Db的 截面积与出水口面积之比为45左右。

(1)(b)

(3)计算示例已知条件为水压&. 15MPa,喷水量,

①取出水口轴向流速为7. 67m/s,则出水口面积为:

1VA 10?

:134(i

IMtf X f. 67 出水口直径为:

DM=13(mm)

②取蜗室人口流速为4. 3m/s,则蜗室切向人口纵断面积为:

S 7 K106

)

灣纖度潇4mm;.,高度燦10mm,細人口蓼为239/(4X =6.个。 象D内径Dc的截面积As的计淳:

_中.K为常魏|当喷__75°时,■ 0.785姜当喷射角为70°时是0. 95,当喷毅# 为ftr是0. 65。于是:

A'j ‘? 3 92

、?勝 ^r890(r聊”

Be = 29. 取30iffin 馨取F.k为0. 3m/S,g该歷爾^面祖Jj:

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⑤喷宇径jii

MM= jl(ZRi*i ? — d s]?#,fl?[(2Rl f J?l. UR j -mm

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#曝喷:__?尺士、技术性能务_凰商§-90?阁g-lM職表#1*7?表649*

M fcp #3?8mm___i.M寸 暴位:SKHf3?SOmjn在实跋上扇?关釁#?能数据示于表6-50中,其压力-靈量齒线mum :碗■瞭嘴|接_术性能0 lin=0. 0254m。0.7 0.9水量/(m3/li)03?30mm碗形喷嘴的压力-流量曲碗形喷嘴的优点是在较低水压下,喷出的水滴直径比较细,大部分在0.5mm以下,喷 射角较大,适合安装于内喷的空心洗涤塔中。喷嘴外壳可车制、压制或浇铸,少量加工的■ 车制,外壳为锥形,可采用铸造。

用于高温气体冷却时,外壳与喷口不应选用同一材料,以防丝扣不易拆开。当用浊循琢 水时喷口的材质应做调质处理(如淬火或嵌耐磨材料),或喷嘴盖全部用耐磨材料。

六、漩流型喷嘴

漩流型喷嘴是一种喷雾型喷嘴,有两种类型,即#25mm漩流型喷嘴和#15mniu 多20mm漩流型喷嘴,

1.伞25mm漩流型喷嘴

漩流型喷嘴由喷嘴壳、漩流芯子和连接件三部分组成,喷嘴接管直径为 多25mm。水从轴向接人,经渐缩管,进人漩流芯的槽子?漩流芯具有5条成28°螺旋角的旋 槽,尺寸为3.5mmX3. 5mm。水成旋转运动通过旋芯到达漩流室,旋转速度逐渐加快离开 f8.5thm喷口,形成空锥状水伞,水在离心力作用下,思碎成细滴。喷射角约80°?90°,其 有效射程600?70ftmm。由于旋槽尺寸小,不适应浊循环水*喷嘴进口前应加水过滤装置。 漩流型喷嘴的压力-流量关系可按式<6-S4)计算,喷水系数A = 0.34。漩流型喷嘴外 ?_性能曲线见菌em1 一连.接件;2.—枰修| 4—喷嘴壳;5—垫.片

W=A -M (6-84)

A=FC ?i?8Sl

式中*砑为流体流量,mA/b A为一个喷嘴的喷水系数;F为喷嘴的喷口面积,m2; C为流量系数。

2.伞lSmm、伞20mm漩流型喷嘴

务5mm、★ZOnun漩流型喷嘴结构比较轻巧,它由漩流芯、喷嘴外壳组成,其接口管口 径分别为015mm和$20mm,喷口直径为$6mm。

水从轴向引入,压入漩流芯,然后分成两部分:一部分水流过旋槽改为旋转运动;另一 部分水直接通过漩流芯的中心小?L (纟3mm),小孔下半段成60°扩角。两股水流进入喷口的 渐缩段,以旋转运动的水在渐缩段流速逐渐加快,以直线运动的水流过中心小孔后,与旋转 水流撞击起到预雾化的作用,两股水搅在一起离开喷口形成锥伞状,在离心力作用下分散成 细液滴。它与单漩蜗型喷嘴相同,锥状水伞是实心的,其喷射角比较大,大约在8矿?90° 之间。

9ilS?m, 620mm漩流型喷嘴的外形分别见图6-105、图6-106。ftQmm漩流 型喷嘴的压力-流量关系。喷水系数A,对5415mm喷嘴,A t(l 436;对 9520mm 喷嘴,A = 0.36。

由于?515mm喷嘴的旋槽为6道,旋角45°,而^^Omm喷嘴的旋槽为4道,旋角30°, 为此,#15mm喷嘴的A值大,在相同压力下,#15mm喷嘴喷水量比020mm喷嘴太。

3.Spiraljet 喷嘴

美国喷雾系统企业(SPYaying Systems Co.)的Spiraijet喷雾喷嘴,近年来开始浦人中 国环保市场,初步呈现其强劲的竞争力。

m | _c程技术手?

1~喷_; l旋髖芯;3十_

气:体洗儼、羧輝*除急勒燦气靠纖工 程,推荐盧HJ Spy*?lj tft嘹■容嘹嘴,具有绐 构紧凑1 一体化、大流速和实心锥藤的雾 化籽性*喷流角度为? '?170 ;按其连鐘 貧戴分1/螺■爾和H 1 ^主絮—品 为HHSJ型和〖IFSJ型^技术特性见

表喷嘴K寸见聚fS2#

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