除塵系統(tǒng)管網(wǎng)阻力平衡方法

在設(shè)計的除塵系統(tǒng)中，當將若千個塵源點連接起來并組成一個除塵系統(tǒng)時，必然有三通管，這時必須考慮在三通管處兩個支管的阻力平衡問題，兩支管之間阻力差不應(yīng)大于10%。如不平衡，對于阻力較大的支管，應(yīng)通過加大管徑來減小阻力，使兩支路阻力平衡。

1.管網(wǎng)平衡方法

除塵系統(tǒng)的管網(wǎng)設(shè)計，目前廣泛采用的是靜態(tài)阻力平衡法，即根據(jù)假定流速得到初步的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，計算所有管段的阻力損失，再對每個并聯(lián)節(jié)點進行阻力平衡計算，如果不平衡率小于10%，則認為達到設(shè)計要求。用這種方法獲得的管網(wǎng)系統(tǒng)，實際的不平衡與理論計算相差較大，部分抽風點不能達到除塵要求。采用動態(tài)平衡法對管網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整，系統(tǒng)的阻力平衡計算又快又好，在保證除塵效果的同時，還能大大地提高工作效率。

已知各抽風點設(shè)計風量的條件下，管網(wǎng)大致走向已經(jīng)確定，要求設(shè)計管道直徑并確定閥門開度。而校核計算是對現(xiàn)有除塵系統(tǒng)的運行狀況進行分析。對一個運行工況不良的除塵系統(tǒng)，通過校核計算和分析，找出不利因素，提出改進或調(diào)整原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，使其達到預(yù)期的運行效果。

對并聯(lián)管路進行阻力平衡。一般的通風系統(tǒng)要求兩支管的阻力差不超過15%，除塵系統(tǒng)要求兩支管的阻力差不超過10%，以保證各支管的風量達到設(shè)計要求。當并聯(lián)支管的阻力差超過上述規(guī)定時，可用下述方法進行阻力平衡。

（1）調(diào)整支管管徑 這種方法是通過改變管徑，即改變支管的阻力，達到阻力平衡的。調(diào)整后的管徑按下式計算：

D'=D(△p/△p'）0.225 (m)

式中，D'為調(diào)整后的管徑，m；D為原設(shè)計的管徑，m；△為原設(shè)計的支管阻力，Pa；△p'為為了阻力平衡，要求達到的支管阻力，Pa。應(yīng)當指出，采用本方法時不宜改變?nèi)ㄖЧ艿墓軓剑稍谌ㄖЧ苌显鲈O(shè)一節(jié)漸擴（縮）管，以免引起三通支管和直管局部阻力的變化。

（2）增大排風量 當兩支管的阻力相差不大時（例如在20%以內(nèi)），可以不改變管徑，將阻力小的那段支管的流量適當增大，以達到阻力平衡。增大的排風量按下式計算：

Q'=Q（Ap'/△p）0.5 (mβ/h)

式中，Q’為調(diào)整后的排風量，m/h；Q為原設(shè)計的排風量，m/h；A為原設(shè)計的支管阻力，Pa；Ap'為為了阻力平衡，要求達到的支管阻力，Pa。

（3）增加支管阻力 閥門調(diào)節(jié)是最常用的一種增加局部阻力的方法，它是通過改變閥門的開度，來調(diào)節(jié)管道阻力的。應(yīng)當指出，這種方法雖然簡單易行，不需嚴格計算，但是改變某一支管上的閥門開度，會影響整個系統(tǒng)的壓力分布。要經(jīng)過反復(fù)調(diào)節(jié)，才能使各支管的風量分配達到設(shè)計要求。對于除塵系統(tǒng)還要防止在閥門附近積塵，引起管道堵塞。

管網(wǎng)平衡步驟如下：根據(jù)已知的設(shè)計參數(shù)獲得初步的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上求解系統(tǒng)的風量分配；然后，軟件將對獲得的風量分配進行分析比較（實際風量與設(shè)計風量的偏差是否超過士10%)，判斷系統(tǒng)是否平衡。如果系統(tǒng)不平衡，則通過調(diào)整管網(wǎng)結(jié)構(gòu)重新計算風量分配。如此反復(fù)，求得平衡的除塵管網(wǎng)。

2.除塵管網(wǎng)平衡實例

（1）除塵系統(tǒng)概述 該除塵系統(tǒng)共有20個除塵點，設(shè)計采用負壓除塵設(shè)備系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要組成部分有：風機1臺，布袋除塵器1臺，消聲器1臺及除塵風管等，管網(wǎng)中共有42根管段，20個抽風點，除塵系統(tǒng)流程為：塵源一抽風管網(wǎng)→除塵器→風機→消聲器一排放煙肉。

系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)為：系統(tǒng)總風量122400m/h；設(shè)備阻力，袋式除塵器1500Pa，消聲器100Pa；系統(tǒng)漏風率，管網(wǎng)10%，負壓設(shè)備5%。根據(jù)軟件要求，需繪制該系統(tǒng)的水力計算草圖，并進行管段編號。將整理好的管網(wǎng)參數(shù)輸入到程序中，假定各管段初始流速，計

（2）除塵系統(tǒng)能耗計算

算后得到初步的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)；根據(jù)這個初步的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，求解各管段的實際風量分配，結(jié)果。為便于觀察比較，這里只將風量偏差， 超過士10%的管段數(shù)據(jù)列表。

這個風量分配情況是根據(jù)假定流速法確定的，在沒有采取改進措施前，管網(wǎng)阻力平衡性較差，必然導致風量分配不合理。處于各子網(wǎng)末端的管段1~3、22、24、27～29，其風量偏差率均普遍偏大（超過一10%），這些點的除塵效果較差，且流速較低，容易造成管道積灰。考慮系統(tǒng)管網(wǎng)和負壓設(shè)備的漏風率，系統(tǒng)最初的總風量為141372m/h，系統(tǒng)壓力損失為3380Pa。

根據(jù)風機電機功率計算方法求得改除塵風機功率約為194.7kW。采用前述兩種方法改進系統(tǒng)后的風機電耗情況如下。

①增大系統(tǒng)總風量。根據(jù)表9-6中的數(shù)據(jù)，管段28的風量負偏差。為使管道28的風量偏差率達到士10%內(nèi)，經(jīng)反復(fù)模擬，系統(tǒng)總風量需增大11.3%左右，即增大后的總風量為160000m3/h。是增大系統(tǒng)總風量后得出的風量分配情況。很明顯，所有風量偏差為負的管段均達到了既定的風量要求，除塵效果較好；但是，風量偏大的管段不僅數(shù)量增多（A>10%的管段有23個，未全部列出），而且偏差率更大，的為管段19，達到58.52%。正如前所述，這部分管段可能抽走有用物料，流速變大而導致管道磨損加劇。風量加大后系統(tǒng)壓力損失相應(yīng)增大為4456Pa，功率增大為290kW，相比于原來的系統(tǒng)增大了近50%。

②調(diào)整管網(wǎng)平衡特性。采用除塵管網(wǎng)平衡計算軟件對該系統(tǒng)進行動態(tài)模擬。除塵管網(wǎng)部分管段管徑做了調(diào)整，且有8處管道的閥門有節(jié)流要求。平衡性能更好的管網(wǎng)，其絕大部分的管道風量都達到設(shè)計要求，僅有少許管道風量稍微偏大或偏小。其中，管道6的△為14.94%，管道23和24的約一10%，其余管道風量偏差率均在一10%～十10%范圍內(nèi)，這在工程上是可以接受的。系統(tǒng)的總風量仍為141372m3/h，系統(tǒng)阻力由于部分管段管徑變化或調(diào)整閥門開度而有所增大，總的阻力為4052Pa，電機所需功率約為233kW，比采用增大系統(tǒng)總風量的方式節(jié)