旋风除尘器的结构参数

4．1 旋风器的结构参数
旋风器结构尺寸一般以筒体直径D1（m）为定性尺寸给出各部位的无因次比值，旋风器在筒体直径D1确定之后，可以按照无因次结构比值K D2、K D3、K D4、K H1、K H2、K H、K a、K b、K S确定其他部位尺寸，参见图1。

即：
K D2=D2/ D1 K D2=D3/ D1 K D4=D4/ D1 K D2=D2/ D1 K H1= H1/ D1 K H2= H2/ D1
K a=a/ D1 K b= b/ D1 K S= s/ D1 K H= H/ D1 = K H1+ K H2- K S
其中D1筒体直径、D2芯管进口直径、D3芯管出口直径、D4锥体下部直径（排灰口直径），m；H芯管进口截面到锥体排灰口的距离（或称分离区高度）、H1筒体高度、H2锥体高度，m；a进口宽度、b进口高度、s芯管插入深度，m。

表1中列出了部分旋风器的结
构参数[1-4]。

常见旋风器的结构尺寸表1
型号K D2K D3K D4K H1K H2K a K b K S Ducon-SDC 0.55 0.55 0.24 0.90 1.52 0.225 0.434 1.33 Ducon-SDM 0.535 0.535 0.24 0.90 1.52 0.234 0.593 1.33 ЦH0.59 0.59 0.35 1.50 1.50 0.20 0.60 1.20
ЦK0.546 0.546 0.293 0.60 1.33 0.213 0.387 1.00
CLG 0.55 0.55 0.17 1.00 2.50 0.23 0.44 0.70
CZT 0.50 0.50 0.30 0.917 2.80 0.179 0.717 0.677
XLK 0.50 0.50 0.165 2.00 3.00 0.26 1.00 1.10
XLT/A 0.60 0.60 2.62 2.00 0.26 0.66 1.50
XLP/A 0.60 0.60 0.18 2.90 1.30 0.26 0.780 0.734
XLP/B 0.60 0.60 0.43 1.70 2.30 0.30 0.60 0.46
XCZ 0.50 0.50 0.40 0.92 2.75 0.18 0.72 0.72
XCX 0.50 0.50 0.25 1.20 2.85 0.24 0.24 0.90
XCY 0.50 0.65 0.40 0.90 2.75 0.18 0.72 0.82
XCD 0.50 0.50 0.25 1.10 2.50 0.286 0.80 0.80 Stirmand(h) 0.50 0.50 0.40 1.50 2.50 0.20 0.50 0.50 Swift 0.40 0.40 0.40 1.40 2.50 0.21 0.44 0.50 井伊谷钢一0.50 0.50 0.40 1.00 2.00 0.30 0.60 0.70 Leith-Licht 0.50 0.50 0.375 3.00 2.00 0.16 0.44 1.25
Friedland 0.69 0.69 0.40 2.00 2.00 0.25 0.50 0.62 Strn 0.50 0.50 0.40 1.25 0.75 0.20 0.45 0.62
XCY-Ⅱ0.50 0.65 0.40 2.70 2.70 0.09/2 0.72 0.82
4.2 旋风器进口速度和筒体截面标称速度
旋风器进口速度v0（m/s）指气流L（m3/h）由旋风器进口进入时的速度，筒体截面标称速度v A( m/s)是指气流量L与旋风器筒体截
面面积的比值，即
（1）
4.3 阻力计算
（2）
式中ΔP--旋风器阻力，Pa；
P d--气流动压；
P d0、P dA--分别为对应于进口截面和筒体面的气流动压，Pa；
ρ--气体密度，kg/m3。

Ρ=353K B/（273+t）（空气）；ρ=366 K B/（273+t）（一般烟气）（3）
式中K B环境压力B的修正系数，K B =B/ B a，B a为标准大气压力（101.3kPa）。

t为气体温度，℃。

ξ为设备厂家提供的旋风器阻力系数，常见旋风器的阻力系数ξ见表2、3,可以用ξ0或ξA表示。

常见高效旋风器的阻力系数ξ表2-1
型号ξ0ξA型号ξ0ξA
XCX 3.50 654 CLG 3.0 182
XLP/B 5.52 106 XCD 5.3 187
ЦH 3.86 166 XLP/A 7.58 114
ЦK 4.82 440 CZT 9.2 346 Stirmand(h) 5.40 334 XCZ 8.3 306 Swift 9.20 471 XCY 8.0 295
Stern 7.41 567 XCY-Ⅱ 6.5 240 井伊谷钢一8.10 349 Friedland 12.4 492
Ducon-SDC 7.80 53 Leith-Licht 2.76 345
Ducon-SDM 7.60 58 Buell 10 192
常见旋风器的阻力系数ξ0表2-2
型号ξ0型号ξ0
XNX 3.6 双级涡旋 4.0
XND 5.6 XSW 2.5
XP 7.5 CLT/A 2.8
XXD 5.1 CLT/A 6.5
XDF 4.1 CLT 5.1
ξ0为对应于进口截面的阻力系数；ξA为对应于筒体截面的阻力系数，可以反映同一直径的不同类型旋风器在处理相同风量时的阻力
大小。

ξ0与ξA间关系为
ξA/ξ0=0.62（K a K b）-2（4）
旋风器安装方式不同会对旋风器阻力计算值产生影响，如旋风器出口方式采用出口涡壳比采用圆管弯头阻力下降10%左右；使多筒、多管由于增加接管，与单个使用也有差别，可以通过工程经验进行修正。

一般来讲，同类型直径大小不同的旋风器阻力相同。

4．4 除尘效率计算
4．4．1 分级效率[5]
（5）
（6）
式中a、β--分别为分布系数；分割粒径d c50，μm；
n--旋风器切向速度分布指数。

切向进气旋风器：（7-1）
（7-2）
其中（8）
4．4．2 分割粒径
（9）
式中θ锥体半角，度；μ为气体黏性系数，PaS；ρP为粉尘真密度，kg/m3。

4．4．3 总效率
旋风器的除尘效率计算为：
式中x=dc;f(x)表示含尘气体中粉尘的质量分布密度，一般可以用R-R分布函数或对数正态分布函数表示。

实际应用中一般采用粒级
分布累计质量表示，分为n个粒级给出，除尘效率计算又可以为：
（10）
其中
式中ηi（dp i,dp i+1）粒级除尘效率可以取ηi（kdp I+(1-k)dp i+1），0< k<1.0，通常取k为0.5。

对于某些场合采用理论计算除尘效率往往误差比较大，通常可以采用计算与实际应用相结合的办法修正，亦可参照类似工程进行判定。

对于已知某一工况B的旋风器在工况波动到工况A时估算除尘效率ηA，可以对已知除尘效率ηB进行工况修正，有
（11）
对于同类型但直径大小不同的旋风器除尘效率有
（12）
4．4．4 含尘深度计算
旋风器中实际运行的是工况含尘浓度C，mg/m3；作为评价、监督使用标况浓度C N，mg/m3（标准），C P为工况排放浓度，mg/m3。

它们之间的关系为：
4．4．5 算例
Stairmand旋风器结构尺寸：筒体直径D1=203mm；芯管直径D2=D3=102mm；锥体下部直径D4=76mm；入口宽度a=41mm；入口高度b=102mm；筒体长度H1=mm；锥体长度H2=mm；芯管深度s=102mm；锥体角2θ=14.2°。

工况参数：入口速度v0=15.3m/s；粉尘密度ρP=2000 kg/m3；气体温度t=20℃；进口含尘浓度C P =2.0 g/m3；阻力ΔP=748Pa。

由式（2）计算除尘器阻力系数ξ0=5.33；由式（9）计算分割粒径d c50=2.0320μm（注：分割粒径d c50.s的测定值
为2.0μm）；由式（5）、（6）计算得该除尘器的分级效率为
5 旋风器选用
已知条件：气体量、气体温度；旋风器阻力；含尘气体浓度；粉尘真密度和粒径的质量分布；供选用的旋风器技术参数[6]（阻力系数；
分级效率；主要结构尺寸）；等。

计算要求：确定旋风器的直径和个数；校核阻力；估算除尘效率。

选用过程：
（1）根据阻力计算所用旋风器的筒体截面的标称速度：。

（2）计算旋风器筒体截面总面积：Az=L/（3600 v A）。

（3）确定旋风器直径D1和N。

可设定参数N或D1确定另一参数：。

（4）根据选定的旋风器个数N和现场提供的场地、运行方式确定旋风器的连接方式和组合方式。

（5）计算设计工况下的旋风器除尘效率和排放浓度。

注意工况含尘浓度为运行浓度，标况浓度为环境监督、评价用的含尘浓度。

（6）根据处理气体和粉尘的性质确定制作旋风器的设备材料，如耐磨措施可以采用耐磨材料加工或加耐磨内衬材料。

（7）确定旋风器的排灰方式，选定卸灰阀、灰斗、输灰器。

对粉尘负荷少于一个班次工作量的可以采用人工清灰。

（8）旋风器支架、检查平台、连接配管、检测孔设计。

（9）旋风器运行工况分析，如工艺周期性负荷变化引起除尘系统处理气体量变化时旋风器单体堵灰、磨损的可能性；排灰输灰装置
的工作状况；等。