旋流器原理_旋流器的工作原理

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工作原理；旋风除尘器的除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集与器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。

旋风除尘器由筒体、锥体、进气管、排气管和卸灰管等组成。旋风除尘器的工作过程是当含尘气体由切向进气口进入旋风分离器时气流将由直线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下、朝锥体流动，通常称此为外旋气流。含尘气体的旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的尘粒甩向器壁。尘粒一旦与器壁接触，便失去径向惯性力而靠向下的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。

旋风除尘器的优点是结构简单，造价便宜，体积小，无运动部件，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大；缺点是除尘效率不高，对于流量变化大的含尘气体性能较差。

旋风除尘器的选型步骤如下：

（1）除尘系统需要处理的气体量。

（2）根据所需处理的气体的含尘质量浓度、粉尘性质及使用条件等初步选择除尘器类型。

（3）根据需要处理的含尘气体量Q，算出除尘器直径。（4）必要时按给定的条件计算除尘器的 分离界限粒径和预期达到的除尘效率，也可按照有关旋风除尘器性能表选取，或者按照经验数据选取。

（5）除尘器不需选用气密性好的卸灰阀，以防除尘器本体下部漏风，否则效率急剧下降。

（6）旋风除尘器并联使用时，应采用同型号旋风除尘器，并需合理地设计连接风管，使每个除尘器处理的气体量相等，以免除尘器之间产生串联现象，降低效率。

（7）旋风除尘器一般不宜串联使用。概述

旋风除尘器，是由旋风筒体，集灰斗和蜗壳(或集风帽)三部分组成，按筒体个数区分，有单筒，双筒，三筒，六筒等五种组合，每种组合有两种出风形式：Ⅰ型水平出风和Ⅱ型（上部出风）。对于Ⅰ型双筒组合者，另有正中进出风和旁侧进出风两种组合形式，Ⅰ型单筒和三筒只有旁侧时出风一种形式，四筒和六筒组合则只有正中进出风形式，对于二型各种组合，可采用上述Ⅰ型中的任意一种进风位置，该种除尘设备具有阻力小，除尘效率高，处理风量大，性能稳定，占地面积小结构简单，实用廉价等特点。适用于各种机械加工，冶金建材，矿山采掘的粉尘粗、中级净化。2 工作原理

旋风除尘器根据单筒旋风气流对尘粒和空气所产生惯性离心力大小的不同，使尘粒和气流进行分离。含尘气流由进气管以12~25m/s的速度沿切线方向进入圆筒体，在外圆筒和中央排气管之间向下作螺旋运动。在彷转过程中产生惯性离心力。尘粒一方向受气流运动的影响，在其中旋转下降；另一方向则受离心力的作用，逐渐向外扩散接近筒壁。最终与外圆筒的内壁相碰，沿内壁旋转滑下，被收集在中间底部的排灰口，并由此排出。气体则因质量小，受离心力作用甚微，随圆锥形的收缩转向除尘器的中心，并受底部阻力作用，转而上升，形成一股上升旋流，从排气管上端排出，实现除尘作用。旋风除尘器特点主要特点

特点：阻力小，除尘效率高，处理风量大，性能稳定，占地面积小结构简单，实用廉价等特点。产品说明书下载

旋风除尘器类型很多，有许多型式雷同或近似，本公司生产应用较多的旋风除尘器，即普通型旋风除尘器、旁路式旋风除尘器、扩散式旋风除尘器、直流式旋风除尘器，旋流式旋风除尘器、双级蜗壳旋风除尘器、多管旋风除尘器以及特殊型式的旋风除尘器。相关分类

●普通型旋风除尘器

●旁路式旋风除尘器

●扩散式旋风除尘器

●直流式旋风除尘器

●旋流式旋风除尘器

●双级旋风除尘器

●多管旋风除尘器

●特殊型式旋风除尘器

1、旋风除尘器分类

旋风除尘器的种类繁多，分类也各有不同。

按组合形式分为：(a)普通旋风除尘器；(b)异形旋风除尘器，筒体形状有所变化，除尘效率提高；(c)双旋风除尘器，把两个不同性能除尘器组台在一起；(d)组台式旋风除尘器，综合性能更好。各种除尘器如表所列。

按性能分为：(a)高效旋风除尘器，其筒体直径较小，用来分离较细的粉尘；(b)高流量旋风除尘器，简体直径较大，用于处理很大的气体流量，其除尘效率较低；(c)介于上述两者之间的通用旋风除尘器，用于处理适当的中等气体流量，其除尘效率为70%～90%。

按结构型式，可分为长锥体、圆筒体、扩散式、旁通型，按安装情况分为内旋风除尘器(安装在反应器或其它没备内部)、外旋风除尘器、立式与卧式以及单筒和多管旋风除尘器。

按气流导入情况分为切向导入或轴向导入式。气流进入旋风除尘器后的流动路线有反

① 一般，旋风除尘器的筒体直径越小，粉尘颗粒所受的离心越大，旋风除尘器的除尘效率也就越高。但过小的筒体直径会造成较大直径颗粒有可能反弹至中心气流而被带走，使除尘效率降低。另外，筒体太小对于黏性物料容易引起堵塞。因此，一般筒体直径不宜小于50～75mm；大型化后，已出现筒体大于2000mm的大型旋风除尘器。

② 除尘器高度，较高除尘效率的旋风除尘器，都有合适的长度比例；合适的长度不但使进入筒体的尘粒停留时间增长，有利于分离，且能使尚未到达排气管的颗粒有更多的机会从旋流核心中分离出来，减少二次夹带，以提高除尘效率。足够长的旋风除尘器，还可避免旋转气流对灰斗顶部的磨损，但是过长，会占据圈套的空间。因此，提出旋风除尘器从排气管下端至旋风除尘设备自然旋转顶端的距离一般用下式确定：

一般常取旋风除尘器的圆筒段高度。旋风除尘器的圆锥体可以在短的轴向距离内将外旋流转变为内旋流，因而节约了空间和材料。除尘器圆锥体的作用，是将已分离出来的粉尘微粒集中于旋风式除尘器中心，以便将其排人储灰斗中。当锥体高度一定，而锥体角度较大时，由于气流旋流半径很快变小，很容易造成核心气流与器壁撞击，使沿锥壁旋转而下的尘粒被内旋流所带走，影响除尘效率。所以，半锥角a不宜过大，设计时常取a=13～15。

③ 旋风除尘器的进口有两种主要的进口形式 轴向进口和切向进口。切向进口为最普通的一种进口型式，制造简单，用得比较多。这种进口型式的旋风除尘器外形尺寸紧凑。在切向进口中螺旋面进口为气流通过螺旋而进口，这种进口有利于气流向下做倾斜的螺旋运动，同时也可以避免相邻两螺旋圈的气流互相干扰。

渐开线(蜗壳形)进口进人筒体的气流宽度逐渐变窄，可以减少气流对筒体内气流的撞击和干扰，使颗粒向壁而移动的距离减小，而且加大了进口气体和排气管的距离，减少气流的短路机会，因而提高除尘效率。这种进口处理气量大，压力损失小，是比较理想的一种进口型式。

轴向进口是最好的进口型式，它可以最大限度地避免进入气体与旋转气流之间的干扰，以提高效率。但因气体均匀分市的关键是叶片形状和数量，否则靠近中心处分离效果很差。轴向进口常用于多管式旋风除尘器和平置式旋风除尘器。

进口管可以制成矩形和圆形两种型式。由于圆形进口管与多管旋风除尘器器壁只有一点相切，而矩形进口管整个高度均与器壁相切，故一般多采用后者。矩形宽度和高度的比例要适当，因为宽度越小，临界粒径越小，除尘效率越高；但过长而窄的进口也是不利的，一般矩形进口管筒与宽之比为2～4。

④ 排气管常见的排气管有两种型式：一是下端收缩式；另一种为直筒式。在设计分离较细粉尘的旋风除尘器时，可考虑设计为排气管下端收缩式。排气管直径越小，则旋风除尘器的除少效率越高，压力损失也越大；反之，除尘器的效率越低，压力损失也越小。排气管直径对效率和阻力的影响如图所示。

在旋风除尘器设计时，需控制排气管与筒径之比在一定的范围内。由于气体在排气管内剧烈的旋转，将排气管末端制成蜗壳形状可以减少能量损耗，这在设计中已被采用。

⑤ 灰斗是旋风除尘器设汁中不容忽视的部分。因为在除尘器的锥度处气流处于湍流状态，而粉尘也由此排出容易出现二次夹带的机会，如果设计不当，造成灰斗漏气，就会使粉尘的二次飞扬加剧，影响除尘效率。常用旋风除尘器几何尺寸的比例关系见表。(2)气体参数对除尘器性能的影响 气体运行参数对性能的影响有以下几方面。

① 气体流量的影响。气体流量或者说除尘器入口气体流速，对除尘器的压力损失、除尘效率都有很大影响。从理论上来说，旋风除尘器的压力损失与气体流量的平方成正比，固面也和入口风速的平方成正比(与实际有一定偏差)。

入口流速增加，能增加尘粒在运动中的离心力，尘粒易于分离，除尘效率提高。除尘效率随入口流速平方根而变化，但是当入口速度超过临界值时，紊流的影响就比分离作用增加得更快，以至除尘效率随入口风速增加的指数小于1；若流速进一步增加，除尘效率反而降低。因此，旋风除尘器的入口风速宜选取18～23m/s。

② 气体含尘浓度的影响。气体的含尘浓度对旋风除尘器的除尘效率和压力损失都有影响。试验结果表明，压力损失随含尘负荷增加而减少，这是因为径向运动的大量尘粒拖大量。

旋风除尘器的性能好坏，除与以上结构尺寸有关外，还取决于操作条件。

第一，要正确的熟悉各种旋风除尘器性能，选用合理的进口风速和处理量，进口风速一般范围在10—25m/s。

第二，特殊场合还要考虑到气体密度，大气压和温度的变化，及时修正实际处理量，进口风速及压力变化。

第三，粉尘的物理性质，要考虑二相流中粉尘的密度、粒度分布，粉尘湿度、粘性和是否有纤维状或绒毛状粉尘等，合理选用除尘器。

影响旋风除尘器的性能因素，除上述原因外，除尘器的内壁是否光滑，焊缝是否磨光，联接法兰是否有内突出物等都会引起旋转气流扰动，影响除尘效率。因此应当重视除尘器的制造质量。优点

旋风除尘器[1]按照前面轴向速度对流通面积积分的方法，一并计算常规旋风除尘器安装了不同类型减阻杆后下降流量的变化，并将各种情况下不同断面处下降流量占除尘器总处理流量的百分比绘入，为表明上、下行流区过流量的平均值即下降流量与实际上、下地流区过流量差别的大小。可看出各模型的短路流量及下降流量沿除尘器高度的变化。与常规旋风除尘器相比，安装全长减阻杆1#和4#后使短路流量增加但安装非全长减阻杆H1和H2后使短路流量减少。安装1#和4#后下降流量沿流程的变化规律与常规旋风除尘器基本相同，呈线性分布，三条线近科平行下降。但安装H1和H2后，分布呈折线而不是直线，其拐点恰是减阻杆从下向上插入所伸到的断面位置。由此还可以看到，非全长减阻杆使得其伸至断面以上各断面的下降流量增加，下降流量比常规除尘器还大，但接触减阻杆后，下降流量减少很快，至锥体底部达到或低于常规除尘器的量值。

短路流量的减少可提高除尘效率，增大断面的下降流量，又能使含尘空气在除尘器内的停留时间增长，为粉尘创造了更多的分离机会。因此，非全长减阻杆虽然减阻效果不如全长减阻杆，但更有利于提高旋风除尘器的除尘效率。常规旋风除尘器排气芯管入口断面附近存在高达24%的短路流量，这将严重影响整体除尘效果。如何减少这部分短路流量，将是提高效率的一个研究方向。非全长减阻杆减阻效果虽然不如全长减阻杆好，但由于其减小了常规旋风除尘器的短路流量及使断面下降流量增加、使旋风除尘器的除尘效率提高，将更具实际意义。效率因素

进气口

旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。圆筒体直径和高度

圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，简体直径D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若筒体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸;筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力，因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜，锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达外壁的距离也不断减小，除尘效果比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度一定的情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利提高除尘效率，一般圆筒体部分的高度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时，可获得较为理想的除尘效率。排气管直径和深度

排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直径必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排风管排出，有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大;若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。一般认为排风管直径为圆筒体直径的0.5~0.6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口含尘气流直接进入排风管，影响除尘效率;排风管插入深，易增加气流与管壁的摩擦面，使其阻力损失增大，同时，使排风管与锥筒体底部距离缩短，增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以略低于进风口底部的位置为宜。由于旋风除尘器单位耗钢量比较大，因此在设计方案上比较好的方法是从筒身上部向下材料由厚向薄逐渐！准备工作

1、检查各连接部位是否连接牢固。

2、检查除尘器与烟道，除尘器与灰斗，灰斗与排灰装置、输灰装置等结合部的密闭性，消除漏灰、漏气现象。

3、关小挡板阀，启动通风机、无异常现象后逐渐启动。技术要求

1、注意易磨损部位如外筒内壁的变化。

2、含尘气体温度变化或湿度降低时注意粉尘的附着、堵塞和腐蚀现象。

3、注意压差变化和排出烟色状况。因为磨损和腐蚀会使除尘器穿孔和导致粉尘排放，于是除尘效 率下降、排气烟色恶化、压差发生变化。

4、注意旋风除尘器各部位的气密性，检查旋风筒气体流量和集尘浓度的变化