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热喷涂操作粉尘处理

发布时间:2021-09-10 13:37:47

       大多数热喷涂操作都需要某种通风来排除热喷涂区域中多余的化合物。即使设计良好的热喷涂工艺在实际落在目标上的喷涂材料量方面也往往效率低下;50%的效率被认为是好的。进步的一个领域是尝试使用更具成本效益的电弧系统复制更复杂(和更昂贵)的等离子和HVOF工艺涂层。电弧工艺会产生非常细且通常很轻的颗粒,很难从废气流中正确去除这些颗粒。有成熟的集尘系统可以处理热喷涂粉尘。不幸的是,绝大多数这些系统都是在相对粗糙的气流管理控制下运行的。本文重点介绍使用更智能的热喷涂排气技术可以实现的运营收益和成本节约。

喷涂除尘

正确的系统设计

       较大的热喷涂操作通常包括进行实际喷涂的封闭空间。然后将未使用的喷雾化合物从外壳中排出,同时将新鲜空气吸入其中。根据外壳的设计和被喷洒目标的形状,可以确定最佳空气量以适当控制有害颗粒。例如,外壳可能需要每分钟10,000立方英尺(cfm)才能进行适当的灰尘控制。多则浪费,少则不足。

       从这个出发点,可以设计一个合适的集尘系统。这通常包括一个输送灰尘的管道、一个从空气中去除灰尘的过滤器,以及一个提供能量以产生气流的风扇。10,000cfm系统的排气扇可能需要0-40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。通常认为500-4000fpm的速度适合在圆形管道中输送灰尘。更慢地移动空气将使灰尘颗粒落下并沉淀在管道底部-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对管道造成不必要的磨损。

风扇和静压

       工业通风扇产生局部真空,将空气吸入系统。这种局部真空称为静压,通常以“寸水位计”为单位。系统设计人员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其中包括:热喷涂外壳的尺寸和几何形状管道中弯头(或圈)的数量和半径系统中管道的总长度所用管道的直径和空气除尘器的速度选择后过滤器项目(例如作为HEPA过滤器或排气消音器)其中许多因素在系统运行过程中不会改变。除尘器过滤器和HEPA过滤器除外。随着灰尘积聚在过滤器上,过滤器上的压降或阻力增加。该系统需要额外的静压来克服过滤器表面积聚的灰尘。

通常选择风扇以确保在过滤器的整个使用寿命期间有足够的气流,方法是在过滤器达到使用寿命时提供足够的静压以维持气流。接近使用寿命的过滤器将比新过滤器显示出更高的压降。为延长使用寿命,热喷涂除尘器中的过滤器设计为在系统运行时在线清洁。灰尘的反复堆积以及除尘器的自清洁循环,会导致系统静压要求的微小波动。如果不解决这个问题,系统可能会经历气流的减少和增加,并伴随着灰尘在管道中或热喷涂外壳内沉降的相关问题。

       通过热喷涂外壳的过量气流会通过将喷涂材料从目标部件上拉开而影响涂层质量。为了避免这些潜在问题,必须控制风量。用于控制风扇的最常见设备是风门,它在风扇上产生人工负载,以将其“拨”回所需的气流。为了保持气流流速,必须根据需要打开或关闭风门以保持管道中的所需流度。这很少以持续获得通过系统的规定气流所需的精度来完成,如果手动完成,则需要合格人员的持续监督。这将是昂贵且困难的,这解释了为什么大多数热喷涂操作在风扇控制方面选择“一劳永逸”的心态。

变频驱动器和气流控制系统

       使用变频驱动器(VFD)是控制风扇并保持系统中气流恒定的更好方法,VFD基于调整赫兹频率以特定转速运行风扇电机,普通三相电源通常以60HZ的频率运行,而VFD允许操作员选择特定的频率来减缓或加速风扇的旋转速度。在理想的系统中,只有当脏过滤器的静压负载需要时,系统才会全速运行。其余时间,风扇将以较慢的速度运行,以准确产生所需的静电量。这种操作方式提供了节省成本的好处。

控制变频器

       一旦决定使用VFD,下一步就是确定提供连续输入的方法。无论系统静压如何波动,目标都是保持所需的气流。通过使用安装在管道系统中的气流测量装置,控制器可以调整风扇速度以纠正变化。这些仪器适合清洁空气环境,因此通常安装在空气过滤后的管道中。这可以是风扇出口上的管道,其长度需要为流经系统的总气流提供平稳、可靠地指示。

       另一种方法是测量系统静压,而不是在空气进入除尘器之前管道系统中某一点的实际气流。在规定的气流下,必要的静态量是一些因素的函数,只要系统不发生机械变化,这些因素就应该保持不变。过滤器会变脏,然后被脉冲清洁,但如果系统以规定的气流运行,除尘器入口处所需的静压将保持不变。保持静态的控制器是有效控制集尘系统中VFD的简单方法。随着过滤器的阻力增加,风扇输送的气流会下降。气流的减少降低了收集器前面管道中的静态要求,所以控制器会命令VFD增加功率以保持静态。相反,当过滤器被脉冲清洁时,系统中的阻力下降,VFD将降低功率以保持相同的静态水平。结果是气流顺畅,带来了相关的好处和节省。

热喷涂操作除尘

       热喷涂技术在不断发展,新工业除尘方法通常会给排气系统等相关部件带来更大的挑战。并且,除尘组件的进步可以帮助改进整体热喷涂过程粉尘治理操作,并且几乎现有的每个热喷涂集尘系统都可以从使用变频驱动器中受益。越来越明显的是,精确的除尘气流控制对于热喷涂粉尘处理很重要,而且节能也是一个优势。

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