除尘系统管网阻力平衡方法

在设计的除尘系统中，当将若千个尘源点连接起来并组成一个除尘系统时，必然有三通管，这时必须考虑在三通管处两个支管的阻力平衡问题，两支管之间阻力差不应大于10%。如不平衡，对于阻力较大的支管，应通过加大管径来减小阻力，使两支路阻力平衡。

1.管网平衡方法

除尘系统的管网设计，目前广泛采用的是静态阻力平衡法，即根据假定流速得到初步的管网结构，计算所有管段的阻力损失，再对每个并联节点进行阻力平衡计算，如果不平衡率小于10%，则认为达到设计要求。用这种方法获得的管网系统，实际的不平衡与理论计算相差较大，部分抽风点不能达到除尘要求。采用动态平衡法对管网结构进行优化调整，系统的阻力平衡计算又快又好，在保证除尘效果的同时，还能大大地提高工作效率。

已知各抽风点设计风量的条件下，管网大致走向已经确定，要求设计管道直径并确定阀门开度。而校核计算是对现有除尘系统的运行状况进行分析。对一个运行工况不良的除尘系统，通过校核计算和分析，找出不利因素，提出改进或调整原系统结构的优化方案，使其达到预期的运行效果。

对并联管路进行阻力平衡。一般的通风系统要求两支管的阻力差不超过15%，除尘系统要求两支管的阻力差不超过10%，以保证各支管的风量达到设计要求。当并联支管的阻力差超过上述规定时，可用下述方法进行阻力平衡。

（1）调整支管管径 这种方法是通过改变管径，即改变支管的阻力，达到阻力平衡的。调整后的管径按下式计算：

D'=D(△p/△p'）0.225 (m)

式中，D'为调整后的管径，m；D为原设计的管径，m；△为原设计的支管阻力，Pa；△p'为为了阻力平衡，要求达到的支管阻力，Pa。应当指出，采用本方法时不宜改变三通支管的管径，可在三通支管上增设一节渐扩（缩）管，以免引起三通支管和直管局部阻力的变化。

（2）增大排风量 当两支管的阻力相差不大时（例如在20%以内），可以不改变管径，将阻力小的那段支管的流量适当增大，以达到阻力平衡。增大的排风量按下式计算：

Q'=Q（Ap'/△p）0.5 (mβ/h)

式中，Q’为调整后的排风量，m/h；Q为原设计的排风量，m/h；A为原设计的支管阻力，Pa；Ap'为为了阻力平衡，要求达到的支管阻力，Pa。

（3）增加支管阻力 阀门调节是常用的一种增加局部阻力的方法，它是通过改变阀门的开度，来调节管道阻力的。应当指出，这种方法虽然简单易行，不需严格计算，但是改变某一支管上的阀门开度，会影响整个系统的压力分布。要经过反复调节，才能使各支管的风量分配达到设计要求。对于除尘系统还要防止在阀门附近积尘，引起管道堵塞。

管网平衡步骤如下：根据已知的设计参数获得初步的管网结构，在此基础上求解系统的风量分配；然后，软件将对获得的风量分配进行分析比较（实际风量与设计风量的偏差是否超过士10%)，判断系统是否平衡。如果系统不平衡，则通过调整管网结构重新计算风量分配。如此反复，后求得平衡的除尘管网。

2.除尘管网平衡实例

（1）除尘系统概述 该除尘系统共有20个除尘点，设计采用负压除尘设备系统。系统的主要组成部分有：风机1台，布袋除尘器1台，消声器1台及除尘风管等，管网中共有42根管段，20个抽风点，除尘系统流程为：尘源一抽风管网→除尘器→风机→消声器一排放烟肉。

系统的主要设计参数为：系统总风量122400m/h；设备阻力，袋式除尘器1500Pa，消声器100Pa；系统漏风率，管网10%，负压设备5%。根据软件要求，需绘制该系统的水力计算草图，并进行管段编号。将整理好的管网参数输入到程序中，假定各管段初始流速，计

（2）除尘系统能耗计算

算后得到初步的管网结构参数；根据这个初步的管网结构，求解各管段的实际风量分配，结果。为便于观察比较，这里只将风量偏差， 超过士10%的管段数据列表。

这个风量分配情况是根据假定流速法确定的，在没有采取改进措施前，管网阻力平衡性较差，必然导致风量分配不合理。处于各子网末端的管段1~3、22、24、27～29，其风量偏差率均普遍偏大（超过一10%），这些点的除尘效果较差，且流速较低，容易造成管道积灰。考虑系统管网和负压设备的漏风率，系统初的总风量为141372m/h，系统压力损失为3380Pa。

根据风机电机功率计算方法求得改除尘风机功率约为194.7kW。采用前述两种方法改进系统后的风机电耗情况如下。

①增大系统总风量。根据表9-6中的数据，管段28的风量负偏差。为使管道28的风量偏差率达到士10%内，经反复模拟，系统总风量需增大11.3%左右，即增大后的总风量为160000m3/h。是增大系统总风量后得出的风量分配情况。很明显，所有风量偏差为负的管段均达到了既定的风量要求，除尘效果较好；但是，风量偏大的管段不仅数量增多（A>10%的管段有23个，未全部列出），而且偏差率更大，的为管段19，达到58.52%。正如前所述，这部分管段可能抽走有用物料，流速变大而导致管道磨损加剧。风量加大后系统压力损失相应增大为4456Pa，功率增大为290kW，相比于原来的系统增大了近50%。

②调整管网平衡特性。采用除尘管网平衡计算软件对该系统进行动态模拟。除尘管网部分管段管径做了调整，且有8处管道的阀门有节流要求。平衡性能更好的管网，其绝大部分的管道风量都达到设计要求，仅有少许管道风量稍微偏大或偏小。其中，管道6的△为14.94%，管道23和24的约一10%，其余管道风量偏差率均在一10%～十10%范围内，这在工程上是可以接受的。系统的总风量仍为141372m3/h，系统阻力由于部分管段管径变化或调整阀门开度而有所增大，总的阻力为4052Pa，电机所需功率约为233kW，比采用增大系统总风量的方式节