第一輪DOE試驗(yàn)
過濾器風(fēng)速、進(jìn)風(fēng)方式和濾袋間距作為三個(gè)因素，粉塵排放濃度和設(shè)備運(yùn)行壓差分別作為響應(yīng)變量。過濾風(fēng)速取63.5%風(fēng)速和100%風(fēng)速，進(jìn)風(fēng)方式取三級(jí)，濾袋間距分別取240mm、250mm和260mm。進(jìn)行了粉塵排放濃度和設(shè)備運(yùn)行壓差的全因素試驗(yàn)。DOE第一輪測試數(shù)據(jù)見表1。
表1
1.粉塵排放濃度分析
根據(jù)表1中的測試數(shù)據(jù)，用Minitab軟件分析表明，風(fēng)速和進(jìn)氣方式對(duì)響應(yīng)變量的排放濃度有顯著影響，但濾袋間距的影響相對(duì)不顯著。為使排放濃度值小，風(fēng)速應(yīng)盡可能高，進(jìn)風(fēng)方式為中等進(jìn)風(fēng)，濾袋間距為260mm。
2.設(shè)備運(yùn)行壓差分析
根據(jù)表1中的測試數(shù)據(jù)，用Minitab軟件分析表明，風(fēng)速、進(jìn)氣方式和濾袋間距對(duì)響應(yīng)變量的壓差有顯著影響。為使壓差值小，風(fēng)速應(yīng)盡可能小，進(jìn)風(fēng)方式為中等進(jìn)風(fēng)，中間濾袋間距為250mm。
3.能源部第一輪測試的結(jié)論
從前面分析粉塵排放濃度和設(shè)備運(yùn)行壓差；
(1)為了使排放濃度變小，風(fēng)速應(yīng)變大；為了使壓差小，風(fēng)速要小；
②為了使排放濃度和壓差小，進(jìn)氣方式應(yīng)為中等進(jìn)氣；
③為了使排放濃度小，濾袋之間的距離應(yīng)為260毫米；；為了使壓差值小，濾袋間距的中間值應(yīng)為250 mm。
從以上結(jié)論可以初步確定最佳進(jìn)氣方式為中等進(jìn)氣；風(fēng)速對(duì)排放濃度和壓差的影響相反；濾袋間距的最佳值不能統(tǒng)一。接下來，我們需要進(jìn)行第二輪DOE測試分析，尋找其中的最優(yōu)組合方案。
第二輪DOE試驗(yàn)
過濾風(fēng)速和濾袋間距作為兩個(gè)因素，粉塵排放濃度和設(shè)備運(yùn)行壓差分別作為響應(yīng)變量。過濾風(fēng)速取63.5%風(fēng)速和100%風(fēng)速，濾袋間距取240mm、250mm和260mm，分別進(jìn)行粉塵排放濃度和設(shè)備運(yùn)行壓差試驗(yàn)。
1.粉塵排放濃度的響應(yīng)面分析
利用Minitab軟件對(duì)粉塵排放濃度進(jìn)行響應(yīng)面分析，最終得到粉塵排放濃度模型為(未編碼單位表示的回歸方程):出口濃度(mg/Nm3)=587.5-1273.4×過濾風(fēng)速(m/s)-0.0718×濾袋間距(mm)+713.6×過濾風(fēng)速(m/s)。排放濃度越小越好。從模型中可以看出，濾波后的風(fēng)速符號(hào)為負(fù)，而平方項(xiàng)的符號(hào)為正，因此濾波后的風(fēng)速應(yīng)該取一個(gè)彎曲的頂點(diǎn)值。但濾袋間距對(duì)排放濃度影響不大。
2.設(shè)備運(yùn)行壓差響應(yīng)的表面分析
利用Minitab軟件對(duì)設(shè)備運(yùn)行壓差響應(yīng)面進(jìn)行分析，最終得出設(shè)備運(yùn)行壓差的模型為(未編碼單位表示的回歸方程):壓差(Pa)=24137+551×過濾風(fēng)速(m/s)-192.5×濾袋間距(mm)+738×過濾風(fēng)速(m/s)×過濾風(fēng)速(m/s)為了降低設(shè)備能耗，我們希望設(shè)備運(yùn)行壓差越小越好。從模型中可以看出，過濾風(fēng)速及其平方符號(hào)為正，過濾風(fēng)速越小，設(shè)備運(yùn)行壓差越小。濾袋間距的符號(hào)為負(fù)，濾袋間距的平方項(xiàng)為正，因此濾袋間距應(yīng)取一個(gè)彎曲的頂點(diǎn)值，約為250 mm，由于項(xiàng)目有兩個(gè)響應(yīng)變量，為了找到最佳匹配值，需要進(jìn)行雙響應(yīng)分析。
3、第二輪DOE試驗(yàn)結(jié)論
通過雙響應(yīng)分析，最優(yōu)方案為:過濾風(fēng)速為78%、濾袋間距為250mm時(shí)，粉塵排放濃度可達(dá)10.3762mg，設(shè)備運(yùn)行壓差可達(dá)813.4726Pa，除塵效果和能耗指標(biāo)非常理想。
針對(duì)目前應(yīng)用最廣泛的袋式除塵器，設(shè)計(jì)開發(fā)了除塵試驗(yàn)裝置，并將試驗(yàn)裝置用于實(shí)驗(yàn)。根據(jù)測試結(jié)果，使用Minitab軟件進(jìn)行分析，第一輪DOE測試分析得出中間進(jìn)氣是最佳進(jìn)氣方式。在第二輪DOE試驗(yàn)分析中，得到了粉塵排放濃度與過濾風(fēng)速和濾袋間距、設(shè)備運(yùn)行壓差與過濾風(fēng)速和濾袋間距之間的模型。最后，通過雙響應(yīng)分析，找到了進(jìn)風(fēng)方式、濾袋間距和過濾風(fēng)速的最佳組合，為今后設(shè)計(jì)高效袋式除塵器提供了參考。
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