大型電除塵器和袋式除塵器氣流分布數(shù)值模擬與應(yīng)用研究.pdf

1、氣流分布是影響電除塵器除塵效率和袋式除塵器運行阻力、濾袋使用壽命的重要因素之一。由于除塵器內(nèi)部氣流流動的復(fù)雜性，關(guān)于氣流分布的研究長期依賴于試驗觀察。模型試驗結(jié)果只能顯示出測試斷面氣體速度大小分布狀況，無法判斷電除塵器內(nèi)氣流流動狀況對除塵效率的影響程度；由于不能嚴格滿足相似條件，在研究袋式除塵器氣流分布問題時受到了很大的限制。利用計算流體動力學(xué)(CFD)研究除塵器內(nèi)部氣流流動規(guī)律，可以提供除塵器內(nèi)部氣流流動的全部信息，對各種單一因素或交

2、互作用的影響進行系統(tǒng)的研究。
　　 本論文利用Fluent軟件完成了電除塵器內(nèi)流場的數(shù)值模擬計算，并通過與電除塵器氣流分布模型試驗對比，驗證了模擬計算的可行性和結(jié)果可靠性，模擬結(jié)果可以作為電除塵器氣流分布裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計依據(jù)，也可用于指導(dǎo)模型試驗，減少試驗工作量。
　　 通過對直通式袋式除塵器氣流分布的數(shù)值模擬，提出了符合設(shè)計條件的氣流分布結(jié)構(gòu)形式和參數(shù)，模擬結(jié)果和現(xiàn)場測試結(jié)果吻合。將濾袋簡化為薄膜，采用二維非穩(wěn)態(tài)流動

3、數(shù)學(xué)模型，對脈沖噴吹氣流的流動規(guī)律進行模擬，通過文獻資料驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性，并利用正交表制定模擬方案，通過比較模擬結(jié)果，給出了不同條件下噴吹裝置主要參數(shù)的取值范圍。
　　 (1)完成了GP214-Ⅳ型水平進氣電除塵器氣流分布模型試驗，測定了氣流分布板導(dǎo)流片三種布置方式下的第一屯場進口斷面的氣流速度大小和分布狀況。以模型試驗為研究對象，利用Fluent軟件完成了電除塵器內(nèi)流場的數(shù)值模擬計算。模擬幾何模型與試驗?zāi)Ｐ统叽缦嗤?/p>

4、多孔氣流分布板簡化為與之局部阻力相等的均勻透氣扳，利用結(jié)構(gòu)化/非結(jié)構(gòu)化混臺網(wǎng)格方法劃分網(wǎng)格，將電除塵器內(nèi)氣體的運動簡化為穩(wěn)定流動問題，選用標準的k-ε兩方程計算模型，氣流分布板采用等效慣性阻力系數(shù)多孔介質(zhì)模型，模擬結(jié)果可以顯示不同布置方式下的電除塵器模型內(nèi)部全流場和不同電場斷面的氣流分布狀況。按相應(yīng)的導(dǎo)流片布置方案，兩種研究方法所得的第一電場進口斷面氣流速度大小和分布趨勢基本吻合，相對均方根偏差分別為5.6％、3.6％和3.2％.（考核

5、指標≤±10％）。
　　 (2)通過660MW機組電除塵系統(tǒng)氣流分布數(shù)值模擬，確定了調(diào)節(jié)除塵器兩個進口-喇叭流量分配的管道隔流板寬度和布置角度，提出了管道導(dǎo)流板和進口喇叭氣流分布扳導(dǎo)流片布置幾何參數(shù)?，F(xiàn)場冷態(tài)氣流分布試驗結(jié)果表明,電除塵器兩個進口喇叭的氣體流量偏差為士2.3％（設(shè)計考核指標≤±3％），第一電場進口斷面氣流速度分布相對均方根(o)=0.1 78(設(shè)計考核指標≤±0.2)。兩項指標都達到了電除塵器標準和設(shè)計考核的要求

6、。
　　 (3)利用240t/h鍋爐下進氣電除塵系統(tǒng)氣流分布數(shù)值模擬結(jié)果指導(dǎo)氣流分布模型試驗。模擬結(jié)果顯示，通過增加進口喇叭第2層氣流分布板上的導(dǎo)流片數(shù)量，調(diào)整導(dǎo)流片之間的間距，第一電場進口斷面氣流速度分布狀況明顯改善，并給出了相對均方根(I)＝0.133（設(shè)計考核指(o)≤0.15）時的氣流分布板導(dǎo)流片布置方案。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果安裝試驗?zāi)Ｐ偷膶?dǎo)流片，試驗結(jié)果第一電場進口斷面氣流速度分布的(o)=0.124，與數(shù)值模擬結(jié)果基本吻

7、合。
　　 (4)．以直通式袋式除塵器作為算倒，利用Fluent軟件對袋式除塵器的氣流分布進行了數(shù)值模擬，得到中箱體進口斷面濾袋迎風(fēng)面氣流速度分布、中箱體進口斷面的流量分配、各過濾單元氣體流量分配和除塵器阻力損失，模擬計算結(jié)果與現(xiàn)場測試結(jié)果基本吻‘臺，可以為袋式除塵器氣流分布結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)；數(shù)值模擬結(jié)果可以直觀顯示除．塵器內(nèi)部任一斷面的氣流速度分布，能夠解決模型試驗難以解決的問題，如灰斗擋風(fēng)板布置和結(jié)構(gòu)形式對濾袋底區(qū)域氣流

8、分布和各單元濾袋流量分配的影響，下游過濾單元濾袋的氣流沖刷等問題。．
　　 (5)依照(o)160x6000mm濾袋噴吹試驗文獻中的試驗條件進行數(shù)值模擬，可以顯示不同時刻濾袋壁面壓力大小及其在濾袋長度方向上的分布，模擬得到的濾袋壁面峰值壓力分布曲線與文獻中的試驗結(jié)果基本吻合。以(o)130mm的濾袋作為研究對象，選用L16(45)正交表制定模擬方案，討論了噴吹壓力、噴吹時間、噴嘴直徑、噴吹距離和濾袋長度等主要因素變化對濾袋壁面峰