除尘设施的数据强化研讨

除尘设施的数据强化研讨,除尘器内部为复杂的三维流场,假定流场为等温定常流动,流体不可压缩。以离散化方法建立数值模型,通过模拟计算得到时间和空间上离散数据组成的集合体,最终获得定量描述流场的数值解< 6>.采用标准k-双方程模型、控制容积积分法离散控制方程,采用SIM PLE算法求解方程,其中对流项为一阶迎风格式< 7- 8>.

通过数值模拟对比3种电袋结合部位多孔板和灰斗挡风板的布置方案,3种方案的电场进口处都采用3层多孔气流分布板< 9>.

方案1为中间设置多孔板,末端灰斗一侧沿宽度方向设置挡风板;方案2为中间设置多孔板,末端灰斗两侧沿宽度方向设置挡风板;方案3取消中间多孔板,末端灰斗两侧沿宽度方向设置挡风板。

方案1和方案2的全流场速度等值对比如图1所示。方案2在末端灰斗两侧设置挡风板,使滤袋下部返流现象得到控制,末端灰斗内扰流减少,滤袋区流场更均匀,净气室流场也趋于平缓,更利于除尘器整体流场分布。

(a)方案1末端灰斗一侧设置挡风板(b)方案2末端灰斗两侧设置挡风板图1全流场速度等值分布方案3在方案2的基础上取消电除尘区和滤袋区中间气流分布板,除尘器全流场迹线如图2所示。方案3中气流经过电场后,直接进入滤袋单元,对滤袋的迎面气流冲刷较大;方案2中间气流分布板从上到下开孔率不同,使大部分气流导向滤袋下部,自下而上进入滤袋。对比方案2和方案3滤袋迎风面气流速度矢量分布(图3),参考断面选择在中间气流分布板后距前排滤袋100 mm处。方案2中滤袋迎风面最大流速为0. 79 m/ s,断面平均流速0. 48 m/ s;方案3中断面两侧最大流速达到1. 62 m/ s,平均流速达到了1. 05 m/ s.气流场分布设计时要求尽量减小滤袋迎风面的气流冲刷,将流速控制在1. 0 m/ s以内。

(a)方案2设置中间分布板(b)方案2设置中间分布板(b)方案3取消中间分布板图3滤袋迎风面气流速度矢量分布滤袋单元处理风量不均匀会造成滤袋不平衡磨损< 10>,方案2和方案3各个滤袋单元处理气体流量如图4所示。通过滤袋袋口风速计算滤袋单元的处理风量,各个滤袋单元处理风量偏差。

图4各滤袋单元处理气体流量方案3中滤袋迎风面气流直接进入前部滤袋区,前2个滤袋单元处理气体流量偏大,中间2个滤袋单元气体流量最小,最大偏差达到13%;方案2中各个滤袋单元的最大流量偏差为9. 7%,满足各个滤袋单元最大流量偏差应小于10%的设计要求。

方案2中电场进口处采用3层多孔气流分布板,沿气流方向开孔率分别为40%、45%、50%.电场进口气流速度矢量如图5所示,断面平均气流速度1. 05 m/ s,相对均方根值0. 14小于0. 15,满足设计要求。计算方案2中滤袋底部断面上升气流速度如图6所示。袋底上升气流速度呈四周大中间小的分布趋势,平均上升气流速度为1. 16 m/ s.由于滤袋没有紧贴侧壁布置,灰斗上沿距袋底4 m左右,因此各滤袋单元的处理气量均匀分配,不会直接影响滤袋单元过滤和清灰。

(a)断面位置(b)气流速度分布图5断面位置(b)气流速度分布图6滤袋底面气流速度矢量分布2实际应用试验将数值模拟结果应用于某电厂300 M W机组电袋复合除尘器,在冷态条件下进行气流流场分布试验。

电场进口断面和中间气流分布板后滤袋迎风面气流速度分布结果见表1,各项指标均满足设计要求。

表1工程应用试验与数值模拟结果对比项目甲除尘器A室甲除尘器B室乙除尘器A室乙除尘器B室数值模拟电场进口断面相对均方根值。

结论(1)电袋复合除尘器电场进口气流速度应满足相对均方根要求;在滤袋单元保证气流均匀分配,以减小滤袋迎风面气流冲刷和袋底上升气流速度。(2)在电场进口处设置3层气流分布板,中间设置多孔气流分布板,末端灰斗两侧沿宽度方向设置挡风板方案的应用试验结果与数值模拟结果基本一致,能够满足串联一体式电袋复合除尘器气流流场分布的要求。