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除尘器工程内部流场及气流分布均匀性

文章作者:宇成环保   发布时间:2017-03-27
良好的布袋除尘器运行状态为:1)气流分布均匀;2)各袋室处理风量相近;3)袋底气流速度平缓,避免射流、漩涡的出现。

  除尘系统包括管道系统以及除尘器设备。良好的布袋除尘器运行状态为:1)气流分布均匀;2)各袋室处理风量相近;3)袋底气流速度平缓,避免射流、漩涡的出现。作为除尘系统的一部分,除尘器入口管道结构设计的合理性及内部气流分布情况是影响上述状态的重要因素。
  在实际工程中,为满足增产或工艺流程设计改变等要求,常在除尘器前方增设旁管,致使处理风量增大,改变了设备原有的运行状态;或者由于场地等原因,除尘器入口管道常不经合理设计而随意布置,导致气流在进入除尘器时产生严重的分布不均,进而影响除尘器的性能。某企业由于生产需求,在原运行正常的除尘器前增设1根旁管,造成除尘器发生严重破袋现象。这是因为增设旁管后,在气流总体速度变大的同时,进入除尘器含尘气流的速度梯度明显增大,局部发生强烈射流现象,最终导致部分布袋严重破损。对上述问题虽然依靠工程经验也能解决,但是对此类系统设计与运行中可能普遍存在的问题,只有深入研究才能针对性地提出最有效的技术优化方案。
  将常见类型的布袋除尘器入口及管道作为研究对象,采用CFD对可能影响除尘器流场的各个相关因素进行数值模拟与分析。以入目前下弯管为例,探讨其影响规律,并在此基础上提出优化改进方案,以期有效改善气流分布状态,消除强烈射流的影响,进而保证除尘器良好运行。
  1、内部流场
  文献针对增设旁管的除尘器进行了内部流场分析,其中入口截而流线。入口截而气流偏向严重,产生了较高的局部射流,最高气流速度达到14.O1m/s。高速气流直接冲入袋室,与滤袋的摩擦增大,最终导致破袋。截取4类管道形式的风管截而及入口截而流线,发现入口短直管的除尘器内部气流流线平顺,没有局部射流现象,各灰斗一入口的风量分配相近,入口截而处气流分布均匀,没有偏向;其余3台除尘器入口截而流线与谭志洪等分析的情况极为相似,即在入口截而的不同象限区域都出现高速射流,特别是下弯管最高,其气流速度达到30m/s的区域而积最大,因此这3台除尘器入口处气流偏向和局部射流很可能导致除尘器破袋。
  2、气流分布均匀性
  气流分布均匀性是除尘器设备性能的一个重要指标,其评价方法通常为关国相对均方根值法(RMS)。各测点气流速度与平均速度的偏离程度,值越大表示风管断而气流分布均匀性越差,而当σ≤0.25时,气流均匀性较好。将风管入口断而划分为4个象限,同时在每个象限取4个位置,提取相对应节点上的气流速度。
  4类管道中,直管入口断而象限的气流速度相差很小,趋于平均值,其中截而中部的8个点速度较大,周围较小,最大与最小速度仅差11m/s,速度梯度小。其他3种管道气流最大速度分布在各自不同象限内,且偏离截而中心,最大与最小速度差分别为右侧弯管24m/s、下侧弯管7.9m/s。上侧弯管21.8m/s,速度梯度都较大。分别计算4种管道的均方根值σ,直管为0.28,右侧弯管为0.65,下侧弯管0.72,上侧弯管为0.61,都大于0.25。但直管的σ最接近0.25,气流分布均匀性较好;其余3种管道的σ远大于0.25,气流分布均匀性较差,其中下弯管的σ值最大,气流分布均匀性最差。

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