368-离线清灰袋式除尘器气流均匀性的数值模拟.pdfVIP

离线清灰袋式除尘器气流均匀性的数值模 拟 郭嘉兴 沈恒根 沈云鹏 刘兴成 （东华大学环境科学与工程学院） 摘 要：针对离线清灰方式袋式除尘器的不同工作状态，采用CFD 数值模拟方法分 析 在不同运行工况（清灰前全仓运行、清灰后全仓运行、离线清灰状态运行）下除尘空间的气 流组织。采用工程实际应用的某5 单元单排袋式除尘器作为分析对象，研究不同运行工况下 各除尘单元气流分配和某单元清灰工况下除尘空间内、滤袋处过滤气流的分布情况。结果表 明，清灰前各单元气流分布较为均匀，流量偏差小于 5%；清灰过程中运行阻力先升后降， 各工作单元处理负荷增大；清灰后各单元流量偏差最高达到 32%，清灰仓室射流速度较高， 袋底冲刷和二次返混严重；近壁面处几排滤袋过滤风速达到1.54m/min，为仓室中部滤袋的 2 倍。模拟结果对进一步研究除尘器清灰方式有一定参考价值。 关键词：袋式除尘器；离线清灰；气流均匀性；数值模拟 0 引言 随着我国电力、钢铁、冶金等行业产能的不断提高，袋式除尘器设备逐渐趋于大型化， 为我国工业的节能减排提供了巨大支持。现有大型除尘器多由多个除尘单元并联组成，进风 烟道内烟气量的均匀分配是保证除尘器各单元仓室处理风量均匀性的前提。除尘器在运行过 程中，滤袋透气率和各单元仓室阻力是动态变化的，当某一仓室离线清灰后，仓室阻力降低， 除尘器内部气流组织及各仓室处理风量均会发生变化。王以飞[1]通过改变滤袋透气强度， 利用CFD 软件模拟分析清灰条件下侧进风袋式除尘器空间流场的分布情况。王作杰[2]采用数 值模拟的方法，分析了多仓室除尘器在正常过滤情况下进气流的均匀分布情况。本文借鉴这 些工作的研究方法，采用数值模拟的手段，分析离线清灰对下进风多仓室袋式除尘器气流分 配均匀性及内部流场的影响。 1 计算模型建立 1.1物理模型 3 图1 为某钢炼铁厂1#1880m 高炉炉前除尘器低压脉冲袋式除尘器改造项目图。袋式除 尘器物理模型如图2 所示。除尘器为旁通式，由进出风管道、中部矩形烟道、净气室及单排 5 个除尘单元组成。中部矩形烟道被斜板隔为两个楔形箱体，上下部箱体分别为出进气烟道， 通过进风支管和净气室与除尘单元相通。5 个单元仓室由进风末端至前端依次为仓室1-5， 上部除尘仓室尺寸6000×2500×3300mm，使用滤袋规格为φ130×6000mm，排列方式为16 列×12 排，共960 条，设计过滤风速为1m/min。1 1 作者简介：郭嘉兴，男，1994 年8 月，工学硕士，201600，上海市松江区人民北路2999 号 guojiaxing48@163.com 1 1 净气室 2 滤袋 3 进气管 4 进气烟道 5 灰斗 6 进风支管 7 出气管 8 出气烟道 图 1 除尘器原型 图 2 除尘器物理模型 1.2 运行工况 （1）工况1：除尘器离线清灰前，认为各工作单元滤袋透气强度相同。 （2）工况2：除尘器某仓室进行离线清灰状态，清灰仓室离线，只有4 个仓室工作。 （3）工况3：某仓室离线清灰完成，滤袋透气强度增加，其余仓室透气强度不变。 1.3 计算模型与简化 本文采用Realizablek −ε双方程模型对流场进行模拟，选用SIMPLE压力速度耦合算法。 模拟时的控制方程为： ∂u v w ∂(u ) 连续性方程： ∂ ∂ i （1） + + 0 ∂x y z x ∂ ∂ ∂