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      布袋除塵器的前煙道及喇叭口內氣流均布板數值模擬


      利用工程應用最多的k-ε模型,模擬布袋除塵器的前煙道導流板氣流及入口喇叭口多孔板開孔率分布。計算結果表明,4個喇叭口入口氣流分布中間低、周圍高,煙氣量占比分別為32.1%33.6%16.0%18.3%,符合期望比例33%33%16.5%16.5%



      各喇叭口均布置1個前后板,前板氣流分布偏下或兩側,中間方向氣流偏少,最上方最少,從上至下其開孔率依次為19.1%25.5%38.25%51%。而對于后板,其開孔率采用均勻布置,1&2后板開孔率為52.5%3&4后板開孔率為42%。研究結果為布袋除塵器優化設計及運行提供了性能保證。

      袋式除塵器除塵效率高、粉塵適應性廣、運行穩定,隨著電廠超凈排放逐漸成為主流,大型袋式除塵器將發揮越來越重要的作用[1~2]。布袋除塵器的前煙道和喇叭口入口為其關鍵前置部件,煙道內的導流板和喇叭口內的多孔板設計與其各室氣量分布、氣流均勻性關系密切,亦是袋式除塵器運行好壞的關鍵之一[3~8]

      建立物理模型對袋式除塵器進行試驗研究耗時耗力,而數值模擬的入口邊界條件可以非常靈活的改變,其模擬結果對除塵器安裝、設計、運行策略的制定有很大的參考價值。為此,國內外學者利用FLEUNT軟件和最新數值模擬理論,對電除塵器、布袋除塵器等各類除塵器的煙氣流量分配、速度及壓力的內部分布規律,以及煙道入口和進風支管導流板的優化進行了較多嘗試。

      研究成果不僅為除塵器設計提供了一種新的思路,而且切實提高了除塵器內氣流的均勻分布和提高除塵效率。本文利用FLEUNT軟件,對布袋除塵器的前煙道及喇叭口內氣流均布板同時進行數值模擬,確保優化設計袋式除塵器的導流板和多孔板的尺寸和布置,節省寶貴的實驗費用和時間[9-13]

      2模型對象和目的

      2.1模擬對象

      本模擬對象為大唐三門峽火電廠三期擴建工程5#1000MW機組除塵器的煙道及入口喇叭口內流場分布,該鍋爐為超超臨界參數的變壓直流Π型鍋爐,最大連續蒸發量為2958t/h,設計煤種滿負荷狀態下除塵器入口參數如下:煙氣流量2650000Nm3/h、入口煙溫134.3℃、含塵量41.9g/m3、水蒸汽體積比為7.5%

      本數值模型的范圍從空預器出口煙道至除塵器出風喇叭口為止。整體模型尺寸與實際工程圖紙尺寸相同,不對模型進行縮放,以保證數值模擬的準確性和可靠性。除此之外,一些輸入條件,煙氣入口溫度、流量等條件都嚴格按照甲方提供的資料輸入,以使得流場數值模擬可以和實際工程運行相對照,得到準確且可靠的設計優化設計方案。

      2.2模擬目的

      由于袋式除塵器整體布置包含左右兩邊兩種不同的單元,分別為單元1和單元2。其中,單元1包括4個除塵器單元,單元2包括3個除塵器單元,每個除塵器單元設置1個喇叭口,每個喇叭口設置前后2套多孔板,其三維模型見圖1和圖2所示,因此流場數值模擬會對兩種不同的煙道和除塵器布置進行模擬計算。

      此外,布袋除塵器進口煙道為喇叭口狀(見圖3),由于流道突然擴大,易引起局部漩渦,對除塵造成不利影響。

      3單個袋式除塵單元器俯視圖

      本文主要目的在于確定煙道內導流板和除塵器喇叭口內孔板的最優化結構,對煙道內導流板和除塵器入口喇叭口內氣流均布板進行設計驗證,力爭達到:①使單個除塵器內的煙氣流量基本一致;②進入除塵器時流場分布符合業主要求,即大部分煙氣不直接沖擊到袋式初塵器上。

      即除塵器入口截面煙氣流速相對偏差<15%,通過橫截面積最大值和最小值間的偏差<±20%,除塵器入口到出口的總壓損失最小,并確定喇叭口內多孔板最佳開孔方式及開孔率。

      東莞市泓業環保工程有限公司是一家長期致力于通風除塵設備、除塵處理工程、通風降溫工程、工業除塵設備等設計安裝的科技型民營企業,公司擁有專業的開發,設計技術人員,熟練的工程安裝隊伍、精湛的維護技術人員,擁有多項大規模、高要求的環保工程經驗,公司同事抱著:顧客至上、質量第一,的服務宗旨,客戶滿意就是我們永恒的追求。

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