影響袋式除塵器的除塵效率和運行穩定

我國己經成為了世界上大氣污染嚴重的之一，大氣懸浮顆粒物對人類的健康與農作物生長帶來的危害，關系人民福社。我國的能源結構決定了燃煤電廠在電力行業中的中堅地位，所帶來煤煙型污染成為了我國大氣污染的主要形式。近年來，對顆粒物排放標準的要求日益嚴格，袋式除塵器以其的除塵效率逐步成為了燃煤電廠除塵的關鍵設備。顆粒物污染雖然在一定程度上得到了控制，但也暴露出了諸多問題。通過對燃煤電廠袋式除塵器實際使用情況的調研及分析，發現袋式除塵器內流場的不均勻會增大設備的運行阻力，減少濾袋的使用壽命，嚴重影響袋式除塵器的除塵效率和運行穩定。
由于袋式除塵器對密封性要求嚴格，且結構復雜，導致使用實驗手段直接測試的難度較大。本文針對袋式除塵器內流場氣流分布不均勻的問題，以某燃煤電廠的直通式下進風袋式除塵器作為研究對象，利用計算流體力學(CFD)軟件Fluent，研究了不同的過濾速度對除塵器內部氣流分布的影響，分析了造成濾袋破損現象出現的原因和濾袋易出現破損的位置，提出合理的過濾速度選取范圍。
選取合理的過濾速度，根據該速度下除塵器內流場氣流分布的不均勻性，提出了對除塵器進風管和灰斗內導流裝置的結構優化設計方案，通過大量數值模擬計算，分析井得到了較為合理的設計方案，可實現直通式下進風袋式除塵器內流場氣流的均勻分布。應用歐拉一拉格朗日離散相模型，分析了不同粒徑的粉塵顆粒在結構優化前后模型中的運動規律，驗證了結構優化方案的有效性。
模擬計算結果表明，過濾速度嚴重影響著直通式下進風袋式除塵器內部氣流分配的均勻性；隨著過濾速度的增大，進風口處射流作用加劇，氣流對濾袋底部的直接沖刷會造成濾袋的磨損，各濾袋處理的氣流量呈現前端偏小，后端過大的情況；過濾速度在0.5}0.8m/min之間是較為合適的工況條件，但氣流分布仍不均勻；在進風管的結構優化中，使用帶導流彎頭可以有效的減弱進風處的射流作用，避免了氣流對濾袋底部的直接沖刷，延長濾袋的使用壽命；在灰斗內添加的三種導流裝置，都可以有效地改善氣流分配的均勻性，其中梯形導流板對系統的運行阻力影響小，對除塵器內流場的組織為均勻，且間隙速度是三種模型中較好的，經RMS氣流均勻性判定標準計算，表明氣流分布；在相同的過濾速度下，結構優化后的模型對粒徑1OOμm以下的顆粒的捕集效果比未優化的模型好，且各濾袋捕集的顆粒量均勻，粒徑150μm左右的顆粒一部分被濾袋下部捕集，一部分沉降于灰斗，300μm的大顆粒受重力作用直接沉降在灰斗中，表明了結構優化方案的有效性。本文的研究結論可以改善直通式下進風袋式除塵器內流場的均勻性，為提高除塵效率和延長濾袋使用壽命提供重要的理論依據。