電除塵器氣流分布模擬試驗(yàn)研究

王劍鋒

（龍巖市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，福建 龍巖 364000）

前言：影響電除塵器收塵效率的因素很多，其中氣流分布是一個重要因素，國內(nèi)外的某些設(shè)計通常用增大收塵極面積、增加電場長度或增多電場數(shù)量去彌補(bǔ)收塵效率不高的缺陷，但這樣往往使一次投資和長期運(yùn)行費(fèi)用增大。相比之下，應(yīng)用氣流分布技術(shù)，進(jìn)行氣流分布調(diào)整，對進(jìn)口喇叭及內(nèi)部系統(tǒng)稍加改造就可使除塵效率明顯提高。本文通過對曲靖電廠一期2X300MW機(jī)組電除塵器改造項(xiàng)目的研究，通過氣流分布模擬試驗(yàn)，找出適合該除塵器氣流均布要求的氣流分布版型，供設(shè)計時參考。

1 電除塵器本體結(jié)構(gòu)

該電除塵器采用BES型雙列雙室五電場結(jié)構(gòu)。兩列除塵器及其進(jìn)出口煙道相對于鍋爐中心線對稱布置，每個室各有一對進(jìn)出口喇叭。處理煙氣量為200萬m3/h,入口含塵濃度為83g/Nm3，除塵效率≥99.84%，設(shè)備阻力＜294Pa。進(jìn)口喇叭上、下擴(kuò)張角分別為65°和80°，橫向單邊擴(kuò)張角為47°。

2 試驗(yàn)裝置設(shè)計

模型與原型的比例為1：12，總體布置如圖1所示[1]，進(jìn)口喇叭模型如圖2所示。進(jìn)口喇叭內(nèi)部設(shè)置了三層氣流分布多孔板，其作用是，一方面通過增加氣流阻力，把孔板前面的大范圍紊流分割成小范圍紊流[2]，使氣流在較短的距離上大大減弱紊亂的強(qiáng)度，另一方面使原來向四周擴(kuò)散而不與分布板垂直的氣流經(jīng)過孔板后流向得到改善。從喇叭小口到大口分布板編號為（一）、（二）、（三）。按初步設(shè)計方案，各孔板開孔率分別取40%、30%和30%，孔徑均為φ50mm。為使氣流均勻分布且流向得到改善，在分布板上設(shè)置了橫向?qū)Я魅~片和縱向?qū)Я魅~片，橫向?qū)Я魅~片寬210mm，均向下傾斜45°安裝；縱向葉片寬150mm，均垂直于孔板安裝。分布板（一）至（三）分別在背氣流面、迎氣流面和背氣流面均勻布置了6、7、8片縱向葉片。分布板（一）不設(shè)置橫向葉片，分布板（二）在背氣流面設(shè)置11片橫向葉片，其中上部5片，下部6片，分布板（三）在迎氣流面設(shè)置了11片橫向葉片，其中上部5片，下部6片。由于氣流經(jīng)過三層孔板后容易產(chǎn)生氣流分離現(xiàn)象，即出現(xiàn)電場斷面中間小、四周大的氣流分布，根據(jù)以往試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計原則，在分布板（三）中間區(qū)域的開孔率適當(dāng)?shù)赜?0%調(diào)整為40%，以減小分布板中間阻力，相應(yīng)提高中間區(qū)域風(fēng)速，如圖3所示。上述孔板及其導(dǎo)流葉片構(gòu)成了進(jìn)口喇叭的氣流均布裝置。

圖1 模型布置示意圖

圖2 進(jìn)口喇叭模型布置示意圖

圖3 孔板（三）開孔率布置

3 模型測點(diǎn)布置

3.1 進(jìn)口管道壓力測點(diǎn)布置

進(jìn)口管道測試斷面設(shè)置在各分支垂直段上，如圖1所示。管道截面為333.3mm×226.7mm，測孔開在管道側(cè)部，等距離開了10個測孔，孔距33.3mm，每個測孔布8個測點(diǎn)，點(diǎn)距33.3mm。這樣，每個管道各設(shè)置了80個測點(diǎn)。在進(jìn)口測試斷面上測試氣流壓力，計算流速、流量、兩側(cè)流量相對偏差。

3.2 電場氣流速度測點(diǎn)布置

測試斷面設(shè)置在第一、二電場模擬極板前端，在每個室對應(yīng)各氣流通道中心的殼體頂板上開兩排測孔，每排10個孔，沿極板高度布16行測點(diǎn)。兩個室共四個測試斷面，每個斷面均設(shè)置了160個測點(diǎn)。利用電子微風(fēng)儀測試電場斷面上各點(diǎn)的風(fēng)速，統(tǒng)計斷面平均風(fēng)速及風(fēng)速場分布的相對均方根差值

4 測試儀器

傾斜微壓計，量程0～1400Pa，粘度為±1%；標(biāo)準(zhǔn)皮托管，修正系數(shù)；EY3-2A型電子微風(fēng)儀，量程0.05～1m/s，1～30m/s。

5 氣流分布模型試驗(yàn)

模型安裝完以后，首先檢查制作與安裝質(zhì)量，確保安裝無誤，然后進(jìn)行流量分配試驗(yàn)[3]。試驗(yàn)結(jié)果是，右室管道流量大于雙室平均流量7.47%，沒有達(dá)到設(shè)計要求。故對總進(jìn)口管道的導(dǎo)流板位置進(jìn)行調(diào)整，如圖4。導(dǎo)流板調(diào)整好后，再次進(jìn)行流量分配試驗(yàn)，管道流量相對偏差為±1.52%，符合設(shè)計要求, 兩室流量分配試驗(yàn)符合設(shè)計要求后，接下去進(jìn)行電場氣流分布試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果并不理想，均方根差值在0.2以上，于是對左右二室分布板三進(jìn)行調(diào)整，最終調(diào)試結(jié)果如圖5，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：左室第一電場入口測試斷面平均風(fēng)速1.171m/s，氣流分布相對均方根差為0.184，第二電場入口斷面平均風(fēng)速0.962m/s，相對均方根差為0.166；右室第一電場測試斷面平均風(fēng)速1.132m/s，相對均方根差為0.183，第二電場測試斷面平均風(fēng)速0.940m/s，相對均方根差為0.163。各電場測試斷面風(fēng)速場分布的相對均方根差值都小于0.2，說明電場內(nèi)氣流分布均勻性符合設(shè)計要求。

6 試驗(yàn)結(jié)論

為便于分析，將各試驗(yàn)結(jié)果匯總于表1，從表1可知，該除塵器模型經(jīng)氣流均布試驗(yàn)，在進(jìn)口管道內(nèi)增設(shè)了阻流板，并合理地設(shè)置進(jìn)口喇叭氣流均布裝置，從而使模型流量分配和電場氣流分布等指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求，總結(jié)如下：

（1）按上述原則確定進(jìn)口喇叭氣流均布裝置，就能得到比較好的氣流分布。對一些結(jié)構(gòu)類似的電除塵器可只做導(dǎo)流板和分布開孔率局部微調(diào)，不做模型試驗(yàn)。

（2）進(jìn)口喇叭前的擴(kuò)張段對電場斷面寬度方向的氣流分布的影響較大 其氣流均布裝置是調(diào)節(jié)電場寬度方向氣流分布的關(guān)鍵。

（3）由于除塵器模型與原型之間的相似尚有一定的局限性，比如模型的結(jié)構(gòu)作了某些簡化，模型前后僅起止于空氣預(yù)熱器和除塵器出口管道，模型比原型小得多，制作精度有限等，因而，原型與模型的氣流分布難免存在一些誤差。因此，在除塵器安裝好后，應(yīng)認(rèn)真檢查氣流均布裝置和流量分配導(dǎo)流裝置的安裝質(zhì)量，確保其符合設(shè)計要求。然后進(jìn)行氣密性檢查，使本體漏風(fēng)率小于3%。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行氣流分布均勻性和流量分配驗(yàn)證，必要時對分布板三開孔率和導(dǎo)流板作局部微調(diào)，以確保氣流分布均勻性和流量分配達(dá)標(biāo)。

表1 氣流分布試驗(yàn)匯總表

圖4 導(dǎo)流板布置圖

圖5 調(diào)整后分布板三開孔率布置圖

附表1 電除塵器模型進(jìn)口管道左側(cè)壓力測試記錄表（左側(cè)進(jìn)口管道動壓值（Pa））

附表2 電除塵器模型進(jìn)口管道右側(cè)壓力測試記錄表

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[1]潘民興.電除塵器氣流模型的設(shè)置［J］．通風(fēng)除塵，1994，（3）．

[2]林宏，劉后啟.電收塵器［S］.中國建筑工業(yè)出版社，1987．

[3]JB/T7671-2007 電除塵器氣流分布模擬試驗(yàn)方法［J］.