熱電公司袋式除塵器的氣流分布特點(diǎn)

白冰

（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 托克托 010206）

熱電公司袋式除塵器的氣流分布特點(diǎn)

白冰

（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 托克托 010206）

介紹了呼和浩特某熱電公司低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹（LPPJFF）袋式除塵器的氣流分布特點(diǎn)，通過CFD模擬校驗(yàn)，結(jié)果顯示了設(shè)置氣流分布板對布袋安全、高效運(yùn)行的重要性。

低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹（LPPJFF）;袋式除塵器;氣流分布

1 項(xiàng)目概況

呼和浩特某熱電公司安裝的2×300MW燃煤機(jī)組，輔機(jī)通過設(shè)計(jì)論證和招投標(biāo)，除塵器采用了清華同方環(huán)境有限公司引進(jìn)德國魯奇公司的低壓脈沖旋轉(zhuǎn)噴吹（LPPJFF）袋式除塵技術(shù)，進(jìn)氣采用平進(jìn)平出式，5單元（通道）、10袋束，外濾式、在線清灰、離線檢修。過濾面積為38,256m2。

袋式除塵器的技術(shù)參數(shù)為：設(shè)備型號LPPJFF1144×10；設(shè)備名稱為低壓旋轉(zhuǎn)噴吹脈沖清灰袋式除塵器；設(shè)備型式為平進(jìn)平出式、外濾式、在線清灰。項(xiàng)目的主要技術(shù)參數(shù)見表列。

2 袋式除塵器的氣流分布

影響袋式除塵設(shè)備除塵效率和濾袋壽命的因素很多，其中煙氣進(jìn)入除塵設(shè)備時(shí)的分布狀況是關(guān)鍵因素之一。氣流分布均勻性的影響因素主要有進(jìn)、出煙道的幾何形狀及尺寸、進(jìn)氣管道的氣流狀況、氣流分布的布置及開孔率。在袋式除塵設(shè)備的進(jìn)氣煙箱中放置氣流分布板是改善氣流分布的有效方法。

由于除塵設(shè)備的入口斷面往往要比前面煙道的截面大很多倍，也就是煙氣由煙道進(jìn)入除塵設(shè)備時(shí)有一個(gè)面積擴(kuò)散比很大的喇叭口。如果除塵設(shè)備入口處不安裝氣流分布板，則氣流勢必成為如下流動狀態(tài)： 即中間流速大，流線稠密； 周圍流速小，流線稀薄。如果在除塵設(shè)備入口處裝上氣流均勻分布板（一般為一層到三層多孔金屬板），則會迫使氣流重新分布，使稀稠差距懸殊的流線趨于均勻，因而氣流充滿整個(gè)空間。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：氣流分布板相當(dāng)一個(gè)大的節(jié)流多孔板，氣流遇上節(jié)流板后，由于中間速度大的氣流動能最大，故其受到的節(jié)流阻力也最大，動能減少程度最大，根據(jù)能量守桓原理，一部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，亦即中間氣流受阻后靜壓必然增大。當(dāng)壓力超過周圍壓力后，氣流自然就會向四周擴(kuò)散，從而使氣流充滿空間而趨向均勻，此時(shí)的壓力相應(yīng)達(dá)到平衡 。

基于上述原理，每個(gè)除塵室的入口喇叭設(shè)置了兩層氣流分布板，第一層氣流分布板開孔率為51%，第二層的氣流分布板分為上、中、下三部分，開孔率分別為25.5%、38.25%、51%，入口氣流分布板（雙層）布置見圖1。

圖1 入口氣流分布板（雙層）布置

技術(shù)參數(shù)匯總表

3 袋式除塵器氣流分布板的數(shù)值模擬及結(jié)果分析

從圖1可以看出，除塵器入口喇叭斷面為梯形斷面，中間放置兩層圓孔型的氣流分布板。煙氣以11m/s的速度由喇叭入口進(jìn)入，經(jīng)過兩層氣流分布板后流出進(jìn)入過濾袋室。以實(shí)際尺寸用Gambit建立進(jìn)口喇叭的模型，氣流分布板設(shè)為無厚度的圓形均布孔板，如圖2所示的進(jìn)氣喇叭的Gambit構(gòu)體，利用Tgrid程序?qū)δＰ瓦M(jìn)行網(wǎng)格劃分。

除塵設(shè)備所處理煙氣為氣固兩相流，采用標(biāo)準(zhǔn) k-ε雙方程模型描述湍流模型， 用 SIMPLEC算法計(jì)算氣相速度場，采用FSRT模型Lagrange 法計(jì)算顆粒場特性，然后將計(jì)算得出的顆粒場與氣相場耦合，直到得出滿意的結(jié)果為止。這是一種計(jì)算氣固兩相流動的行之有效的數(shù)值模擬方法。煙氣的進(jìn)口為速度入口（velocity-inlet）邊界條件，出口為自由出流（outflow）邊界條件，氣流均布板及固體壁面為無滑移壁面（wall）邊界條件，顆粒相在壁面上取為彈性反射條件。

圖2 進(jìn)氣喇叭Gambit構(gòu)體

圖3所示的無氣流分布板時(shí)的速度矢量圖為未放置氣流分布板之前的速度矢量圖，可以明顯看出進(jìn)氣煙箱的中上部區(qū)域速度高且氣流集中，而兩側(cè)及下部氣流量少且速度低，與理論上是一致的。圖4所示的設(shè)置兩層氣流分布板時(shí)的速度矢量圖為放置雙層分布板之后的速度矢量圖，進(jìn)氣煙箱出口的煙氣流場分布明顯改善，較為均勻。氣流不再集中于進(jìn)氣煙箱的中上部，而是比較均勻地分散于整個(gè)空間，在出口的頂部氣流速度稍大一點(diǎn)，這是由于氣流分布板與進(jìn)氣煙箱上壁面之間的間隙所造成的，與實(shí)際情況相符。

圖3 無氣流分布板時(shí)的速度矢量圖

圖4 設(shè)置兩層氣流分布板時(shí)的速度矢量圖

4 結(jié)論

（1）通過對煙氣的數(shù)值模擬，證明了在袋式除塵器進(jìn)氣煙箱斷面放置氣流均布板，同時(shí)控制氣流均布板的開孔率，可降低氣流速度，使氣流分布均勻。

（2）在袋式除塵器進(jìn)氣煙箱斷面放置氣流均布板，可延長濾袋的使用壽命，防止濾袋由于局部氣流速度高、氣流量大，導(dǎo)致部分濾袋損壞而造成環(huán)境污染。

韓占忠，王敬，蘭小平.FLUENT流體工程仿真計(jì)算實(shí)例與應(yīng)用[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2004.

Airflow Distribution Characteristic of Bag-hose Precipitator in Heat and Power Plant

BAI Bing
(Inner Mongolia Datang Togtoh Power Limited Liability Company, Huhehaote 010206, China)

The paper introduces the airflow distribution characteristic of bag-hose precipitator with LPPJFF in a certain heat and power plant of Huhehaote. Based on the CFD simulating checkout, the result shows the importance of airflow distribution board on bag security and operation with high efficiency.

LPPJFF; bag-hose precipitator; airflow distribution

X701.2

A

1006-5377（2014）01-0038-03