电改袋式除尘器气流分布数值模拟
袋式除尘器中气体流态特性的数值模拟
袋式除尘器中气体流态特性的数值模拟引言:袋式除尘器是一种常用的工业设备，用于去除工业生产过程中产生的粉尘和颗粒物。
其工作原理是将气体通过滤袋，通过过滤袋的孔隙，将其中的颗粒物截留下来，从而使气体得到净化。
为了更好地了解袋式除尘器中气体流态特性，提高除尘效率和设备性能，进行数值模拟研究具有重要的意义。
一、数值模拟的背景和意义袋式除尘器作为一种重要的空气净化设备，广泛应用于石化、冶金、化工等工业领域。
通过进行袋式除尘器中气体流态特性的数值模拟，可以更好地了解流体内的各种流动现象，并优化设备设计和操作参数，以提高除尘效率。
二、数值模拟方法在进行袋式除尘器中气体流态特性的数值模拟时，需要选择合适的数值模拟方法。
常用的方法包括欧拉方法和拉格朗日方法。
欧拉方法适用于模拟流体场的宏观性质，如流速、压力分布等。
而拉格朗日方法可以追踪入口气体中颗粒物的运动轨迹和浓度分布，用于研究颗粒物的分离和聚集过程。
三、数值模拟的主要内容和步骤1. 几何模型建立：根据袋式除尘器的实际结构和尺寸，建立几何模型。
可以利用计算机辅助设计软件进行建模，获取几何模型的三维数据。
2. 假设和边界条件设置：根据实际工况和研究目的，假设适当的条件，如气体流动速度、颗粒物浓度分布等。
同时设置适当的边界条件来模拟实际工况。
3. 数值模拟软件选择：根据具体需求和研究目的，选择适合的数值模拟软件进行模拟计算。
常用的软件有FLUENT、COMSOL等。
4. 网格划分：将几何模型划分为网格单元，数值求解的精度和计算时间与网格划分的细致程度有关。
在划分网格时，应尽量保证几何模型的复杂性和细节得到保留。
5. 数值计算：根据模型和边界条件，利用数值模拟软件进行计算。
通过迭代求解流场和颗粒物运动方程，得到气体流态特性的数值解。
6. 结果分析与优化：根据计算结果，对流场和颗粒物运动状态进行分析，并进一步优化袋式除尘器的结构和操作参数。
四、数值模拟结果的影响因素袋式除尘器中气体流态特性的数值模拟结果受到多种因素的影响，包括颗粒物特性、气体流速、滤袋材料和结构等。
HJ2039-2014火电厂除尘工程技术规范
HJ2039-2014⽕电⼚除尘⼯程技术规范中华⼈民共和国国家环境保护标准HJ2039-2014⽕电⼚除尘⼯程技术规范Technicalspecificationsfordedustingengineeringofthermalpowerplants（发布稿）本电⼦版为发布稿。
请以中国环境科学出版社出版的正式标准⽂本为准。
2014-06-10发布2014-09-01实施环境保护部发布II⽬次前⾔ (I)1适⽤范围 (1)2规范性引⽤⽂件 (1)3术语和定义 (3)6⼯艺设计 (7)7主要⼯艺设备 (19)8检测与过程控制 (20)9主要辅助⼯程 (22)10劳动安全、职业卫⽣与消防 (25)11施⼯与验收 (26)12运⾏和维护 (27)附录A（资料性附录）除尘器技术参数 (31)附录B（资料性附录）电除尘器选型步骤 (34)附录C（资料性附录）袋式除尘器选型步骤 (35)附录D（资料性附录）电除尘⾼压电源的特性及⽐较 (36)附录E（资料性附录）电除尘器⾼压⾼频电源技术要求 (38)附录F（资料性附录）电除尘器升压记录表 (40)附录G（资料性附录）电除尘器运⾏记录表 (41)附录H（资料性附录）袋式除尘器运⾏记录表 (42)附录I（资料性附录）电袋复合除尘器运⾏记录表 (43)I前⾔为贯彻执⾏《中华⼈民共和国环境保护法》、《中华⼈民共和国⼤⽓污染防治法》，规范⽕电⼚除尘⼯程建设和运⾏管理，改善⼤⽓环境质量，制定本标准。
本标准规定了⽕电⼚除尘⼯程的设计、施⼯、验收、运⾏和维护等技术要求。
本标准为指导性⽂件。
本标准为⾸次发布。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。
本标准主要起草单位：北京市环境保护科学研究院、国电环境保护研究院、清华⼤学、浙江菲达环保科技股份有限公司、⼭东奥博环保科技有限公司、江苏新中环保股份有限公司、福建龙净环保股份有限公司本标准由环境保护部解释。
1⽕电⼚除尘⼯程技术规范1适⽤范围本标准规定了⽕电⼚烟（粉）尘的治理原则和措施，以及除尘⼯程设计、施⼯、验收、运⾏和维护等技术要求。
5000t／d回转窑窑尾电除尘器气流分布数值模拟研究
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｌ ｔｏ ｆ ｉ ｏ ｄ ｓｒ ｂ ｔ ｎ ｉ ｌｃ ｒ ｃ ｌ ｒ ｃ ｐ ｔ ｔｏ ｆ５ Ｏ ｄ ｃ ｉ ｋ ｒｋ ｌ ｍ ｒｃ ｌ ｍｕ ａ ｎ ｏ ｒｆ ｗ ｉｔ ｉ ｕ ｉ ｅｅ ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ｉａ ｎ ｏ Ｏ Ｏｔ ｌ ｅ ｉ ｓ ｉ ａ ｌ ｏ ｎ ｐ ｉ ／ ｎ ｎ
丰
（． １西安建筑科技大学， 环境与市政工程学 院 ， 陕西 西安 ７ ０ ５ ； ． １ ０ ５ ２ 河南 中材环保有限公司 ， 河南 平顶山 ４ ７ ０ ） ６０ ０
摘 要 ： 用 Ｆｕｎ 软 件 ， ５ ０ ｔ 应 ｌｅｔ 对 ０ ０／ 泥 熟料 窑 窑 尾 电 除 尘 器 的 气流 分 布 进 行 了数 值 模 拟 研 究 。 主 要 内容 包括 ： 同工 况 下 ｄ水 不
两台除尘器的进 口气体体积 流量分配 ； 第一电场进 口断面气流速度 分布及灰斗 内扰 流情况。根 据数值模拟结果 ， 通过调整 气
流分布板形式 ， 进 口断面气流分布得 到改善并达到 Ｒ Ｍ标 准的 良好级 别 ； 使 Ｓ 在灰 斗 内设置灰斗挡风板 ， 使灰 斗 内的扰流现 象 得到 明显 改善 ； 同时计 算 出不 同工况下两 台除尘器进 口气体体积流量偏差均小 于 １％。 ０
Ｄａ ｇ Ｘｉｏ ｎ ＬｕＴｉｇ ， ｎ ａ ｑｉｇ ， ｉ ｎ ’ Ｈｕ Ｈｏｎ ｈ ｎ ， ａ ｇ Ｙｉ ’ Ｈｏ ａｎ ｃ ａ Ｍｉｏ Ｙｉｇ ｕ（． ｃ ｏ ｌｏ ｖｒｎ ｎａ＆ Ｍｕ ｇｓ ｅ ｇ’Ｚｈ ｎ ｑｉ ， ｕ Ｇｕ ｇ ｈ ｏ ， ａ ｎ ｙ １ Ｓ ｈ ｏ ｆＥｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌ — ｎｃｐ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｘｉ ｎＵｎｖ ｒｉ ｆ ｃ ｉ ｃｕ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ｎ ｉＸｉ ｎ ７ ０ ５ ） ｉｉａ ｇｎ ｅ ｎ ， ’ ｉｅｓｔ ｏ ｈｔ ｔｒ Ｅ ｉ ａ ｙ Ａｒ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｓ ａ ｘ， ’ ， １ ０ ５ ａ
袋式除尘器气流分布数值计算研究
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｎ ｕｍ ｅｒ ｉ ｃ ａｌ ｃ ａｌ ｃｕｌ ａｔ ｉ ｏｎ． Ｇａ ｓ Ｆｌ ｏｗ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕｔ ｉ ｏｎ ． ｂａｇ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅｒ ：
下 游 滤 袋单 元 处理 气 量偏 大 ， 中 游 滤 袋 单元 处理 气 量 较 小 ， 最 大 流 量 与 最 小 流 量偏 差 为 ２ ２ ． ３ ％； 靠近除 尘器进 １ ： ２ 处
灰 斗 内 存在 气 流 回 流 特 性 ， 易造 成 粉 尘 的 二 次 附 着 现 象 。 关键词 ： 数值计 算； 气流分布 ； 袋 式 除 尘 器
流动 ， 整个 计算 过程 为等 温过 程 。通 过试 算 比较 ， 本
文 采用 了适 用 范 围广 的标 准 ｋ一８湍 流模 型 计 算袋 式 除尘 器 内气 流流动 ， 连 续性方 程 ：
—— ＋ ＋ —— ＋ ＋ —— ： 一 ＝ ： ｕ ： 一
袋 式 除尘器 内各 除尘 室及 各 除尘单 元之 间 的气流 分 布 是否 均匀 直接 关 系到 除尘 系统 的运行 阻力 及滤 袋 的使用 寿命 ， 是袋 式 除尘器 的关 键技 术之 一 ， 也是 目 前 燃煤 电厂 应用 大 型袋式 除尘 器普 遍关 注 的问题 之
胡厚 堂 ， 陆 斌
（ 国电环境 保护 研究 院 ， 江苏 南 京
２ １ ０ ０ ３ １ ）
摘要： 采 用 结构 化 ／ 非 结 构 化 混 合 网格 技 术 、 多孔 介 质 模 型 及 一 两 方 程 湍 流模 型 ， 对 某 袋 式 除 尘 器及 进 出 口管 道 内 的 气 体 流 场 进 行 了数 值 计 算 。 计 算 结 果 表 明 ， 合理布置导流板 后 ， 袋式除 尘器两箱体 流量偏 差为 １ ． ８ ％； 除尘 器
热电公司袋式除尘器的气流分布特点
１ － ２ ７ ｉ － ２ ： ： ： ： １ ： ： 唧： ：
开 拍 ； １
２ 袋式除尘器 的气流分布
影 响袋 式 除尘设 备 除尘 效率 和滤 袋 寿命 的 因素很 多 ，其 中烟气进人除尘设备时 的分布状况是关键 因素之
关键词 ： 低压脉 冲旋转喷吹 （ Ｌ Ｐ Ｐ Ｊ Ｆ Ｆ ）； 袋式除尘器； 气流分布
中图分类号 ： Ｘ ７ ０ １ ． ２ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ５ ３ ７ ７（ ２ ０ １ ４ ）０ １ — ０ ０ ３ ８ — ０ ３
备人 口处装上气流均匀分布板 （ 一般为一层 到三层 多孔
保 证效率 （ ） 入 口温 度 （ 正常） （ ℃） 出 口温 度 （ 正常） （ ℃） 入 口粉尘 浓度 （ ｇ ／ Ｎ ｍ ３ ） 出 口粉 尘浓度 （ ｍ Ｎ ｍ 。 ） 处理烟气量 （ 设计值 ） （ ｍ 。 ／ ｈ ）
１ 年
≤１ ０ ００ ≤１ ５ ００
设备 阻力 设计值 （ Ｐ ａ ）
滤 料 寿 命 终 期
每 台除尘器 室数 （ 个） 过滤面积 （ ｍ ／ 台）
过 滤 风速 （ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ）
３ ８， ５ ２６ Ｏ． ９ ９
袋束数／ 每室 袋束数 （ 个） 滤袋 总数 （ 条） 滤 袋材质 滤 袋规格 滤袋 设计使用温度／ 寿命 （ ￣ Ｃ／ ｈ ） 滤袋使用最 高瞬时温度／ 时间 （ ￣ Ｃ／ ｈ ） 滤 笼材质 电磁脉冲 阀型 式及 规格 （ 英寸） 脉冲 阀数量 （ 个） 机械 开阀时间 （ Ｓ ） 清灰气源压 力 （ ￣ Ⅱ ） ａ ） 清灰气源用量 （ ｍ 。 ／ ｍ ｉ ｎ ） 流化风气源用量与压 力 （ ｍ 。 ／ ｍ ｉ ｎ ，ｋ Ｐ ａ ） 旁路 阀密封耗气量 （ Ｉ Ｉ ｌ ３ ／ ｍ ｉ ｎ ） 喷水 降温 耗 水量 （ ｔ ／ ｈ ） 每 台除尘器灰 斗数 （ 个） 灰斗接 口尺 寸 （ ｍ ｍ ） 设备 总重量 （ ｔ ） 用 电总负荷 （ ｋ ｗ ）
电除尘器前烟道流量分配的数值模拟
电除尘器前烟道流量分配的数值模拟摘要：针对新疆某电厂电除尘器入口气流不均匀导致的除尘效率低的问题，通过在除尘器前烟道内的增加导流板和气流挡板的方法，来优化流量的分配。
本文使用数值模拟的方法对优化前后的电除尘器入口气流流量分配进行计算。
关键词除尘器前烟道，流量分配，数值模拟1引言影响电除尘器除尘效率的因素主要有：粉尘的比电阻影响、气流的均匀性、除尘器进口的含尘浓度、漏风、烟气量、极板间距等。
经过多个电厂对于本厂所用电除尘器的历史测量数据分析、竣工图的查阅等工作，可以认为粉尘的比电阻影响、漏风、集尘极的振动、烟气量、极板间距等因素不是造成除尘器效率低的主要原因[1,2]。
要想对烟道的结构进行优化目前比较常用的研究方法是借助计算流体动力学（CFD）方法。
CFD方法是一种有效的研究流体动力学的数值预测方法，它能够描述复杂几何体内部的三维流动现象并在整个设计过程中对设计者提供帮助。
在设计的初期，CFD方法可以快速地评价设计并做出修改，而不需要花费原型生产和反复测试的代价；在设计中期，CFD手段用来研究设计变化对于研究对象的影响，减少未预料到的负面影响；在设计完成后，CFD可以提供试验中无法测量的一些流动细节，帮助设计者分析流动现象产生的原因，改进设计。
CFD方法大大减少了设计的费用、时间同时降低了新设计带来的风险。
通过计算流体力学技术可优化电除尘器前烟道的结构，比如增加烟气入口导流板以及气流挡板等，以便得到更均匀的分布流场，为烟道的优化设计提供可靠依据，极大地节省设计时间及费用[3,4]。
本文应用计算流体动力学软件ANSYS Fluent，对新疆某大型火电厂电除尘器前烟道进行了数值分析，并根据分析结果得到了除尘器入口气流流量分配均匀的烟道结构。
2电除尘器前烟道流场的数值模拟本文按照新疆某电厂除尘器前烟道的实际尺寸（如图1所示），在Gambit 软件中建立了计算的几何模型，如图2所示。
图1除尘器前烟道的实际尺寸图2除尘器前烟道的三维计算模型使用三维非结构化网格对全流道进行网格划分。
电除尘器流场、颗粒场及电场的数值模拟研究
电除尘器流场、颗粒场及电场的数值模拟研究发布时间：2021-09-27T08:18:34.070Z 来源：《当代电力文化》2021年15期作者：王俊伟[导读] 现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步王俊伟华能洛阳热电有限责任公司，河南省洛阳市471000摘要：现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，电除尘器(electrostaticprecipitator，ESP)是目前工业应用领域(如电力、冶金、建材、化工等)的主流除尘设备之一，其可在范围很宽的温度、压力和烟尘浓度条件下运行，尤其在领域市场占有率约为70%。
电除尘器通过高压电场放电，使含尘烟气中的颗粒物荷电，在电场力作用下被阳极板吸附收集，并通过振打等方式进行清除脱落，从而实现整个除尘的过程。
随着工业烟气污染物排放标准、政策等的陆续颁布实施，对于电除尘器的性能及其稳定性也提出了更高的要求。
传统电除尘器的除尘效率一般在99.20%~99.85%，阻力一般不超过250Pa，当采用低低温电除尘技术，即在电除尘器前增设烟气冷却器，将烟气温度降至硫酸露点以下时，电除尘效率可达99.9%，甚至更高。
关键词：电除尘器；多相流；气流分布；多物理场引言静电除尘器是火力发电厂重要的环保装置，其作用是脱除燃煤锅炉所排放尾气中的烟尘，保证烟尘排放浓度达到排放标准的要求。
含尘烟气经过静电除尘器时，尘粒在电晕极荷电后向带有相反电荷的收尘极板移动，在收尘极板沉降进入灰斗实现烟尘的脱除。
在静电除尘器运行过程中出现故障，会导致烟尘排放不达标，排除故障以保证除尘器的安全稳定运行尤为重要。
1将流体视为不可压缩非牛顿流体,气流为稳态.2电除尘器流场、颗粒场及电场的数值模拟研究2.1几何模型模型选用实验室电除尘器模型，根据实际模型进行1∶1建模，使用Gambit软件绘制三维立体结构的电除尘器。
电除尘器中电场通道的几何尺寸为长1470mm、宽400mm、高864mm，线板距200mm，进出口烟道截面200mm×200mm;在喇叭口处共设置3块气流分布板，分别设置在距喇叭口进口处195mm、395mm、600mm，厚度为5mm;沿烟气运动方向(自左向右)分别为进口烟道、进口喇叭、电场区、出口喇叭和出口烟道。
袋式除尘器气流组织的数值模拟分析
际运行条件 下的内部 气流进 行了数值模拟 。该工程 的电 进 风 口距过滤 室４ ５ ． ｍ。将模 型设置 成轴对称 图形 ，滤 除尘器 改造为袋式除尘器后 ，经过近 ３ 的使用 ，布袋 料材质 采用ＨＢ ２ 年 Ｔ－ 梯度滤料 。 １２ 模型 的边界条 件和初 始条件 ． 出现破损 ，破 损位置在进风 口的前 ３ 的整条 布袋 、每 排
建 立 的 除 尘器 过 滤 单 元 有 １ ６×２ 布 袋 ，布 置 ７ 条 １０ ５ ０ （ ６ ×６ ０ ｍｍ），布袋距边壁箱 体距离０ ４ ｍ，袋 ．０
的布袋 或某条 布袋的某个 位置破损 ，如不及 时处理 ，该 方 式为 ８ ｝ ２×２ ，迎 风 面８ ￣２ Ｎ 条布 袋 ，单条 布 袋尺 寸
２ｆ ８
式 中：Ｒｅ 为雷诺数 ； 巾为水力直径 ，ｍ。
（） 多孔介质边界 条件 ２
ｌ
维普资讯
图３ 中过 滤单元 的颜 色梯度 代表速度 的大小 ，由上 而下依次减小 ，箱体 内花板 下０ ２ —０ ８ｍ处 气流速 度 ．０ ．０
体 内其它部位 ，布 袋下半部分的气流速度约０ ３ｍ／ ， ．０ ｓ 由此可 看 出箱 体 内的气 流分布 ，最 大气 流速 度约 是最 小气流速度的 ｌ倍 。过滤室 内的气流 自由流动 ， 自由分 ０
薄膜介质是具有有 限厚度 的，通过它 的压力变化定 和布 袋迎风面的气流速度约为３ Ｏ ｍ／ ，该速度大于箱 ．Ｏ ｓ
基于Fluent的脉冲袋式除尘器内气流流场的数值模拟
Ｋｅ ｒ ｓ ａ — ｉｔ ｒ； ａ ｓ ｆｏ ； ｕ ｎｔ ａｒ ｄ ｓ ｒ ｂ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ：ｂ ｇ ｆｌｅ ｍ ｓ ｌ ｗ Ｆｌ ｅ ； ｉ ｉ ｔ ｉ ｕｔｏｎ
脉 冲袋 式除 尘器 因其 运行 阻 力低 ， 除尘 效 率 高， 占地 面积小 等特 点 ， 广泛 的应 用在 工业 中 。在
目前 ， 冲袋式 除尘 器 内的 气 流 的组 织 不 均 脉 匀 性 易造成 某个 部 位 的滤 袋 破 损 现 象 时有 发 生 ， 如 果不 及时 处理 ， 易造 成 更 大 面 积 的 破损 和环 境 的污染 。为 了研 究 滤 袋 的破 损 原 理 ， 本研 究 对 在
除尘 器 的研究 中， 值 模 拟逐 渐 成 为 有 效 的研 究 数
度 ， 而 减小 了旋 风除 尘器 的压 力损失 ， 三相速 从 从
度上 再现 了流 场 的 变化 情 况 。高 晖 等 用 Ｆ ｕ ｌ—
ｅ ｔ 件对 ＤＭＣ ８ ｎ软 １ ０型袋式 除 尘器 的 整个 流 场进 行 了二维数 值 模 拟 ， 到 了不 同处 理 风 量 和过 滤 得 介质 表观渗 透 率 条件 下 ， 滤袋 过 滤 速 度 和 颗粒 沉 积量 分布规 律 ， 指 出 了该 袋 室 的结 构 设计 缺 陷 并
关 键 词 ： 式 除 尘 器 ； 量 流 量 ； ｌｅ ｔ 气 流 分 布 袋 质 Ｆｕｎ ；
中图分 类号 ： ８ ． ＴＫ ２ ４ ５
文献 标 志码 ：Ａ
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ Ａｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｒ Ｄｉ ｔ ｉ ｕ ｉ ｎ ｍ ｒ ｃ ｌＳｉ ｌ ｔｏ ａ ｙ ｉ ｎ Ａｉ ｓ ｒ ｂ ｔｏ ｏ ｇ ｆｌｅ ｓ ｄ ｏ ｕ ｎｔ ｆＢａ — ｉｔ ｒ Ｂａ ｅ ｎ Ｆｌ ｅ
电袋复合除尘器气流分布的研究与应用
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ６ ７ ４—８ ０ ６ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ —０ ２ ３— ０ ４
～
０ 引 言
新《 火电厂大气污染物排放标准》 （ Ｇ Ｂ １ ３ ２ ２ ３— ２ ０ １ １ ） 规定燃煤 电厂粉尘排 放限值为 ３ ０ ｍ ｇ ／ ｍ １ １ ，
部 分应该 达 到 的设 计 优势 。 为此， 许 多厂 家在设 计 时 ， 为了提 高 电场 内气流 的均匀性 ， 同时 为 了能降低 设备 成本 ， 将滤 袋过 滤室 的前壁板 和分 室 板 去 掉 ， 只在净气室设置 分室板。
（ １ ） 由于 电袋 复合 除尘 器 的最 终 除 尘效 果 取 决
２ ０ １ ４年 ２月
电
力
科
技
与 环
保
第３ Ｏ卷
第１ 期
电袋 复合 除 尘器 气 流 分 布 的研 究 与 应 用
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｇ ａ ｓ ｌ ｆ ｏ ｗ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｏ ｉ ｌ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ— — ｂ ａ ｇ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ—ｂ ａ ｇ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｐ ｉ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ （ ＥＢＰ） ； ｇ ａ ｓ ｆ ｌ ｏ ｗ ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ
袋式除尘器气流组织的数值模拟分析
袋式除尘器气流组织的数值模拟分析袋式除尘器是一种常见的大气污染控制设备，主要用于工业生产中对空气中的颗粒物进行过滤和净化。
在袋式除尘器中，颗粒物和污染物被通过滤袋的过滤作用分离，从而达到净化空气的目的。
在该文档中，将对袋式除尘器气流组织的数值模拟分析进行探讨。
袋式除尘器通常由烟气进口、空气分布器、滤袋、清灰系统、出口等组成。
其中，滤袋是袋式除尘器的核心部件。
气流组织的数值模拟对袋式除尘器的设计和优化具有重要作用，可以有效地提高袋式除尘器的净化效率和运行稳定性。
袋式除尘器的气流组织包括了入口气流、空气分布、过滤和清灰等环节。
在入口气流中，主要以烟气的流动速度和方向，对袋式除尘器的性能影响很大。
经过优化的气流速度和方向，可以使得烟气在滤袋中均匀分布，从而达到更好的过滤效果。
空气分布器是袋式除尘器中的关键设备，通过调整其结构和设置的位置，可以对气流组织进行更精细的调整和优化。
如将分布器放在入口处，可以均匀分配烟气入口流量，减小局部阻力，从而提高过滤效率和清洁程度。
在分布器中，不同的结构形式和尺寸设置可以影响气流的变化和传递，从而对整体的过滤效果和能耗有重要作用。
过滤是袋式除尘器中的核心部分，是通过滤袋将空气中的颗粒物过滤掉的过程。
其中，滤袋的材质、尺寸、数量等都会影响气流组织和过滤效果。
在数值模拟过程中，通过模拟滤袋表面的沉积物，可以预测滤袋的清洁度和清灰周期，从而为设备的运行和维护提供参考。
清灰是袋式除尘器中的清除过滤袋上沉积物的过程。
清灰方式和频率也会直接影响气流组织和过滤效果。
通过数值模拟，可以对清灰周期和方式进行调整和优化，达到更好的清洁效果和减小能耗的目的。
总体而言，袋式除尘器的气流组织对其过滤效果和工作稳定性有重要影响。
通过数值模拟和实验研究，可以得到最佳的气流组织方案，从而提高设备的效率和运行稳定性，同时降低其维护成本和能耗。
袋式除尘器流场气流均匀性的数值模拟
中图分类号 ： Ｘ ７ ０ １ ． ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３） ０ ９ — ０ ０ １ ７ － ０ ２
该除尘器为侧进风结构形式 ， 其钢结构包括灰 袋式除尘器 由于其 除尘效率高 、 结构简单 、 运行 对象 ， 稳定并且可以处理高浓度含烟尘气体等优点 ，成为 斗 、 上箱体 、 中箱体 、 进出气 口、 出气 口等部分。 模型的 ０ ０ ０ ｍ ｍ的倒四棱锥台， 上 应用最广泛的除尘设备之一 。袋式除尘器 内部气流 基本参数如下：灰斗为高 ４ 分布 比较复杂 ， 除尘器钢结构 、 进气速度和滤袋布置 箱体是长方体 ， 其长为 ７ ７ １ ０ ｍ ｍ， 宽为 ５ ９ ３ ０ ｍ ｍ， 高为 １ ６ ７ ０ ｍ ｍ； 中箱体高为 ３ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 底面尺寸为 １ ０ ０ ０ ｎ Ｍ ＇ ｎ 等都会对其产生较大影响。 Ｘ ５ ０ ０ ｍ ｎ ｌ ， 滤袋 的直 径为 ４ ４ ｍ ｍ， 长为 ３ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 每 场进行数值模拟 ，提 出在进气通道 内添加气流均布 个气室都分布着 １ ５ 个滤袋。 本文利用 Ｇ ａ ｍ ｂ ｉ ｔ 软 件 对 计 算 区 域划 分 网格 ， 采 板 的 改进 措 施 ，但 是 气 流 均 布板 的放 置 角度 的不 同 对 袋式 除尘 器 内部 流场 的 改善 程 度 也 不尽 相 同 。本 用有限体积法对方程计算 区域进行离散。采用结构 文分别对加装与水平面成 ６ ０ ｏ、 ４ ５ ｏ、 ３ ０ ｏ 角布置的气 化和非结构化混合 的方式进行 网格划分 ： 进气 口、 出
《 装备制造技术） ） ２ ０ １ ３ 年第 ９ 期
袋式除尘器流场气流 均匀性 的数值模 拟
杨燕珍 。 温 发 林
电除尘改袋除尘器技术
2、安装除尘器进、出口烟道挡板阀。有些改造可能涉及到烟道和除尘器进、出口的改造。对进入各室的烟气量要精确计算，并进行气流分布实验，保证各室的气流相对均匀。
3、在除尘器壳体内安装烟气导流板和气流均布装置。导流板的设计要考虑防磨。
4、根据净气室和通道的位置，安装入孔门、视窗、走道及扶梯。设立的入孔门要采取密封和保温措施，视窗的设置应能从除尘器外部方便的看到花板的积尘情况。
?在道增设紧急报警和紧急降温装置。
9、特工仪表及控制装置。可以将原电除尘器控制室内的高压电源“请出去”，经改造电气、热控线路后安装用于 袋式除尘器 PLC和PC机上。
10、改造锅炉DCS和操作规程，以适应 袋式除尘器 的运行与管理。
11、改造引风机和电机。
将电除尘器改造为 袋式除尘器 不必“全旁否定”。一般情况下，现有电除尘器边缘壳体、灰斗、框架、烟道、输灰系统都可以保留并继续使用，甚至其挤出和立柱都可以利用。至于 袋式除尘器 的净气室是在原电除尘器壳体内部增设、烟气温度等具体因素确定。
一般的改造工程可分为以下几个步骤：
1、拆除电除尘器内部及顶部的各种部件。包括极板、极线、振打装置、上下框架、整流变压器、多孔板和顶部盖板等，通常只留下一个空壳。
5、滤袋的选择与安装。 袋式除尘器 的滤袋选择主要取决于烟气量、烟气温度、烟气成份、粉尘特性、除尘器的尺寸、安装使用要求及成本。
袋式除尘器滤袋内流场的数值模拟及计算
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｂ ａ ｇ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ； ｎ ｕ ｍｅ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ； ｆ ｌ ｏ ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ
Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ Ｂａ ｇ
ＧＥ Ｌｉ ． ｘ ｉ ｎ ． Ｌ Ｖ Ｓ ｉ ． ｂ ｉ ｎ ． ＺＨＡＮＧ Ｆｅ ｉ
（ １ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ， Ｂ ｅ ｎ ｇ ｂ ｕ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｂ ｅ ｎ ｇ ｂ ｕ ， ２ ３ ３ ０ ３ ０ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ ；
袋式除尘设备是治理大气污染 的重要设备 ， 广 泛应 用 于煤炭 、 工业 、 矿山、 火力 发 电站 等锅 炉 尾 气
的净 化 。袋式 除尘 器 的 滤袋 是 除 尘 的 主要 部 件 ， 布 袋 内部 的流场 分 布对 静 电 除尘 效 果 产 生重 要 影 响 。
和仿 真技术 ， 模拟出气体流场 、 压 强 和 速 度 场 的分 布， 帮助我 们 了解 和研究 流体 内部规 律 ， 为袋式 除尘
的状 况 ， 以布袋 为对 象 的研 究较 少 。布 袋 是 除尘 器
除尘室 中的核 心部 件单 元 ， 本 文 以单个 滤 袋 为研 究 对象 ， 首 先利 用前处 理软件 Ｇ Ａ ＭＢ Ｉ Ｔ建 立滤袋 模 型 ， 然后再利用 Ｆ Ｌ Ｕ Ｅ Ｎ Ｔ建 立 物 理 模 型 并进 行 网 格 划 分， 根据 不 同的入 口气体速 度 和布袋 内外压 强差 ， 进
除尘器入口烟道流场流动力学数值模拟技术
Ｃ ｏ ｌ ａ ｍｉ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ｌ
ｌ 交ｌ 流ｌ 平ｌ 台ｌ Ｉ
，
Ｉ Ｐ ａ ｌ ｐ
一 ｃ ＝
１ （ 考 ＋ ］ ］ ＿ ２ 考 ６
＋
口 １
湍 动ｌ ｔ ｋ 方程： —ｌ ｌ ＋ ● Ｔ － ｂ － ｐ ｎ 。 ￡ Ｆ
壁面 ；对于壁面附近 的区域 ，采用壁面 函数法修正 、 。
根据烟道 布置形 式 ，并 考虑到烟气在烟道 内的流动 情况 ，划分网格时对导流 区域进行 了局部加 密 ，采用六 面体 和楔形混合 网格 。
４ 数值模拟和结果分析
４ ． １ 工 程 案 例 一
图１ 为某工程６ ０ ０ ＭＷ机组除尘器的人 口烟道 ，烟气从 空气预热器出来 以２ １ ． ５ ３ ｍ ／ ｓ 的速度水平进入人 口烟道 ，再
参数 ，包括湍 流强度 Ｉ 和水力 直径Ｄ ，湍流强度Ｉ 按 下式
计算 ：
Ｉ ＝ ’ ／ ｆ ｉ ＝ ０ ． １ ６ （ Ｒ ｅ ｜ ９ ）
其中 ， ’ 和 分别 为湍 流脉 动速 度和平 均 速度 ，
Ｒｅ Ｄ 为按水力直径Ｄ 计算得到 的Ｒ ｅ ｙ ｎ ｏ ｌ ｄ ｓ 数
通过对导流板设计方案的数值模拟确定最终的优化
向上经 过两个 ９ ０ 。弯头 ，沿水平方 向由两个分支 烟道进 入 电袋复合 除尘器 。从 图１ 可见 ，进入除尘 器 的两个 烟
道呈不 对称布置 ，经现场测试 ，人 口烟道 出 口１ 和出 口２ 的流量 偏差达 到 １ ０ ． ７ ６ ％，不能满足要求 。 图２ 给 出了经 Ｃ Ｆ Ｄ 计算 机数值 模拟得 到 的无导 流板 时的烟道 内部断面 的速度云 图 ，可 以看 出 ，由于分支烟
某燃煤电厂锅炉除尘器“电改袋”后问题的数值模拟分析
电 力 科
技 与 环 保
第２ ９卷 第 ３期
某燃 煤 电厂 锅炉 除尘 器 “ 电 改袋 ＂ 后 问题 的 数 值 模 拟 分 析
Ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ＥＳ Ｐ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｂ ａ ｇ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ａ ｃ ｏ ａ ｌ— — ｆ ｉ ｒ ｅ ｄ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｄ ｕ ｓ ｔ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ
尘 气体 近似 为 气相 气流 ， 采用 Ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｂ ｌ ｅ Ｋ—ｓ紊 流模 型进 行该 袋 式 除 尘 器除 尘 空 间流 场 计 算 ， 结 果表 明除 尘 区 中 间
气 流 平 均上 升 速 度 达 到 １ ． ０ｍ／ｓ ， 在 该上 升 气 流作 用 下 大 部 分 颗 粒 物 难 以 自然 沉 积 是 造 成 阻 力 增 大 的 主 要 原 因 之 一； 采 用 长 流 程设 计 除 尘 空 间会 造 成 袋底 下部 空 间 的 气 流 速 度 较 大 ， 前 大后 小， 平 均相 差 达 到 ４倍 左 右 ， 造 成 滤 袋 收 尘量 后 移 ， 它是 造成 滤 袋破 损 和 阻 力升 高 的主 要 原 因 ； 各仓 室流量分配相差 １ １ ％ ～１ ３ ％ 及 各 仓 室 滤 袋 流 量 分 配 不 均容 易造 成 局 部 滤 袋破 损 几 率 增 高。 关键词 ： 燃煤电厂 ； “电 改袋 ” 除尘器； 速度分布 ； 气流 均 匀性
析 。 采 用数 值 模 拟 分 析 方 法对 除 尘 器 内部 的 气流 组 织 进 行 模 拟 试 验 研 究 ， 结 合 现 场 实 际设 备 建 立 了物 理 模 型 ， 对
电除尘器气流分布模拟试验研究
质 量 技 术 监 督 研 究
Ｑ ｕ ａｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａｌ Ｓ ｕ ｐｅ ｒｖ ｉ Ｓ ｉ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ
ＮＯ． ２．２ ０１ ３
Ｇｅ ｎｅ ｒａ１ Ｎ ｏ． ２６
收稿 日期：２ ０ １ ２—１ １ —０ ７
作者简介 ：王 剑 锋 ， 男 ，龙 岩 市 产 品 质 量 检 验 所 ，检 验 员
・２３ ・
气 流面 均匀 布 置 了６ 、７ 、８ 片纵 向叶片 。分 布板 （ 一 ）不 设置横 向叶片 ，分布 板 （ 二 ）在 背气流
面设置ｌ ｌ 片横 向叶片 ，其中上部５ 片，下部６ 片，分 布板 （ 三 ）在迎气流面设置 了ｌ １ 片横 向叶片，其中 上部５ 片 ，下部６ 片。 由于气流经过三层孔板后 容易
程０ ． ０ ５ ～ｌ ｍ ／ ｓ ，ｌ ￣３ ０ ｍ ／ ｓ 。
５ 气流分 布模 型试 验
图２ 进口喇叭模型布置示意图 模型安装完 以后 ，首先检查制作与安装质量，
・
２ ４ ・
确保 安装无误 ，然后进行流量分配试验 ｌ ３ ｌ 。试验 结 果 是 ，右 室 管道 流 量 大 于双 室 平 均流 量 ７ ． ４ ７ ％ ，
到大 口分布板编号为 （ 一）、 （ 二 ）、 （ 三 ）。按
初步 设计方 案 ，各孔 板开孔 率分别 取４ ０ ％ 、３ ０ ％ ￣ Ｉ ３ ０ ％ ，孔径均 为 ５ ０ ａ ｒ ｍ 。为使气流均匀分布且流向得
到改善 ，在分布板上设置 了横 向导流 叶片和纵 向导 流叶片 ，横 向导流叶片宽２ １ ０ ｍ ｍ ，均 向下倾斜４ ５ 。安 装 ；纵 向叶片宽 １ ５ ０ ｍ ｍ ，均 垂直于孔板 安装 。分布 板 （ 一 ）至 （ 三 ）分别在背气 流面、迎气流面和背
袋式除尘器喷吹过程的数值模拟
李 志华 夏 鹏 刘 建凤 焦 雷
青 岛科 技 大 学机 电工程 学 院
摘
青岛
２６６ ６０ １
要 ：采用计算流体动力学 （ Ｆ Ｃ Ｄ）方法 ，通 过改变 袋式除尘 器喷 嘴和滤袋 之间 的距 离 ，对 喷嘴和 滤袋
之间的速度场 以及滤袋 内部脉冲喷吹气流 的速度分 布进 行 了数值模 拟 ；在 １个喷 吹周期 内不 同的喷吹 时刻 ，对
和 压力分 布 进行数 值模 拟 。
的研 究具 有重 要 意义 。 喷吹 清 灰 过程 如 图 １所 示 ， 含尘 气体 进 入 袋 式 除 尘 器 的下 箱 体 ，经 滤 袋 过 滤 后 洁净 气 体 由上 箱 体 出 口排 出 。喷 吹 时 ，压 缩 气 体 经过 电磁 脉 冲 阀控 制 由喷 嘴 高 速 喷 出 （ 超 过 不 ２ ０ｍ … ） ０ ｓ ，诱 导 喷嘴 周边 的数倍 气 体 在 短 时 间 内
１ 数 值 模 型
１ １ 模 型建 立条 件 ．
本文模拟 的滤袋直径为 １０Ｂｎ ２ ｉ、长度 ２００Ｂ ｎ ｉ， ０ 喷 嘴直 径 １ ｍ，喷嘴 与滤袋 口之 间 的距离 分 别 ０ｍ 为 １０ ０ 、３ ０ｍ ０ 、２ ０ ０ ｍ，喷吹 压力 为 ０ ３ Ｍ ａ ． Ｐ 。 由于喷 嘴 出 口处 的气 流速 度 接 近 或 达 到声 速 ，
滤袋 内部喷吹气流 的压力分布进行 了数值模拟 。根据模 拟结 果 ，分析 了喷嘴 和滤袋之 间 的距 离变化 以及不 同喷
吹时刻对清灰效果的影响 ，可为袋式除尘器 的设计提供依据 。 关键词 ：袋式除尘器 ；喷吹 ；滤袋 ；数值 模拟 中图分类号 ：Ｔ ３ Ｈ２７ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ７５ （ ０ １ １ ０ １ ０ ８ ２ １ ） ０—０２ ０ ０ ６— ４
超净电袋复合除尘器提效改造的要点分析
超净电袋复合除尘器提效改造的要点分析关键词：电袋复合除尘电除尘袋式除尘近几年来京津冀地区出现的严重霾重天气，迫使政府加大对大气污染治理力度，有些地方政府及电力企业提高了大气污染治理的主动性。
浙江能源、神华国华等电力企业在贯彻执行GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》的基础上，主动加码，率先提出燃煤机组大气污染物排放水平达近零排放要求，并相继投运浙能嘉华、浙江国华舟山等超清洁排放试点项目。
国家发改委、环保部、国家能源局联合下发的《煤电节能减排升级改造行动计划(2014-2020)》的精神，珠江三角洲地区应控制烟尘的排放达到5mg/m3以下。
2014年2月24日广东省广州市政府发布《广州市燃煤电厂“超洁净排放”改造工作方案》，提出燃煤电厂“50355”的改造目标(即NOx≤50mg/Nm3、SO2≤35mg/Nm3、烟尘≤5mg/Nm3)。
一系列超低排放政策迫使现役除尘器进行提效改造。
我国煤种复杂多变，长期以来，燃煤电站“市场煤”问题严重影响了进入锅炉煤的稳定性，大多数入炉煤种存在热值偏低、灰分偏高、且波动大的现实，造成烟尘浓度变化幅度大，使得干式电除尘器效率波动，出口排放浓度无法长期稳定在设计值范围内，尤其无法满足超低排放的要求。
电袋复合除尘器有机结合了电除尘和袋式除尘器的优势，能长期稳定保持低排放，并且电袋复合的独特结构对满足超低排放提供了良好的基础条件。
如果能对现有电袋复合除尘器进行工艺改进，实现超低排放，就能简化工艺、减少占地、节约投资、降低运行费用，因此超净电袋复合除尘技术成为沙角C厂满足超低排放技术改造的首选方案。
1电袋复合除尘器的原理电袋复合除尘器是继电除尘器、袋式除尘器之后创新开发的一种全新的除尘技术。
是电除尘“荷电除尘”及袋除尘“过滤拦截”机理的有机结合，集合了两者的优势。
首先充分利用前级电场收尘效率高和对颗粒荷电的特点，利用1~2个电场除掉烟气中80%以上的烟尘，可以大幅度的降低进入布袋除尘区烟气的含尘浓度，剩余10~20%的细粒子由后级滤袋过滤捕集，大大降低了袋区负荷并避免粗颗粒对滤袋的冲刷磨损，并改善滤袋表面粉饼层结构。
基于数值模拟的脉冲袋式除尘器结构改进
基于数值模拟的脉冲袋式除尘器结构改进近年来，脉冲袋式除尘器作为一种高效的粉尘捕集设备，被广泛应用于工业生产过程中。
然而，现有的脉冲袋式除尘器在某些情况下仍存在一些问题，例如压力损失大、清灰效果差、使用寿命短等。
为了解决这些问题，本文基于数值模拟的方法，提出了一种脉冲袋式除尘器的结构改进方案。
首先，我们使用ANSYS等数值模拟软件建立了脉冲袋式除尘器的三维模型，并运用计算流体力学（CFD）方法对空气流场进行了模拟。
通过优化脉冲袋式除尘器的结构参数，我们试图减小压力损失，提高清灰效果。
在模拟过程中，我们主要针对以下几个方面进行了改进。
首先，我们改变了脉冲袋式除尘器中滤料袋的布置方式。
通过优化布袋的数量、间距和排列方式，可以使得空气流动更加均匀，避免了局部空气流速过快导致颗粒沉积不均的问题。
同时，适当增加滤料袋的长度，可以增加延长除尘器的使用寿命。
其次，我们设计了一种新型的脉冲喷吹系统。
该系统采用多级分区喷吹方式，可以有效地降低清灰时的能量消耗。
在数值模拟中，我们通过调整喷吹压力、喷吹时间和喷吹间隔等参数，优化了清灰效果。
同时，我们还在喷吹系统的出风口处增设了一个阻流板，用来减小出风口处的湍流现象，从而减小压力损失。
另外，我们还对气流管道进行了优化。
通过增设充气室、调整充气室与清灰室之间的连接方式，可以减小气流的阻力损失，提高清灰效果。
同时，对气流管道的尺寸、形状和材质进行合理选择，也能减小压力损失，提高脉冲袋式除尘器的性能。
最后，我们通过对模拟结果的分析，验证了结构改进的效果。
模拟结果表明，通过改变滤料袋的布置方式、优化脉冲喷吹系统以及优化气流管道，可以显著减小脉冲袋式除尘器的压力损失，并提高清灰效果。
此外，这些结构改进还能延长除尘器的使用寿命，提高整个系统的稳定性和可靠性。
综上所述，本文基于数值模拟的方法提出了一种脉冲袋式除尘器的结构改进方案。
该方案通过优化滤料袋的布置方式、改进脉冲喷吹系统和优化气流管道，可以显著减小压力损失，提高清灰效果，并延长除尘器的使用寿命。
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电改袋式除尘器气流分布数值模拟时间：2010年5月9日字体：大中小党小庆马娥胡红胜刘美玲黄家玉（西安建筑科技大学）摘要本文以烧结机机尾电改袋式除尘器为例，采用数值模拟方法研究除尘器内部气流组织，给出优化的气流分布方案，为合理布置气流分布装置提供参考依据。
关键词电改袋式除尘器气流分布数值模拟1 引言烧结机经扩容改造后，生产效率提高，机尾除尘系统烟气量增大，原电除尘器无法满足环保排放要求。
应用电改袋技术对现有除尘系统进行扩容增效技术改造，将原电除尘器改造为袋式除尘器，要求改造后粉尘排放浓度低于30mg/Nm3。
电改袋式除尘器的运行阻力和滤袋使用寿命是设计中需要考虑的两个主要问题。
调节除尘器内部气流分布，避免迎面气流对滤袋的冲刷，使各过滤单元流量分配均匀是解决上述问题的关键。
论文采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）方法对电改袋式除尘器内部气流流动状况进行了模拟，为除尘器气流分布装置设计和过滤单元的布置提供依据。
2 电改袋式除尘器2.1 “电改袋”技术“电改袋”技术就是保持除尘器的进出口喇叭与烟气管道连接尺寸不变，拆除电除尘器内部的极线结构、振打装置、顶盖和高压电源，保留壳体、灰斗，对进出口喇叭进行适当的改造，设置袋式除尘器的框架结构和上箱体，安装滤袋和袋笼，将电除尘器改为袋式除尘器，即电改袋式除尘器（ ETB， ESP Transform to Bag filter）[1,2]。
电改袋式除尘器结构如图1所示，主要技术特点如下：(1) 运行阻力低。
电改袋式除尘器的进气方式为直通式，气流在除尘器内部流程短，流通顺畅，除尘器箱体阻力一般在300Pa左右，与电除尘器阻力相当[3]。
(2) 充分利用内部空间。
电改袋式除尘器采用长袋布置方式，滤袋长度一般选择6~8m，与原除尘器相比，在同样的除尘空间内能够处理更大的风量，尤其适用原除尘系统的扩容增效改造。
(3) 不增加设备占地面积，施工周期短。
电改袋式除尘器现场停炉施工一般20~30天。
利用原有除尘器的基础框架、箱体、灰斗等，不改变进、出风口法兰位置，原有除尘系统管道不变。
与新建一台电除尘器或袋式除尘器相比，可节省1/3以上的工程费用[1]。
图1 电改袋式除尘器示意图2.2 电改袋式除尘器配套设备电改袋式除尘器清灰采用脉冲喷吹方式。
清灰能力强，运行阻力较低。
压缩空气气源由钢厂内原有的空压设备提供，不需要设置单独的压缩空气站。
压缩空气采用冷冻干燥器及气源加热设备进行处理，防止糊袋现象的发生。
针对烟尘特性，选择合适的滤料是电改袋式除尘器成功与否的关键问题之一。
烧结机机尾烟气平均温度在80~150℃，粉尘有一定的磨啄性和粘附性，在烧结机启动或熟料降温过程中，烟气中携带的油雾、水汽会影响滤袋的清灰效果，需要采取一定防范措施[4]。
针对烧结粉尘的特性选择经过PTFE 浸渍的涤纶针刺毡滤料，既经济又可保证滤袋的使用寿命。
3 气流分布3.1 气流组织的要求电改袋式除尘器的气流分布主要目的是保证滤袋使用寿命和降低设备运行阻力：(1) 组织含尘气流向除尘器每个过滤单元均匀分配和输送，促使每个过滤单元滤袋的过滤负荷一致；(2) 控制箱体进口滤袋迎面气流风速，减小含尘气流对滤袋的冲刷；(3) 控制滤袋之间的气流上升速度，减少粉尘二次附着；(4) 使通过除尘器的气流流动顺畅、平缓，降低除尘器箱体气流流通阻力。
3.2 气流分布的数值模拟CFD是研究各种流体流动问题的数值模拟方法。
CFD以离散化方法建立数值模型，并通过计算机进行数值计算和分析，得到在时间和空间上离散的数据组成的集合体，最终获得定量描述流场的数值解。
具体步骤包括确定物理模型、确定控制方程、建立几何模型、划分计算网格、定义边界条件、给定解控参数、求解离散方程、计算求解和后处理等8个步骤。
几何模型包括单台电改袋式除尘器及其进出口管道。
采用结构化与非结构化混合网格处理几何模型，整个模拟过程为等温过程，流体作定常流动。
计算模型选用标准k -ε双方程模型，采用SIMPLE算法，二阶迎风差分格式，近壁面处采用壁面函数法处理[5,6]。
除尘器进口采用速度进口边界条件，出口采用压力出口边界条件，分布板采用多孔介质边界条件，滤袋采用多孔跳跃边界条件。
3.3 气流分布方案为保证各过滤单元流量分配均匀，在除尘器一侧设置导流通道，引导一部分气流流向下游过滤单元。
除尘器内部的气流流动过程为：含尘气流从进风口进入除尘器，分流为三个部分，一部分气流穿过气流分布板直接进入滤袋空间；一部分气流在导流板的作用下进入通道；一部分气流从滤袋袋底空间流向下游过滤单元。
经计算，箱体进口断面流量分配要求如表1所示。
烧结机机尾粉尘磨啄性强，含尘气流对滤袋的冲刷作用更加严重。
为解决这一问题，原第一电场前半部分不布置滤袋，预留空间可对含尘气流起一定的缓冲作用，减少迎面气流的冲刷作用。
原灰斗挡风板会影响除尘器内部气流分布，在灰斗内产生绕流，造成除尘器内局部流速过大。
重新调整灰斗挡风板，减少绕流现象，使除尘器各过滤单元流量分配均匀。
各过滤单元流量偏差要求控制在15％之内。
3.4 气流分布数值模拟结果分析采用数值模拟方法计算除尘器内部气流分布情况，建立几何模型，划分计算网格如图2所示。
计算时取除尘器进口风量为18万m3/h，介质的参数为100℃时空气的物理参数。
滤袋的边界条件设为多孔跳跃，根据滤料的透气性及孔隙率计算出边界条件的参数值。
电改袋式除尘器内部气流流动状况如图3所示，可以看出中箱体内气流分布基本均匀。
输出除尘器进口断面流量，如表2所示，滤袋迎面气流速度值如表3所示。
从计算结果可以看出，箱体进口断面流量分配满足要求。
靠近导流通道一侧，滤袋的迎面风速较大，最大气流速度为1.05m/s，满足要求。
输出各滤袋单元流量，并计算其偏差，结果如表4所示。
显示除尘器内部气流流线图，如图4所示。
分析表4，图4可知，除尘器下游滤袋单元流量较大，这是因为大部分气流通过滤袋下部空间直接流向箱体后部，进入下游滤袋单元。
改进后的灰斗挡风板使一部分气流改变流动方向，进入中间滤袋单元，对各单元流量分配起到一定的改善作用。
各单元流量分配偏差小于15％，满足要求。
电改袋式除尘器设计风量为18万m3/h，实际运行时处理风量可能发生变化，为保证气流分布满足要求，分析处理风量为20万m3/h时除尘器内部气流组织情况，结果如表5、表6所示。
由表5、表6可以看出，当风量增加到20万m3/h时，箱体进口断面及各滤袋单元流量分配可以满足要求，但断面Ⅰ最大气流速度为1.25 m/s。
由于前半电场的缓冲作用，到达滤袋表面的气流速度分布会更加均匀，所以当风量增加到20万m3/h时，仍可认为除尘器内部气流分布满足要求。
图2 除尘器网格划分示意图图3 除尘器内部气流速度矢量分布图图4 电改袋式除尘器箱体部分流线图断面Ⅰ断面Ⅱ断面Ⅲ流量（kg/s）25.12 12.13 12.89流量分配（％）50.1 24.2 25.7断面Ⅰ（滤袋迎风区域）1.00 0.930.850.840.780.810.810.760.780.800.830.900.950.880.810.790.810.820.810.800.780.790.840.890.870.820.780.790.830.870.870.830.790.780.790.850.820.770.760.790.840.890.890.850.800.770.760.810.780.730.740.790.850.910.920.870.810.760.730.770.80 0.760.770.820.890.950.950.900.820.760.720.750.860.840.830.860.920.960.960.900.820.760.700.740.940.910.890.900.930.960.940.880.810.75 0.690.751.010.980.940.940.940.940.910.860.790.740.710.771.05 1.020.970.950.940.930.900.840.790.750.730.79 注：左侧数据为靠近导流通道的迎面风速分布。
表4 电改袋式除尘器滤袋单元流量分配表5 不同风量时数值计算结果对比风量（万m3/h）断面Ⅰ最大气流速度(m/s)断面Ⅱ流量比例断面Ⅲ流量比例箱体流通阻力(Pa)18 1.05 24.2% 25.7% 36520 1.25 25.2% 25.4% 456表6 电改袋式除尘器滤袋单元流量分配4 应用通过数值模拟分析可知，针对烧结机机尾粉尘设计的气流分布方案可以满足要求，将此方案应用于实际改造中，改造后的除尘器主要参数见表7。
电改袋式除尘器改造于2007年4月完成，总工期为50天，其中烧结机停产施工时间25天。
投入运行一年多来，除尘器性能稳定，各项指标满足设计要求，与原电除尘器相比，节约运行费用42万元左右。
经当地环保部门两次检测，除尘系统处理风量19.8万m3/h，烟气温度72℃，粉尘排放浓度为20mg/m3，设备运行阻力1000Pa左右。
5 小结(1) 采用数值模拟的方法计算电改袋式除尘器内部流场，可以为电改袋式除尘器气流分布结构优化提供依据，指导工程设计。
(2) 原电除尘器处理风量为14万m3/h，改造后处理风量为18万m3/h，比原来提高了28％。
电改袋技术可以在现场场地限制的条件下提高原除尘系统的处理风量，有利于电除尘器的扩容增效改造。
参考文献[1] 迟志勇.烧结机尾及整粒除尘系统除尘器“电改袋”[J].环境工程,2007，25（2）：49-51.[2]肖宝恒,崔云寿.燃煤电厂电除尘器改造为袋式除尘器的可行性研究[J].电力环境保护,2002，18（2）：17-18.[3] 石勇,党小庆,韩小梅,王迪.钢铁工业烧结烟尘电除尘技术的特点及应用[J].重型机械,2006（3）：27-34.[4] 姚群,陈隆枢等.大型火电厂锅炉烟气袋式除尘技术与应用[J].安全与环境学报,2005，5（4）：1-4.[5] 党小庆,高蕊芳等.直通式袋式除尘器气流分布数值分析[J].环境工程,2007，25（4）：38-55 .[6] 党小庆,袁胜利,姚群等.直通式布袋除尘器流量分配计算流体力学方法的研究[J].热力发电,2005（9）：29-41.选自2009全国袋式除尘技术研讨会论文集电改袋式除尘器气流分布数值模拟时间：2010年5月9日字体：大中小党小庆马娥胡红胜刘美玲黄家玉（西安建筑科技大学）摘要本文以烧结机机尾电改袋式除尘器为例，采用数值模拟方法研究除尘器内部气流组织，给出优化的气流分布方案，为合理布置气流分布装置提供参考依据。