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

张景霞1沈恒根1方爱民 2 李瑾2

（ 1东华大学环境科学与工程学院，上海；2国电环保研究院，南

京）

摘要：采纳流体动力学CFD软件对袋式除尘器中单元模块的除尘空间气流组织进行数值模拟分析，给出了不同位置的布袋不同高度上气流速度图，将模拟结果与实际工程运行情况对比，分析其可靠性，为袋式除尘器的改进和设计提供理论依据。

关键词：袋式除尘器数值模拟气流组织流场

Numerical simulation on air distribution

in bag-filter

Zhang Jing Xia1, Shen Heng Gen1, Fang Ai Min2, Li Jin2

(1 Collage environment of science and engineering, DongHua

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University; Shanghai

2 The research institute of electric power

environmental protection, Nanjing)

Abstract: With the computational fluid dynamics software CFD, the air distribution of flow field of bag-filter were simulated，the plot of filter velocity distribution in different position of the bag-filter and different height on a bag were got. The result of numerical simulation is reliability in contrast with the fact condition. All of these offer a reference to the design and improvement of bag filter.

Keywords: bag-filter, numerical simulation, air distribution, flow field

袋式除尘器，由于气流不均，造成箱体内某个位置的布袋和布袋的

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某个位置的破损，一条布袋破有破损，如不及时处理，该区域的气流流淌阻力变低，造成更大区域滤袋的破损。为研究袋式除尘器滤袋失效机理，进一步指导除尘器的设计、运行和改进，本文将对袋式除尘器某工程实际运行条件下的内部气流进行数值模拟。此工程自电除尘器改造为袋式除尘器后，通过近3年使用，布袋出现破损，破损位置在进风口的前3排的整条布袋，每条布袋袋口下200～500mm之间部位，每一行的最后一条或两条布袋，本文要紧采纳CFD数值模拟方法分析布袋破损缘故。

1 CFD模拟计算方法

袋式除尘器箱体内部流场是复杂的三维流场，采纳的操纵方程有：连续性方程、动量方程,湍流模型选用标准k-e双方程模型，包括湍动能k方程和耗散率e方程[2]。假定流体作定常流淌，流体的各项运动参数与时刻无关,整个模拟过程为等温过程，流体是不可压缩的。

1.1 袋式除尘器结构和设计参数

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实际工程中袋式除尘器有两个室，每个室有3个过滤单元，每个单元布袋的布置为16×22，中箱体6.5m，下箱体2.7m，进风口为2.2m×1.8m,进风口距过滤室 4.5m。袋式除尘器的设计烟气量：400000m3/h；烟气温度：140～165℃，布袋袋式除尘器的过滤面积为6900m2，采纳Φ160×6500，共2112条，设计过滤风速为0.96m/m；滤料材质采纳HBT-2梯度滤料。

1.2 建立物理模型

图1 除尘器平面图

如图1建立的除尘器单元有176×2条布袋，布置为8×22×2，迎风面8条布袋，单条布袋尺寸ф160×6500mm，布袋距边壁箱体距离0.40m，袋底距灰斗2.70m，过滤风量是6667m3/h,设计的过滤风速是0.96m/min，进

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风口的尺寸是0.90×2.20m。将模型设置成轴对称图形。

1.3 模型的边界条件和初始条件

气体采纳160℃时的空气，密度为0.815kg/m3,动力粘性系数

2.45×10-5pas[3]，除尘器进口管道断面采纳速度进口边界条件，假定进风口的速度均匀，则入口速度是9.35m/s。出口管道断面采纳压力出口边界条件，滤袋采纳多孔跳跃边界条件，该边界条件要紧是用于模拟已知速度或者压降特征的薄膜，它本质上是单元区域的多孔介质模型的简化。

（1）进出口边界的湍流参数

在入口和出口边界流域的流淌，Fluent需要指定输运标量的值。在湍流指定方法（Turbulence Specification Method）下拉菜单中选择Intensity and Hydraulic Diameter以设定湍流强度I（Turbulence Intensity）和水力直径φ（Hydraulic Diameter）。

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