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。
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°。
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
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。
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
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。
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。
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].