本體結(jié)構(gòu)與氣流分布對袋式除塵器運行的影響

張謙

摘 要：袋式除塵器憑借較高的除塵效率、穩(wěn)定運行功能在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。通過大規(guī)模使用除塵器，降低通阻力和延長使用時間是除塵器迫切需要解決的問題。本體結(jié)構(gòu)和氣流分布是對整機性能和安全運行系統(tǒng)造成影響的主要因素，也是對機器運行水平高低科學評價的關(guān)鍵因素。因此，對二者的合理設(shè)計將直接影響除塵器的使用效果。本文針對袋式除塵器運行中的本體結(jié)構(gòu)和氣流分布情況進行分析，提出合理的優(yōu)化建議，希望可以提升設(shè)備操作效率。

關(guān)鍵詞：袋式除塵器;本體結(jié)構(gòu);氣流分布

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.036

0 引言

當前工業(yè)收集粉塵裝置使用最多的是袋式除塵器，其操作效率高達99.9%，廣泛應(yīng)用在鋼鐵、水泥等排放高粉塵的企業(yè)。現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展一定程度推動了袋式除塵設(shè)備的健康發(fā)展，相應(yīng)也對其結(jié)構(gòu)和氣流分布提出較高的要求。其中結(jié)構(gòu)對阻力發(fā)揮了決定性作用，也聯(lián)系到機組整體的能耗問題;設(shè)計氣流分布則會左右濾袋的使用時間、除塵效果等，因此對二者的分析具有一定必要性。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 腳注設(shè)計

選擇花孔板布置形式以后，明確濾袋和附近壁板之間的距離尺寸，一般這個距離應(yīng)超過110mm。若較小，則會發(fā)生安裝偏差，濾袋會碰撞殼體壁，損壞濾袋。結(jié)合每塊花板大小尺寸，科學劃分模塊，將每個單元設(shè)計立柱。按照脈沖閥尺寸與類型對噴吹數(shù)量進行明確，采取16-19條濾袋數(shù)量。科學布置濾袋以后，確定箱體尺寸[1]。以此獲得相應(yīng)的腳注尺寸和平面圖。在治理大氣方面除塵器是主要設(shè)備，也需要對其它設(shè)備的實際位置全面考慮，結(jié)合綜合工藝對平面圖積極明確。

1.2 立柱斜撐設(shè)置

除塵器自身包括上部箱體、中箱體與鋼支架。橫梁與斜撐是穩(wěn)定之間的關(guān)鍵部件，怎樣設(shè)置十分關(guān)鍵。此外，結(jié)合各個區(qū)域氣候條件，對風載與地震載荷科學明確，圍繞柱腳設(shè)計進行計算，將固定支座設(shè)置在柱頭。因此，水平力不會作用在立柱上。將橫撐設(shè)計在除塵器的每個方向，同時對固定點和滑動點進行考慮，方便順利通過人和物。為了確保最佳的受力效果。一般采取無縫管或單雙根槽鋼制作斷面。

1.3 箱體設(shè)計

主要包括上部箱體與中箱體，通過花板劃分為上下兩部分。上部箱體包括多個凈氣室。中箱體是相對封閉的濾袋空間，主要作用是保護。一般箱體都是框架，通過壁板焊接產(chǎn)生部件，再構(gòu)成箱式，這種安裝相對簡單和便捷，但需要大規(guī)模焊接操作。

2 本體結(jié)構(gòu)帶來的影響及改造

氣流阻力在整體壓力損失比例中，初期投入需要較大比例，隨著不斷增長的操作時間，這一比例快速降低。但由于阻力的影響不會間斷，良好的結(jié)構(gòu)可以幫助除塵器減少總壓力損失，使能耗降低。為了對阻力有效降低，還可以通過計算阻力、實測分布氣流、模擬氣流與阻力試驗等方法，不斷提升水平，有效降低能耗。由于本次選擇的除塵器產(chǎn)生較高的粉塵濃度，結(jié)構(gòu)相對較小，內(nèi)部形成較高的煙氣流速，相應(yīng)增大了阻力[2]。在設(shè)計改造中，根據(jù)壓縮成本、節(jié)省改造時間的基本原則，對其不斷完善，加寬處理煙氣室內(nèi)部尚未被使用的通道，并且在這一基礎(chǔ)上降低了阻力。

3 氣流分布影響及改造

3.1 影響

3.1.1 進風口不同位置的阻力

選擇5個頻率數(shù)值實施檢測。獲得進風不同位置除塵器壓力隨時隨入口風速的改變規(guī)律，并將實驗與模擬數(shù)值進行對比。結(jié)果大體一致，不斷增加的入口風速壓力也相應(yīng)提升?；趬毫p失減少分析，最合理的是下進口。

3.1.2 進風口影響氣流分布

下進口的氣流形成射流，發(fā)生撞擊以后一部分氣流順延后壁面迅速提高速度，嚴重沖刷后端布袋，保證均勻通過氣流。中進口氣流憑借進風口與前端布袋直接撞擊，當涌入大量氣流以后，在布袋之間間隙流動一部分氣流，對后避面沖擊，造成末端布袋比中間布袋的流量高，但箱體下部分較少通過氣流[3]。

3.2 改造

設(shè)計內(nèi)部氣流思想是不均勻分布氣流速度，應(yīng)結(jié)合布置濾袋情況分布氣流獲得最佳的設(shè)計數(shù)值。科學設(shè)計分布板，可以確保整體阻力處在一個相對較低的水平。同時，明確袋束附近、底部等形成最佳流速參數(shù)，最大程度降低阻力損失與濾袋的磨損，并有效減小濾袋束附近上升氣流的速度，確保落灰效率對整機性能、安全造成影響的主要因素之一是氣流分布，設(shè)計均勻合理的分布至關(guān)重要。在設(shè)計分布時，需要對試驗方案、計算模型等進行討論。為了提升結(jié)果的精確度，根據(jù)設(shè)備尺寸建立模擬平臺，通過工作站計算數(shù)值。采取歐拉方法對持續(xù)氣相有效模擬，并使用拉格朗日方法對離散顆粒追蹤計算。

原來設(shè)計方案中為了化解氣流偏心問題，將堵板設(shè)置在除塵室偏心位置，同時設(shè)計分布氣流板。

通過計算模擬，原來設(shè)計方案效果不理想，局部形成較高的流速，造成頻繁破損布袋的現(xiàn)象。通過對比各種方案，可以改進為：圓弧過度進口喇叭口底部，將導流板設(shè)置在彎頭進口位置與不對稱短煙道，將2層開孔率不同的分布板設(shè)置在進口喇叭口，并在其底部和煙氣室下放安裝條形導流板。

模擬分布結(jié)果表明，除塵器各點保證合理的點煙氣流速度，一方面，不會沖刷破壞袋，保證長期穩(wěn)定運行濾袋，排放粉塵滿足規(guī)定標準;另一方面，氣流科學分配，可以避免發(fā)生二次揚塵，降低阻力[4]。

4 結(jié)束語

本體結(jié)構(gòu)和氣流分布對袋式除塵器穩(wěn)定、經(jīng)濟運行造成嚴重的影響，是至關(guān)重要的因素，但絕不是唯一的影響因素。一臺運行穩(wěn)定，經(jīng)濟價值較高的設(shè)備，還必須對其他各種因素全面考慮，包括選擇濾料的氣布比，清灰方法以及系統(tǒng)設(shè)計。所以，應(yīng)綜合各種因素對其設(shè)計，進一步提高操作效果。

參考文獻：

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[3]胡滿銀，郁金星，孫喜娟，楊勇.外濾式袋式除塵器濾袋內(nèi)流場的數(shù)值模擬[J].電力科學與工程，2016（12）：37-40.

[4]李萌萌.基于CFD對袋式除塵器流場的數(shù)值模擬分析[D].武漢：武漢科技大學，2015：12-13.