热电公司袋式除尘器的气流分布特点

白冰

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 托克托 010206）

热电公司袋式除尘器的气流分布特点

白冰

（内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，内蒙古 托克托 010206）

介绍了呼和浩特某热电公司低压脉冲旋转喷吹（LPPJFF）袋式除尘器的气流分布特点，通过CFD模拟校验，结果显示了设置气流分布板对布袋安全、高效运行的重要性。

低压脉冲旋转喷吹（LPPJFF）;袋式除尘器;气流分布

1 项目概况

呼和浩特某热电公司安装的2×300MW燃煤机组，辅机通过设计论证和招投标，除尘器采用了清华同方环境有限公司引进德国鲁奇公司的低压脉冲旋转喷吹（LPPJFF）袋式除尘技术，进气采用平进平出式，5单元（通道）、10袋束，外滤式、在线清灰、离线检修。过滤面积为38,256m2。

袋式除尘器的技术参数为：设备型号LPPJFF1144×10；设备名称为低压旋转喷吹脉冲清灰袋式除尘器；设备型式为平进平出式、外滤式、在线清灰。项目的主要技术参数见表列。

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，其中烟气进入除尘设备时的分布状况是关键因素之一。气流分布均匀性的影响因素主要有进、出烟道的几何形状及尺寸、进气管道的气流状况、气流分布的布置及开孔率。在袋式除尘设备的进气烟箱中放置气流分布板是改善气流分布的有效方法。

由于除尘设备的入口断面往往要比前面烟道的截面大很多倍，也就是烟气由烟道进入除尘设备时有一个面积扩散比很大的喇叭口。如果除尘设备入口处不安装气流分布板，则气流势必成为如下流动状态： 即中间流速大，流线稠密； 周围流速小，流线稀薄。如果在除尘设备入口处装上气流均匀分布板（一般为一层到三层多孔金属板），则会迫使气流重新分布，使稀稠差距悬殊的流线趋于均匀，因而气流充满整个空间。出现这种现象的原因是：气流分布板相当一个大的节流多孔板，气流遇上节流板后，由于中间速度大的气流动能最大，故其受到的节流阻力也最大，动能减少程度最大，根据能量守桓原理，一部分动能转化为静压能，亦即中间气流受阻后静压必然增大。当压力超过周围压力后，气流自然就会向四周扩散，从而使气流充满空间而趋向均匀，此时的压力相应达到平衡 。

基于上述原理，每个除尘室的入口喇叭设置了两层气流分布板，第一层气流分布板开孔率为51%，第二层的气流分布板分为上、中、下三部分，开孔率分别为25.5%、38.25%、51%，入口气流分布板（双层）布置见图1。

图1 入口气流分布板（双层）布置

技术参数汇总表

3 袋式除尘器气流分布板的数值模拟及结果分析

从图1可以看出，除尘器入口喇叭断面为梯形断面，中间放置两层圆孔型的气流分布板。烟气以11m/s的速度由喇叭入口进入，经过两层气流分布板后流出进入过滤袋室。以实际尺寸用Gambit建立进口喇叭的模型，气流分布板设为无厚度的圆形均布孔板，如图2所示的进气喇叭的Gambit构体，利用Tgrid程序对模型进行网格划分。

除尘设备所处理烟气为气固两相流，采用标准 k-ε双方程模型描述湍流模型， 用 SIMPLEC算法计算气相速度场，采用FSRT模型Lagrange 法计算颗粒场特性，然后将计算得出的颗粒场与气相场耦合，直到得出满意的结果为止。这是一种计算气固两相流动的行之有效的数值模拟方法。烟气的进口为速度入口（velocity-inlet）边界条件，出口为自由出流（outflow）边界条件，气流均布板及固体壁面为无滑移壁面（wall）边界条件，颗粒相在壁面上取为弹性反射条件。

图2 进气喇叭Gambit构体

图3所示的无气流分布板时的速度矢量图为未放置气流分布板之前的速度矢量图，可以明显看出进气烟箱的中上部区域速度高且气流集中，而两侧及下部气流量少且速度低，与理论上是一致的。图4所示的设置两层气流分布板时的速度矢量图为放置双层分布板之后的速度矢量图，进气烟箱出口的烟气流场分布明显改善，较为均匀。气流不再集中于进气烟箱的中上部，而是比较均匀地分散于整个空间，在出口的顶部气流速度稍大一点，这是由于气流分布板与进气烟箱上壁面之间的间隙所造成的，与实际情况相符。

图3 无气流分布板时的速度矢量图

图4 设置两层气流分布板时的速度矢量图

4 结论

（1）通过对烟气的数值模拟，证明了在袋式除尘器进气烟箱断面放置气流均布板，同时控制气流均布板的开孔率，可降低气流速度，使气流分布均匀。

（2）在袋式除尘器进气烟箱断面放置气流均布板，可延长滤袋的使用寿命，防止滤袋由于局部气流速度高、气流量大，导致部分滤袋损坏而造成环境污染。

韩占忠，王敬，兰小平.FLUENT流体工程仿真计算实例与应用[M].北京：北京理工大学出版社，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