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工业布袋除尘器三维流场的数值模拟.pdf

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第39卷第5期石油化工设备Vol39No5 2010年9月PETROCHEMICALEQUIPMENTSept.2010 文章编号:10007466(2010)05002205 工业布袋除尘器三维流场的数值模拟 王志刚,高原,闵健 (中国大唐集团科技工程有限公司,北京100097) 摘要:采用计算流体力学方法对2330MW的布袋除尘器进行三维数值模拟分析,考察整个除 尘系统的烟气流量分配、速度及压力的内部分布规律。通过对烟道入口和进风支管导流板的优化 设置,使3个除尘室18个除尘单元内的烟气流量分布情况得到了极大改善,烟气流量分配系数控 制在1!0.05之内。这一方法及结果可为同类除尘器中导流板的设计和改进提供参考。 关键词:布袋除尘器;三维流场;导流板;数值模拟 中图分类号:TQ05185文献标志码:A NumericalSimulationof3dimensionFlowFieldinIndustrialBagFilter WANGZhigang,GAOYuan,MINJian (ChinaDatangTechnologies&EngineeringCorporationLimited,Beijing100097,China) Abstract:Thecomputationalfluiddynamics(CFD)wasusedasatooltoanalysetheairdistri bution,velocityandpresserofflowfieldin3dimensionbagfilterofthecoalfired2330MW boilersplant.Theairdistributionineighteenbundlesofthreechamberswasimprovedbyoptimi zingthedeflectorsininsideofductandbranchpipes.Theairdistributioncoefficientiscontroled within1!0.05.Themethodandresultofferareferencetodesign,operateandimproveforthe deflectorinbagfilter. Keywords:bagfilter;3dimensionflowfield;deflector;numericalsimulation 布袋除尘器是近年来发展起来的一种高效除尘内部流场信息。但随着计算流体力学(Computa 装置,主要用于烟尘排放较高的燃煤电厂除尘、高压tionalFluidDynamics,CFD)技术的兴起,采用计算 静电除尘器改造项目、燃用低硫煤和烟气粉尘比电流体力学研究布袋式除尘器内部烟气流动规律可以 阻高的燃煤电厂烟气除尘、干法和半干法烟气脱硫有效减少模拟实验的次数甚至不需要模拟实 系统的烟气除尘、循环硫化床锅炉的烟气除尘以及验[1,2]。通过计算流体力学技术可优化除尘器内部 冶金、化工、水泥、垃圾焚烧、烟气净化等场合的除结构,比如改变布袋分布位置、增加烟气入口导流板 尘,具有除尘效率高、运行稳定、造价较低、管理简单以及除尘室与灰斗处挡板等,以便得到更均匀的气、 以及维修方便等优点。固两相分布流场,为布袋除尘器的实验和优化设计 布袋除尘器内部流场是复杂的三维流场,如果提供可靠依据,极大地节省设计时间及费用[3,4]。 内部烟气分布不均匀,则会影响其运行的稳定性,造因此,笔者利用计算流体力学技术对某工程2 成除尘室内某个区域的布袋更容易破损,气流流动330MW的布袋除尘器进行三维流场的数值模拟, 阻力降低,导致滤袋更大区域的破损,大幅降低除尘考察整个除尘系统的烟气流量分配、速度及压力的 效率,并增大除尘器的维护费用。由于工业布袋除内部分布规律,以期为除尘器中导流板的设计、运行 尘器系统结构复杂,很难从实验角度获取更详细的和改进提供理论依据。 收稿日期:20100409 作者简介:王志刚(1974),男,河北饶阳人,工程师,学士,从事环保工程设计工作。 第5期王志刚,等:工业布袋除尘器三维流场的数值模拟#23# 常流出。 1分析模型 1.1模型 数值模拟分析的对象为2330MW的布袋除 尘器系统,布袋除尘器设计压力小于1200Pa,设计 温度为165∀,除尘效率大于99.9%。该系统布置 有左、右对称的2个结构完全相同的除尘装置,两部 分共用一个入口烟道和出口烟道,出口、入口烟道由 风道