熱電公司袋式除塵器的氣流分布特點

白冰

（內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司，內蒙古 托克托 010206）

熱電公司袋式除塵器的氣流分布特點

白冰

（內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司，內蒙古 托克托 010206）

介紹了呼和浩特某熱電公司低壓脈沖旋轉噴吹（LPPJFF）袋式除塵器的氣流分布特點，通過CFD模擬校驗，結果顯示了設置氣流分布板對布袋安全、高效運行的重要性。

低壓脈沖旋轉噴吹（LPPJFF）;袋式除塵器;氣流分布

1 項目概況

呼和浩特某熱電公司安裝的2×300MW燃煤機組，輔機通過設計論證和招投標，除塵器采用了清華同方環境有限公司引進德國魯奇公司的低壓脈沖旋轉噴吹（LPPJFF）袋式除塵技術，進氣采用平進平出式，5單元（通道）、10袋束，外濾式、在線清灰、離線檢修。過濾面積為38,256m2。

袋式除塵器的技術參數為：設備型號LPPJFF1144×10；設備名稱為低壓旋轉噴吹脈沖清灰袋式除塵器；設備型式為平進平出式、外濾式、在線清灰。項目的主要技術參數見表列。

2 袋式除塵器的氣流分布

影響袋式除塵設備除塵效率和濾袋壽命的因素很多，其中煙氣進入除塵設備時的分布狀況是關鍵因素之一。氣流分布均勻性的影響因素主要有進、出煙道的幾何形狀及尺寸、進氣管道的氣流狀況、氣流分布的布置及開孔率。在袋式除塵設備的進氣煙箱中放置氣流分布板是改善氣流分布的有效方法。

由于除塵設備的入口斷面往往要比前面煙道的截面大很多倍，也就是煙氣由煙道進入除塵設備時有一個面積擴散比很大的喇叭口。如果除塵設備入口處不安裝氣流分布板，則氣流勢必成為如下流動狀態： 即中間流速大，流線稠密； 周圍流速小，流線稀薄。如果在除塵設備入口處裝上氣流均勻分布板（一般為一層到三層多孔金屬板），則會迫使氣流重新分布，使稀稠差距懸殊的流線趨于均勻，因而氣流充滿整個空間。出現這種現象的原因是：氣流分布板相當一個大的節流多孔板，氣流遇上節流板后，由于中間速度大的氣流動能最大，故其受到的節流阻力也最大，動能減少程度最大，根據能量守桓原理，一部分動能轉化為靜壓能，亦即中間氣流受阻后靜壓必然增大。當壓力超過周圍壓力后，氣流自然就會向四周擴散，從而使氣流充滿空間而趨向均勻，此時的壓力相應達到平衡 。

基于上述原理，每個除塵室的入口喇叭設置了兩層氣流分布板，第一層氣流分布板開孔率為51%，第二層的氣流分布板分為上、中、下三部分，開孔率分別為25.5%、38.25%、51%，入口氣流分布板（雙層）布置見圖1。

圖1 入口氣流分布板（雙層）布置

技術參數匯總表

3 袋式除塵器氣流分布板的數值模擬及結果分析

從圖1可以看出，除塵器入口喇叭斷面為梯形斷面，中間放置兩層圓孔型的氣流分布板。煙氣以11m/s的速度由喇叭入口進入，經過兩層氣流分布板后流出進入過濾袋室。以實際尺寸用Gambit建立進口喇叭的模型，氣流分布板設為無厚度的圓形均布孔板，如圖2所示的進氣喇叭的Gambit構體，利用Tgrid程序對模型進行網格劃分。

除塵設備所處理煙氣為氣固兩相流，采用標準 k-ε雙方程模型描述湍流模型， 用 SIMPLEC算法計算氣相速度場，采用FSRT模型Lagrange 法計算顆粒場特性，然后將計算得出的顆粒場與氣相場耦合，直到得出滿意的結果為止。這是一種計算氣固兩相流動的行之有效的數值模擬方法。煙氣的進口為速度入口（velocity-inlet）邊界條件，出口為自由出流（outflow）邊界條件，氣流均布板及固體壁面為無滑移壁面（wall）邊界條件，顆粒相在壁面上取為彈性反射條件。

圖2 進氣喇叭Gambit構體

圖3所示的無氣流分布板時的速度矢量圖為未放置氣流分布板之前的速度矢量圖，可以明顯看出進氣煙箱的中上部區域速度高且氣流集中，而兩側及下部氣流量少且速度低，與理論上是一致的。圖4所示的設置兩層氣流分布板時的速度矢量圖為放置雙層分布板之后的速度矢量圖，進氣煙箱出口的煙氣流場分布明顯改善，較為均勻。氣流不再集中于進氣煙箱的中上部，而是比較均勻地分散于整個空間，在出口的頂部氣流速度稍大一點，這是由于氣流分布板與進氣煙箱上壁面之間的間隙所造成的，與實際情況相符。

圖3 無氣流分布板時的速度矢量圖

圖4 設置兩層氣流分布板時的速度矢量圖

4 結論

（1）通過對煙氣的數值模擬，證明了在袋式除塵器進氣煙箱斷面放置氣流均布板，同時控制氣流均布板的開孔率，可降低氣流速度，使氣流分布均勻。

（2）在袋式除塵器進氣煙箱斷面放置氣流均布板，可延長濾袋的使用壽命，防止濾袋由于局部氣流速度高、氣流量大，導致部分濾袋損壞而造成環境污染。

韓占忠，王敬，蘭小平.FLUENT流體工程仿真計算實例與應用[M].北京：北京理工大學出版社，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