[发明专利]布袋除尘器内流场数值分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种布袋除尘器内流场数值分析方法，属于袋式除尘技术领域，特别涉及能测量分析除尘器内部气流分布状况及除尘器内整体的气流组织状况的数字分析方法。

背景技术

随着我国电力行业的迅速发展，污染物排放量不断增加，煤炭燃烧已对生态环境造成了严重的危害，静电除尘器对超细飞灰的捕获率较低，约有1％的飞灰进入大气中，这样部分飞灰以粒径小于2.5μm甚至亚微米级超细颗粒为主，表面富集微量重金属元素和有机污染物，对人体健康和生态环境危害很大；而布袋除尘器除尘效率高，可捕集超细颗粒，且排放浓度确保＜30mg/Nm3，这样要达到环保排放标准，布袋除尘器成为排放达标的首选除尘设备。随着国内外火电厂大型燃煤电厂锅炉除尘设备技术发展，布袋除尘器经过多次实践已经投入实际运行中，在国外已有多个成功实例，而国内业已有多台机组成功投运，且运行效果良好。我国布袋除尘器在电力行业的应用刚刚起步，但随着环保要求的提高，火电厂布袋除尘器的应用会越来越广泛。

由于电除尘器的收尘效率受粉尘性质的影响较大，而我国的燃煤成份又千变万化，粉尘性质也各不相同，因此，电厂燃煤锅炉使用电除尘器要达到长期、高效、稳定的除尘要求对有些工厂难以实现。近几年随着国外技术的引进和国内除尘技术的自身发展，布袋除尘器适应性强、除尘效率高、运行可靠的优点逐渐显现出来，这给电厂燃煤锅炉应用布袋除尘器提供了可靠的技术基础。目前国内多家电厂已将电除尘器改造为布袋除尘器，或者直接新建布袋除尘器，结果均取得了满意的效果。

在布袋除尘器的实际应用中，影响布袋除尘器效率的众多因素中，内部气流是否均匀分配直接影响到布袋除尘器的除尘效率，气流的分配还直接决定各区域的滤袋寿命。因此，尽量使除尘器单元内气流均布，速度均匀。如何设计除尘器内部的气流调节部件的数量、形状尺寸与布置方式，并对其进行优化调整，首先需要对布袋除尘器内流场进行模拟分析。

目前，研究气流分布的方法是模型实验的方法，一般的气流分布实验台由风机、模型以及管道构成的。但是，这种实验装置功能单一，用模型实验的方法时，只能测出几个电场的进出口断面气体速度分布状况，对整个除尘器内整体的气流组织很难了解清楚；而且，采用模型实验法时，花费的成本、时间相对较多，造成人力、物力、时间的浪费。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种除尘器气流分布数字分析方法，该方法不仅能有效计算各种除尘器内任一断面的气体速度分布状况，而且能方便得到除尘器内整体的气流组织和进出口管道内气流分布状况。

本发明采取以下技术方案：

一种布袋除尘器内流场数值分析方法，选择设置布袋除尘器边界条件，借助Fluent软件建模模拟布袋除尘器内部气固两相流动过程，得到布袋除尘器内烟气和飞灰颗粒的气固两相流动特性，运用Fluent后处理软件处理数值计算结果，分析布袋除尘器内部存在的流场均匀性，通过采用改变设置内部导流板的大小、形状、位置与布置方式，比较分析布袋除尘器内的气固两相流场；其特征在于：

所述的分析方法步骤为：

根据除尘器的类型，先确定除尘器结构形式；

根据除尘器的尺寸，使用Gambit软件进行建模；

使用Fluent软件进行模拟，先对原始结构模拟计算获得原始速度矢量场；

对原始结构下的原始速度矢量场进行流场特性分析，得到内部流场的分布特性；

根据内部流场的分布特性，选择设置气流调节部件后进行流场数值模拟计算；

重复调整气流调节部件的设置角度参数、位置参数、尺寸和数量，并进行流场数值模拟计算，从而获得不同布置方式下的内部流场分布的模拟结果，进行不同布置方式下内部流场特性比较。

本发明的优点是：能实现数学模拟除尘器内部流场，相对于模型实验法，花费的成本、时间相对较少，提高设计效率和准确性。

附图说明

图1除尘器的结构示意图。

图2除尘器的网格图。

图3无导流速度矢量图

图4入口侧60°导流板速度矢量图

图5入口侧30°导流板速度矢量图

图6入口对面侧30°导流板速度矢量图

图7入口对面侧30°导流板加大与边界距离后速度矢量图

图8综合设置时入口侧30°导流板速度矢量图

图9综合设置时入口侧60°导流板速度矢量图

具体实施方式