滤袋的脉冲喷吹清灰试验研究

利用脉冲喷吹实验台,在其他条件不变的情况下,改变喷吹压力、脉冲宽度、喷吹气量和喷吹距离,测定2 m滤袋侧壁上、中、下3个测点的压力正峰值和压力正峰值到达时间,调整喷吹参数使滤袋侧壁沿长度方向压力正峰值和压力正峰值到达时间合理分布,通过这两个因素来研究脉冲清灰效果.结果表明,喷吹压力、喷吹气量和喷吹距离对压力正峰值和压力正峰值到达时间影响较大,适当提高喷吹压力、喷吹气量和喷吹距离有助于改善滤袋的脉冲喷吹清灰,脉冲宽度的变化对其影响较小.研究表明,0.6 MPa的喷吹压力、0.08 ms的脉冲宽度、200 mm的喷吹距离为最佳喷吹参数.     

喷吹压力与喷吹距离对长滤袋清灰效果的研究

为了得到长滤袋的最优化设计,自建脉冲喷吹试验装置,采用QSY8135型压力传感器测试长滤袋(直径160 mm×长6 000 mm涤纶针刺毡)的侧壁压力峰值和峰值达到时间。结果表明:长滤袋脉冲清灰效果达到最优化时的喷吹压力为0.1~0.3 MPa,喷吹距离为200mm;侧壁压力沿滤袋长度方向的总体变化规律为先增大后减小,到达滤袋底部又增大,侧壁压力峰值在滤袋1 m处达到最大;侧壁压力峰值到达时间沿滤袋长度方向的总体变化规律为在0~4 000 mm时增加,在4 000~6 000 mm时减小;沿滤袋长度方向的平均侧壁压力峰值为(喷吹压力为0.1~0.3 MPa)2.076 8 k Pa、3.292 1 k Pa和4.325 2k Pa。     

脉冲清灰喷吹气流偏斜的优化研究

为研究改善除尘滤筒清灰过程中喷吹气流偏斜的问题,通过在多孔喷吹管上安装混流喷嘴,在滤筒迎流面和背流面6个测点分别安装压力传感器,测试不同喷吹压力和喷吹距离下的侧壁压力峰值.结果 表明:安装混流喷嘴后,在最优喷吹压力0.4 MPa实验条件下,滤筒迎流面一侧与背流面一侧的压力峰值差距减小,压力动态波形图相似,清灰更加均匀,...     

开口散射器对滤筒除尘清灰性能影响的数值模拟

借助计算流体力学的方法,编写自定义压力函数(UDF),采用二维非稳态流动数学模型对滤筒除尘器脉冲喷吹清灰过程进行了数值模拟,研究开口散射器锥角、安装高度、喷吹距离等因素对滤筒除尘器脉冲清灰效果的影响,为滤筒除尘器清灰系统的优化设计提供依据。结果表明:相较传统的清灰方式,增加开口散射器结构能有效改善滤筒除尘器内部清灰流场均匀性和滤筒侧壁压力分布均匀性,提高除尘效率。当开口散射器锥角减小时,清灰强度存在最大值,而滤筒侧壁清灰压力趋向不均匀化;散射器锥角一定,安装高度为0 mm时,滤筒侧壁压力峰值的平均值由853Pa增大到999Pa,偏差由2.45%降低到1.25%,既能够保证足够大的清灰强度也能使滤筒清灰均匀性得到有效改善;在其他因素不变的情况下,增大喷吹距离,滤筒清灰强度减小,清灰均匀性增大,清灰装置存在最佳的喷吹距离范围。     

金属长滤袋脉冲喷吹清灰均匀性优化研究

为了探究喷吹管的喷吹孔径分布方式对金属长滤袋脉冲喷吹清灰均匀性的影响,采用3种喷吹孔径分布方式不同的喷吹管对金属长滤袋进行脉冲喷吹实验,对比研究不同喷吹孔径分布方式下,沿喷吹管气流方向滤袋间侧壁压力峰值分布规律。结果表明：采用喷吹管T₁时,滤袋侧壁压力峰值沿喷吹孔K₁—K₉方向分布不均匀,波动幅度较大,不满足清灰均匀性的要求;采用喷吹管T₂时,滤袋清灰均匀性有所改善,但仍不满足清灰均匀性的要求;采用喷吹管T₃,喷吹孔K₁—K₉对应滤袋侧壁压力峰值变化趋势平缓,各测点侧壁压力峰值的方差均小于0.01,表明喷吹管T₃满足金属长滤袋清灰均匀性的要求。结果表明可以采用改变喷吹管孔径及其分布方式提高金属长滤袋脉冲喷吹的清灰均匀性。     

袋式除尘器喷吹管的气流均匀性研究

针对袋式除尘器喷吹气流不均匀性的问题,利用CFD数值模拟建立含有不同结构参数的喷吹管气流分布模型,通过正交试验方法,选取了喷吹管管径D,喷嘴孔径d,喷嘴个数N,喷嘴间距L及喷嘴长度H为主要因素,选取L25（56）正交表得到25组方案,用方差分析法找到了影响喷吹气流不均匀性的主要因素,并采用流量修正和重复迭代的方法对喷嘴孔径进行优化设计,获得较好的气流量分布,为喷吹管设计提供了参考;对修正后的喷吹管,得到不同入口流量下的喷吹管气流不均匀的变化情况。     

喷吹压力和脉冲宽度对脉冲喷吹滤筒除尘器清灰效果的影响

无粉尘条件下,利用压力传感器测定脉冲喷吹实验台上滤筒侧壁各测点的正压力峰值及到达该峰值的时间.结果表明,喷吹压力对正压力峰值及到达该峰值的时间这两个指标的影响较大,提高喷吹压力能够很好地改善脉冲喷吹滤筒除尘器的清灰性能,但脉冲宽度的增加对这两个指标的影响不明显.有粉尘条件下,对使用中的脉冲滤筒除尘器滤筒内外压差的测定发现,提高喷吹压力能明显增加喷吹前和喷吹瞬间滤筒内外压差的差值变化,从而有助于提高除尘器的清灰性能; 而脉冲宽度对滤筒内外压差的影响不明显.本文通过对除尘器喷吹压力和脉冲宽度的研究,为其清灰性能的提高提供了指导.     

脉冲袋式除尘器滤袋侧壁压力峰值的试验研究

清灰系统是脉冲袋式除尘器长期稳定运行的关键,而喷吹系统中喷管到花板的距离、滤袋的长度直接影响清灰效果。采用试验的方法,对袋式除尘器脉冲清灰过程进行研究,得到不同工况下的滤袋侧壁压力峰值曲线,探讨喷吹距离、滤袋长度对滤袋清灰效果的影响,确定各因素对清灰性能的影响,为清灰装置的优化设计提供参考。结果表明:脉冲袋式除尘器滤袋的清灰强度最薄弱的部位在袋口区域附近;相同喷吹条件下,滤袋过长会导致滤袋中下游区域清灰不力,喷吹管到滤袋距离的选择直接影响着脉冲清灰效果。     

脉冲袋式除尘器喷吹均匀性探讨

简述了脉冲清灰机理及清灰过程,阐述了脉冲袋式除尘器喷吹均匀性对运行阻力和滤袋寿命的影响,采用数值模拟方法对几种工程中常用的喷吹管的喷吹均匀性进行了验算,并结合工程实际给出了均匀性较理想的喷吹管喷嘴孔径及其分布,以供设计参考。     

波形褶皱滤袋脉冲喷吹清灰性能分析

针对褶皱滤袋的波形结构影响滤袋表面静压的均匀分布,脉冲清灰性能不明确的问题,选取8褶、7 m长的波形褶皱滤袋,首先通过物理试验研究滤袋沿袋长方向不同截面的壁面峰值压力分布规律,后在验证数值模拟分析方法的可靠性和准确性的基础上,通过数值模拟模型优化和正交试验分析各因素对清灰性能的影响。结果表明：在喷嘴直径22 mm、喷吹时间100 ms,不同喷吹压力和喷吹距离条件下,滤袋沿袋长方向上的壁面峰值压力的变化趋势与圆筒形滤袋相同;距袋口1～7 m,滤袋无明显变形,同一截面波峰、波中、波谷位置的压力相对偏差在±10%以内。等流通面积法优化的三维模型和二维轴对称模型的数值计算结果和试验结果更接近,在对比壁面峰压、诱导气流的基础上,证明了其优化分析褶皱滤袋的清灰性能的合理性与可行性。正交试验分析各因素的影响程度从大到小依次为喷吹压力、滤袋长度、喷吹距离、褶数和喷吹时间;6～12褶为最佳范围,褶数增加,峰值压力呈下降趋势。研究成果可为波形褶皱滤袋的喷吹参数设计和结构优化提供参考依据。     

点火位置对污水管网可燃气体爆燃特性影响模拟研究

针对典型市政污水管网内可燃气体爆燃过程,采用流体动力学软件Fluidyn,建立了由顶端封闭、深度为4 m的竖直检查井和两端开口、长度各为20 m的水平井构成的管网模型,研究了不同点火位置（检查井上部、中部和下部）对甲烷爆燃特性的影响。研究结果表明:不同位置点火时,管网内测点压力时程呈现出亥姆霍兹振荡,各压力峰值曲线具有明显的分段性,且相同测点的数值接近;爆炸温度在点火位置附近出现最大值,其中上部点火时数值最大,中部点火时居中,下部点火时最小,但在水平井内温度峰值近似呈线性衰减并在端口出现最小值;与下部点火相比,上部和中部点火时,检查井和水平井连接处扩容效应造成火焰传播速度衰减显著,但在水平井内均近似呈线性增大并在端口出现最大值。     

竖井消能工折板压强及脉动特性分析*

为研究泄流过程中折板式竖井消能工水动力荷载作用,以某深隧排水工程竖井为研究对象,开展正态水力模型试验,研究恒定流与非恒定流条件下折板压强分布规律及脉动特性,分析折板间距和倾角对频谱特征影响。结果表明:上层折板承受时均压强为中层和下层折板1.5~3倍;恒定流条件下折板瞬时压强脉动幅值随入流量和折板间距增大而增大,随折板倾角增大而减小,功率谱密度优势频段为0~2.5 Hz;非恒定流条件下折板瞬时压强自上而下依次减小,功率谱密度优势频段介于0~4.0 Hz。研究结果可为竖井折板结构防振设计提供参考。     

除尘器脉喷清灰影响阶段的粉尘分级排放特征

过滤除尘器采用的脉冲喷吹式清灰造成清灰影响阶段粉尘排放浓度的大幅升高,制约除尘器的过滤捕捉性能。为了探索脉冲喷吹工况对清灰影响阶段粉尘排放的影响规律,为工业除尘器清灰设计提供技术参考,构建了脉喷清灰滤筒除尘器试验系统,测试滤筒内壁的压力分布,考察TSP(总粉尘)、PM_(10)、PM_(2.5)分级排放质量浓度变化,并研究了气包压力、过滤风速、最大允许过滤阻力对粉尘排放的影响。结果表明,在脉喷清灰影响阶段,TSP、PM_(10)、PM_(2.5)具有类似的变化趋势,排放质量浓度均先快速升高而后缓慢降低,持续时长30~60 s;排放量总体上随气包压力、最大允许过滤阻力增加而升高,其中气包压力达到临界值0.4 MPa时,排放质量浓度峰值和排放量增加显著;而粉尘排放随过滤风速增加先增后减。研究表明,通过调整脉喷工况可降低清灰影响阶段粉尘排放。     

煤层注热CO2驱替CH4特性实验研究*

为研究注CO2增产煤层气过程中注气温度对煤层渗透特性变化的影响,利用自主研发的CO2置换驱替CH4实验系统,在注气温度为40,50,60 ℃条件下进行CO2置换驱替CH4实验,定量分析置换驱替过程中出口气体流量、孔隙压力以及煤层渗透率等变化规律。研究结果表明:在实验测试的40~60 ℃范围内,提高CO2注入温度有助于产出更多的CH4及封存CO2,CO2注入温度越高,出口混合气体流量和CH4气体流量越大,呈现出先升高后降低并趋于稳定的变化趋势,实验结束时置换体积比分别为2.704,2.741和2.595,注气温度为60 ℃时驱替效果较好,每产出单位体积的CH4注入的CO2量最少;煤层孔隙压力随注气时间呈现先逐渐上升后趋于平稳的变化趋势,逐渐趋近注气压力0.8 MPa;注CO2置换驱替CH4及提高CO2注入温度会降低煤层的渗透性,注气温度恒定时,渗透率随注气时间增加呈现先逐渐降低后趋于平稳的变化规律,注气温度由40 ℃升至60 ℃时,渗透率从0.017 1×10-15 m2下降至0.009 8×10-15 m2,降低幅度为34.50%~42.69%。     

压力脉冲波法复杂天然气管道堵塞检测实验研究*

为了解决复杂天然气管道堵塞定位难题,快速定位出堵塞位置,提出利用压力脉冲波法检测复杂管道堵塞。改造搭建长18.1 m、包含17个三通结构的压力波堵塞检测实验台,进行不同堵塞率以及气液混输管道的堵塞定位实验。结果表明:管道三通会引起频率范围为150~200 Hz的高频反射波,利用FFT谐波变换方法可以有效地对原始信号进行滤波分析,更利于对堵塞定位分析。在堵塞率100%时,定位误差为1.07%;在堵塞率50%时,定位误差最大,达到1.93%;对于含液率8%的气液混输管道,100%堵塞时,定位误差为0.48%。研究结果有效地证实了压力脉冲法检测复杂输运管道堵塞的可行性,可为该方法的现场应用提供指导和数据支撑。     

抑爆粉剂浓度及粒度对瓦斯爆炸抑制效果的影响

抑爆粉剂的参数指标是影响隔抑爆装置抑制瓦斯爆炸效果的重要因素之一。通过20 L球形爆炸特性实验装置对多种不同抑爆粉剂浓度及粒度条件下的瓦斯爆炸特性参数进行了测试。研究表明:随着抑爆剂浓度的逐渐增加,瓦斯爆炸最大压力降低,最大压力上升速率降低,压力到达峰值时间延迟;在20 L密闭环境,粉剂粒度＜15 μm的条件下,当抑爆粉剂浓度增加到225 g/m3时,瓦斯混合气体被完全惰化,失去爆炸性;在15~80 μm抑爆粉剂粒度范围内,随着粒度的减小,抑爆性能先减弱后增强,在抑爆粉剂浓度为200 g/m3时,15 μm 与70~80 μm粉剂粒度最大爆炸压力分别下降了19.8%,17.8%,而40~50 μm粒度爆炸压力下降了6.4%。     

体积法压井现场试验研究

为了更加精细地描述体积法压井过程中井内气体的分布和运移规律,针对体积控制法压井开展了试验研究,通过在试验井井底注气的方式,模拟气侵并实施体积法压井;测量并分析压井过程中套压、立压、出口流量及注气速率等参数的变化规律。研究结果表明:体积法压井控制过程中,由于井筒内气侵气体以多个短气柱和弥散型气泡分布为主,在钻井液泄流过程中套压很难实现理想状态的稳定控制;井口出现气体并不代表气侵气体以气柱形式全部到达井口,通过气液混合泄流,可有效控制井底压力实现井底准恒压;当部分气体在井口形成气柱后,可提前启动置换流程,这种体积控制流程和置换流程结合的方式可有效降低地层破裂风险;置换流程中压井液的注入会产生井底附加压力,针对薄弱地层,需考虑此参数以降低风险。     

压力脉冲波法天然气管道堵塞检测研究*

为快速检测出天然气管道堵塞位置、长度及堵塞程度,解决天然气输运管道中堵塞定位难题,探讨压力脉冲波法管道堵塞检测的可行性与效果。搭建长220 m的压力脉冲波堵塞检测实验系统,进行多组连续性长堵塞检测实验和水堵检测实验。结果表明:连续性长堵塞检测实验中堵塞前沿反射信号为负压波,堵塞后沿信号为正压波,且波形清晰可辩,其多组实验的堵塞位置、堵塞长度及堵塞率的平均检测误差分别为0.23%,0.75%和2.67%;水堵反射信号清晰可辨但波形复杂,其多组实验的堵塞位置、堵塞长度及堵塞率的平均检测误差分别为0.78%,9.61%和43.28%。实验结果有效地证实了压力脉冲法的可靠性与实用性,并为压力脉冲波法堵塞检测现场应用提供指导。