脉冲喷吹2000mm长滤筒的清灰性能

为探究2 000 mm长滤筒滤筒在脉冲清灰时,不同喷吹条件(喷吹孔径、喷吹距离)对滤筒清灰性能的影响及沿长滤筒长度方向上侧壁压力峰值分布规律,设计脉冲喷吹实验,测定ф147 mm×2 000 mm(覆PTFE膜)长滤筒在不同喷吹条件下的侧壁压力峰值。实验结果表明,2 000 mm长滤筒的最佳喷吹孔径为15 mm,最佳喷吹距离为240 mm,在0.5MPa条件下,沿滤筒长度方向上各测点的侧壁压力峰值分别为P0 1 084、P1 1 898、P2 1 276、P3 1 556、P4 1 302和P5 3 258。并得出最佳喷吹距离随着喷吹孔径的减小而逐渐增大,以及沿长滤筒长度方向上侧壁压力峰值分布呈现先增加再减小再增加的分布规律。研究成果旨在为长滤筒过滤系统优化设计及滤筒除尘器代替滤袋除尘器的应用上提供指导。     

基于FLUENT数值模拟的袋式除尘器喷管最佳喷吹高度研究

以滤袋壁面峰值压力作为评价滤袋清灰强度的标准,采用FLUENT软件数值模拟优化袋式除尘器喷管的最佳喷吹高度。结果表明:对于长度为3m的短滤袋,在喷吹压力和喷管类型为(0.3 MPa,2型)和(0.4 MPa,1型)时,最佳喷吹高度为200mm;对于长度为5m的长滤袋,在喷吹压力和喷管类型为(0.4MPa,2型)和(0.3MPa,3型)时,最佳喷吹高度为250mm;实物测试系统实验验证表明,实际测量的压力和模拟得到的压力之间的相对误差均小于2%,模拟成功。     

大型电袋复合除尘器脉冲滤袋清灰

建立了大型脉冲喷吹实验系统,进行8 m滤袋长度、76 mm以上不同规格和型号的脉冲阀、未使用的干净滤袋和使用过带粉尘滤袋的喷吹性能实验研究,测试喷吹管上的压力峰值、滤袋上的加速度和压力峰值。实验结果表明,喷吹管上高速回流气流产生二次压力峰值。测试结果也证明,带粉尘的滤袋由于其透气性的降低与干净滤袋相比,其最小压力峰值较大,且随着滤料透气性的降低整条滤袋的压力峰值变化值变小,同时滤袋的透气性与工程使用时间成反比,但不同的烟气工况由于粉尘特性造成滤袋的透气性不同。实验也表明,为保证单个脉冲阀能有效地喷吹滤袋应根据最小压力峰值进行滤袋数量的限制和脉冲阀规格的选取。     

脉冲喷吹金属滤袋的压力分布影响因素分析

金属纤维滤袋可直接过滤高温烟气粉尘,解决高温烟气粉尘导致的环境、安全问题,对高温烟气的余热能源回收利用有非常重要的意义。目前,金属滤袋除尘器脉冲喷吹参数是依照传统纤维滤袋器设计的,存在着脉冲瞬时气流导致喷吹清灰失效问题。针对此问题,在脉冲喷吹实验平台上,通过改变喷吹压力、喷吹距离以及喷吹孔径,针对?130 mm×2 000 mm的金属滤袋,利用压力数据采集系统测试喷吹压力0.2～0.6 MPa、喷吹孔径6～14 mm、喷吹距离50～250 mm时,金属滤袋距顶部80、200、600、1 000、1 400和1 800 mm 6个部位的侧壁压力峰值,以探求针对金属滤袋的脉冲喷吹的合理参数。结果表明:2 m金属滤袋的最佳脉冲喷吹孔径为8 mm,最佳喷吹距离为200 mm,最佳喷吹压力为0.5 MPa;此条件下的P1(80 mm)、P2(200 mm)、P3(600 mm)、P4(1 000 mm)、P5(1 400 mm)、P6(1 800 mm)的侧壁压力峰值分别为1 000、1 686、839、746、749和2 005 Pa。金属滤袋的侧壁压力峰值大小排列呈下上中的规律。随着喷吹孔径的增大,最优喷吹距离有逐渐减小的趋势。金属滤袋的中、下部(距滤袋口600～1 400 mm)清灰将是未来金属滤袋清灰的重点关注部位。上述研究结果可为金属滤袋的推广发展提供参考。     

响应面法优化袋式除尘器脉冲清灰性能

基于计算流体动力学的方法采用三维、可压缩、非稳态流动数学模型对袋式除尘器脉冲清灰过程进行了数值模拟,得到了滤袋内外压差,并与文献实验值进行了比较,验证了仿真模型的可靠性。基于响应面法研究了喷吹压力、喷吹高度、滤袋直径和滤袋长度对脉冲清灰性能的影响,得到这4个影响因子的二次多项式预测模型,并进行优化。结果表明,喷吹压力为0.3 MPa,喷吹高度为0.2 m,滤袋直径为0.16 m,滤袋长度为6 m时,内外压差峰值最优,优化结果与仿真模拟结果相差小于3%。研究结果为袋式除尘器脉冲清灰系统的设计与优化提供了重要参考。     

烧结机尾电改袋除尘器脉冲喷吹数值模拟

在电改袋除尘器中,为更好地利用原静电除尘器的内部空间,可采用长袋及脉冲喷吹清灰方式。利用CFX软件对脉冲喷吹系统进行模拟优化,结果表明,通过在喷嘴侧壁开设20 mm小孔,可有效增大喷吹气体流量,且以开设2个或者3个为佳。在喷嘴侧壁开孔数量、喷吹压力、喷吹距离、喷吹孔直径和滤袋长度等因素中,喷吹压力和喷吹孔直径对清灰的影响较大,增大喷吹压力和喷吹孔直径均有利于改善清灰效果,喷嘴侧壁开孔数量对清灰的影响较喷吹压力和喷吹孔直径小,喷吹距离仅对滤袋上部清灰效果有影响,而滤袋长度主要影响滤袋中下部的清灰效果,且影响较小,选择长袋具有可行性。     

文丘里对脉冲喷吹过滤系统清灰的影响

在自建的脉冲喷吹实验台上，利用Y—YD-7044型压电式传感器和MYD-8801加速度传感器，测试0120×2000mm覆PTFE膜无纺布滤袋在不同喷吹压力下，加文丘里与不加文丘里时的最大侧壁压力峰值和最大反向加速度，并对比计算了获得同样清灰强度时的脉冲阀一次喷吹耗气量。结果显示，添加文丘里能显著增大滤袋中下部最大侧壁压力峰值和整条滤袋上的最大反向加速度，即提高脉冲喷吹清灰强度；对应同样的喷吹压力，加文丘里时的平均最大侧壁压力峰值和平均最大反向加速度比不加文丘里时分别平均提高大约70％和50％；加文丘里获得同样清灰强度时的脉冲阀一次喷吹耗气量比不加文丘里时节省40％左右。证实对于脉冲喷吹清灰系统，添加文丘里能有效改善清灰效果以及减小能量？肖耗。     

喷吹管对滤袋清灰性能的影响

为了探究喷吹管开孔个数和开孔位置对长滤袋(160 mm×6 000 mm)清灰效果的差异,在自建脉冲喷吹实验台上,利用QSY8135压电式压力传感器,测试喷吹压力0.1~0.4 MPa,喷吹孔数4~8个时,不同开孔位置沿滤袋方向的侧壁压力。结果显示:脉冲喷吹压力0.2 MPa下的电磁阀一次喷吹实际耗气量是脉冲喷吹压力0.1 MPa的1.23倍,沿滤袋方向的平均侧壁压力是1.68倍,0.2 MPa的标准差为0.418 3,脉冲喷吹压力0.3 MPa下的电磁阀一次喷吹实际耗气量是喷吹压力0.1 MPa的1.48倍,沿滤袋方向的平均侧壁压力是2.34倍,0.3 MPa的标准差为2.430 4,得到本实验条件最佳喷吹压力0.2 MPa;喷吹压力0.2 MPa,当开孔个数不同时,沿喷吹管方向靠近电磁阀的第二个喷吹孔沿滤袋方向平均侧壁压力最小,开孔位置中最远离脉冲阀的孔沿滤袋方向平均侧壁压力最大,最小的侧壁压力是最大侧壁压力的0.539倍,当开孔数为8个,标准差0.170 5,值最小,清灰均匀性最好。对长滤袋喷吹管上开孔个数和喷吹位置的研究为袋式除尘器喷吹系统的改进和设计提供理论依据。     

高温滤袋的有效清灰强度

对Φ120 mm×1 000 mm氟美斯滤袋的最大侧壁压力峰值、除尘器运行阻力进行实验测试,并结合滤袋破损情况探究高温滤袋的有效清灰强度。结果表明,最大侧壁压力峰值在一定范围内对滤袋有较好的清灰效果且对滤袋的损伤较小。对粉煤灰而言,滤袋沿长度方向的平均最大侧壁压力峰值为876 Pa时的强度能满足除尘器的清灰要求,随着滤袋的最大侧壁压力峰值增大,除尘器清灰效果越好,当平均最大侧壁压力峰值超过2 713 Pa时,清灰效果仅轻微提升;且局部最大侧壁压力峰值大于5 282 Pa时滤袋破损,造成过度清灰。     

喷嘴总面积与喷吹管截面积比对滤袋清灰性能的影响

在自建的脉冲喷吹实验装置上,利用MYD-1540A型压电式压力传感器,对尺寸规格120×2 000 mm聚酯无纺布覆PTFE膜滤袋在不同孔管截面积比条件下的滤袋侧壁压力进行测试,实验同时测试了使用不同阀时对应同一孔管截面积比滤袋的侧壁压力,并利用MYD-1380C型压电式压力传感器测试不同阀不同开孔面积时喷吹管内压力随时间的变化。对比分析了同一阀在不同孔管截面积比、不同阀同样孔管截面积比时滤袋的清灰强度,并结合喷吹管内压力随时间变化的曲线分析了孔管截面积比对滤袋清灰性能影响的原理。结果显示:随着孔管截面积比的增大,滤袋清灰强度先增大后减小,喷吹管的最佳孔管截面积比为73.8%,当孔管截面积比达到152.5%及以上或小于26.5%时,清灰强度明显降低;阀的性能会直接影响孔管截面积比对清灰效果的影响;孔管截面积比对滤袋清灰性能影响的本质原因是引起喷吹孔出口气流速度的变化,从而影响压缩空气二次诱导气流量,进而影响滤袋清灰性能。     

诱导喷嘴改进滤筒清灰效果的数值模拟

采用计算流体动力学数值模拟方法,对规格为325 mm×660 mm滤筒在采用高效诱导喷嘴(超音速引流喷嘴和气流散射器)喷吹时的内部流场进行研究。通过分析喷吹气流在滤筒内的压力分布云图和喷嘴处的速度分布图,得出模拟结果与脉冲喷吹实验结果基本一致,验证了数值模拟的可靠性和实验的准确性。进而从微观上分析得出采用诱导喷嘴可使气流更加稳定的进入滤筒内部,以此确保滤筒长度方向上内壁清灰压力的均匀性,对滤筒清灰效果有明显的改善作用,为解决滤筒的清灰问题提供了一定的指导。     

低能耗脉冲喷吹袋式除尘器的三维数值模拟及工程应用

以袋式除尘器装置为研究对象,考虑射流偏移,建立了脉冲喷吹清洁的三维CFD数值模型,并进行实验验证;对喷嘴与文丘里管优化设计,修改数值模型,研究了低能耗下的脉冲喷吹清灰效果;在将改进的喷嘴与文丘里管进行工程应用的过程中,研究了其对大气粉尘排放的影响。结果表明,建立的三维CFD模型展现出了高瞬态行为和可压缩效应,即在射流中表现出涡流环与冲击单元现象。与孔喷嘴相比,改进后的喷嘴设计对射流偏移进行了调整,并且使滤袋内脉冲压力增加了5.1%～13.3%,提升了清灰效果。对比喉部直径为85 mm的文丘里管,无文丘里管的设计使得射流不易进入滤袋中,导致滤袋内脉冲压力降低了41.4%～46.3%,引起清灰效果的下降;减小文丘里管喉部直径,可以减少回流,提升滤袋内脉冲压力,改善清灰效果。对比原始装置,安装了改进喷嘴与文丘里管的袋式除尘器能明显降低大气粉尘排放,以上研究结果可为脉冲喷吹清灰除尘器的优化设计提供参考。     

基于故障树分析法袋式除尘器滤袋失效的研究与应用

在分析影响袋式除尘器滤袋失效因素的基础上,应用故障树分析法(fault tree analysis,FTA)对袋式除尘器滤袋的失效进行研究。以某袋式除尘器为例,建立该袋式除尘器滤袋失效的故障树,并结合其运行及废弃滤袋的调查情况,分析影响其滤袋失效的主要因素。结果表明,该袋式除尘器滤袋失效的主要影响因素为清灰压力峰值分布的不均匀(清灰不彻底)所导致的运行阻力过高。在此基础上,利用计算流体动力学(CFD)方法建立该袋式除尘器清灰数值计算模型,模拟其清灰时滤袋表面的压力峰值分布,发现该布袋除尘器滤袋底部表面的清灰压力峰值较低,无法达到正常清灰的要求,从而验证了故障树分析的正确性。以数值模拟为指导,改进该袋式除尘器的清灰结构,改善其清灰效果。     

上部开孔锥形散射器对滤筒脉冲清灰效果的影响

通过搭建脉冲喷吹实验台,实验研究喷嘴以及喷嘴下安装上部开孔锥形散射器的两种脉冲喷吹方式下沿滤筒长度方向上的侧壁压力分布特性。结果表明:只有喷嘴时,沿滤筒轴向方向至上向下的侧壁压力逐渐增大,下部压力大于上、中部;而在安装上部开孔锥形散射器的情况下,滤筒侧壁压力分布为中部压力略小于上部与下部,但上、中、下部压力相对均匀。在满足清灰要求条件下,安装上部开孔锥形散射器明显提高滤筒脉冲清灰均匀性,减小脉冲气流对底部的冲击,改善滤筒下部滤料破损的问题。     

滤筒除尘器脉冲清灰动态分析

对常用规格φ325 mm×660 mm滤筒采用普通喷吹孔和诱导喷嘴进行脉冲清灰实验研究,测试滤筒侧壁压力峰值和压力上升速度,并使用高速动态分析仪拍摄清灰时粉尘从滤筒壁面脱落的动态过程。实验证明了滤筒脉冲清灰时,粉尘的脱落是从滤筒上部到下部依次进行,滤筒侧壁第一个压力峰值、最大压力峰值和压力上升速度对清灰效果均有影响,且脉冲气流形成的第一个侧壁压力峰值对滤筒的第一次冲击对清灰来说起着决定性的作用,回流气流形成的侧壁压力峰值作用较弱。而压力上升速度不能完全作为评价清灰效果好坏的指标。实验证明,采用诱导喷嘴可以改善滤筒内部流场,提高清灰效率。     

袋式除尘器喷管喷吹口径优化

喷管喷吹均匀是为了使同一排滤袋清灰力度均匀。针对袋式除尘器喷管喷吹气流均匀性的问题,国内外学者对各喷嘴出口气流质量流量的均匀性十分关注。采用流体力学fluent软件对喷管内流场进行模拟,提出了同一排滤袋清灰强弱分布受到各喷嘴出口气流的动量通量分布的影响,而不是质量流量的看法。对引射空间流场进行模拟,验证了这一看法。结果表明,为了达到喷管喷吹均匀,应使各喷嘴出口气流动量通量分布均匀。采用动量通量修正和重复迭代的方法对喷管喷吹口径进行优化设计,获得了较好的动量通量均匀性。     

脉冲喷吹扁式方框滤筒除尘器的清灰性能

为探究新型扁式方框滤筒的清灰性能,在自建的脉冲喷吹实验台上,测得不同电磁阀、开孔型号、喷吹距离、喷吹压力下的侧壁压力峰值大小及其分布规律。通过进一步工业附粉,监测除尘器的阻力和清灰后的粉尘残余量,验证找到扁式方框滤筒的最佳喷吹清灰参数组合。结果表明:扁式方框滤筒的最佳开孔型号是7个7 mm孔,喷吹距离为20 mm;对于玉米秸秆粉尘,当过滤风速低于0.6 m·min~(-1)时,在1寸阀、0.2 MPa喷吹压力下可满足对其基本淸灰需求,且风速越小,清灰后的粉尘残余量越少,阻力也越小,低于150 Pa。另外,脉冲清灰过后,未被清除下来的粉尘多集中于扁滤筒的上部且是未正对喷吹孔的位置,如何进一步改善有待之后研究。     

滤袋数目对翼形上进风袋式除尘器内流场影响的数值模拟研究

针对实际运行过程中,袋式除尘器滤袋使用寿命短,压力损失过大的问题,本文以翼形上进风袋式除尘器为研究对象,采用CFD(computational fluid dynamics)技术模拟分析不同滤袋数(分别为92、88、84、80、76和72)时袋式除尘器内气流分布和压力损失规律。主要考察了流量分配系数、最大流量不均幅值、气流迹线、滤袋表面速度分布与压降等指标。结果表明,滤袋数为76个时,气流分布最为均匀,各滤袋负载均衡;相同过滤速度下,装置的压降随滤袋数目的增加而上升,即压降大小顺序为9288847672;与72个滤袋相比,76个滤袋的可用过滤面积更大。综合考虑,袋式除尘器的最优滤袋数目为76个。模拟结果为袋式除尘器的设计和优化提供了依据。     

脉冲袋式除尘器喷吹管内压缩气流喷吹均匀性的数值模拟

运用计算流体力学(CFD)的方法,对大型脉冲袋式除尘器清灰时喷吹管内压缩气流喷吹的均匀性进行了数值模拟研究。在对传统等直径喷嘴的喷吹管出口的平均质量流量、流量偏差和喷嘴内气流的速度场进行分析的基础上发现,通过改变喷嘴直径和形状可以提高喷吹管系统的清灰均匀性。其中,采用锥形变径喷嘴时,喷吹管喷出的压缩气流的流量偏差降到2%以内,喷嘴内气流合速度方向与径向夹角几乎为零,到达滤袋的速度明显增大,极大改善了喷吹管喷吹气流的均匀性,有效提高滤袋的清灰强度,为袋式除尘器清灰系统的优化设计提供了依据。     

基于ASMM模型对不同袋长袋式除尘器气固两相流的模拟

为了提高袋式除尘器内部流场的均匀性,延长滤袋的使用寿命以及降低能耗,以某环保公司下进风袋式除尘器为几何模型,采用简化的欧拉模型-代数滑移混合模型(algebraic slip mixture model,ASMM)模拟了3种袋长分别为6、8和10 m的袋式除尘器处理粒径为1、2.5、5、10和20μm颗粒时其内的气固两相流动。对比分析了不同袋长除尘器内速度云图、颗粒相体积份额以及压力损失等,结果表明:随着滤袋长度的增加,除尘器内部流场的均匀性提高;袋式除尘器对5种不同粒径颗粒都具有一定的去除能力,滤袋长度为8 m时受到的二次扬尘影响较小;滤料及粉尘层厚度为2 mm时,袋式除尘器的压力损失随着滤袋长度的增加而增加,颗粒粒径对除尘器压力损失的影响较小;通过对比袋长为8 m时除尘器模拟压降与实验结果,验证了模拟结果的可靠性。因此,除尘器的最优袋长为8 m,模拟结果为袋式除尘器的设计和优化提供了理论依据。