文丘里喷嘴改进金锥滤筒脉喷清灰性能的数值模拟

针对除尘滤筒脉冲反吹清灰均匀性差、强度不足的缺点,构建了脉冲喷吹滤筒除尘器CFD数值模型,考察了文丘里喷嘴和金锥滤筒组合条件下的清灰性能。结果表明,无论是文丘里喷嘴还是金锥滤筒的使用或二者组合使用,滤筒内喷吹压力均为底部大而上部小;文丘里喷嘴和金锥滤筒可单独或组合式优化喷吹性能;在喷吹高度为150~550 mm时,喷吹强度和均匀性整体上随喷吹高度的增大而逐渐增强,当喷吹高度为350 mm时,文丘里喷嘴和金锥滤筒组合使用的优化效果最佳,喷吹强度和均匀性分别提高了1.72和1.96倍。本研究结果可为脉喷清灰滤筒除尘器的优化提供参考。     

文丘里水膜除尘器除尘脱硫增效技术研究

介绍了三相流化床技术用于文丘里水膜除尘器除尘脱硫增效的原理、工艺流程以及在410t／h锅炉上的工业应用结果。工业运行测试结果表明，其脱硫效率可达85％左右，除尘效率达98％左右。该系统结构简单、运行可靠，具备了工业应用的条件。     

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。     

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。     

扩散喷嘴改善金锥滤筒脉喷清灰性能的数值模拟

以滤筒除尘器为研究对象,考察了扩散喷嘴和金锥滤筒组合条件下的脉冲喷吹清灰性能,通过构建CFD数值模型对喷吹性能进行了模拟。结果表明：金锥滤筒比普通滤筒内蓄积的压力更大,在喷吹距离250 mm时普通喷嘴条件下金锥滤筒内的喷吹强度是普通滤筒的1.42倍,而扩散喷嘴条件下则为1.66倍;与普通喷嘴相比,扩散喷嘴主要通过提高滤筒上部区域的的压力实现喷吹均匀性的改善;扩散喷嘴和金锥滤筒的组合对于提高滤筒上部喷吹压力具有协同作用,特别当金锥伸入扩散喷嘴20~40 mm时,脉喷强度相比普通喷嘴与普通滤筒组合时最大提升了2.3倍。本实验结果可为脉喷清灰滤筒除尘器的优化提供参考。     

滤袋长度对袋式除尘器内流场影响的数值模拟研究

为提高袋式除尘器处理大烟气量中超细颗粒物的能力,确保袋室内气流尽可能均匀,以某环保公司的中试装置为模型,采用CFD(computational fluid dynamics)模拟6、8和10 m 3种袋长除尘器内的三维流动。运用标准k-ε双方程模型和SIMPLE算法,依据流量分配系数、速度云图和过滤阻力等分析流场内的速度和压力分布。结果表明,袋长为10 m的袋式除尘器流量分配系数更趋近于1.0;相同过滤速度下,速度相对标准偏差的数值6 m>8 m>10 m,滤袋长度为10 m时速度分布比较均匀;虽然10 m的除尘器产生的过滤阻力最大,但在低过滤速度条件下,优势明显。因此长袋除尘器适合在较低的过滤速度下运行。袋式除尘器的数值模拟为提高其处理能力和优化设计提供依据。     

无动力除尘器尺寸的数值模拟

为考察无动力除尘器不同尺寸结构的除尘效果,建立粉尘和空气耦合下的数学理论模型。采用Gambit软件构造无动力除尘器的实体结构,将自定义的UDF函数导入到Fluent软件中进行数值模拟,并应用了静压差计算不同除尘器尺寸结构下的含尘气体回流效果。数值模拟结果表明,当无动力除尘器回流管直径为600 mm,向下倾斜为10°,以及落料管入口高度距回流管口为1 150 mm时,无动力除尘器内含尘气体回流效果显著。     

数值模拟滤袋长度对除尘器流场及粉尘沉降的影响

利用数值模拟方法,探究袋式除尘器中圆筒滤袋改为褶皱滤袋后,滤袋长度变化对除尘器内部流场及粉尘在灰斗中沉降的影响。结果表明：圆筒滤袋改为褶皱滤袋可显著降低系统阻力,有利于系统节能;下进风式除尘器箱体中,滤袋越短除尘器内部的气流分布越不均匀,气流易在除尘器箱体空间及灰斗中产生涡旋,除尘器内部远离进风口一侧的滤袋会承担更多风量并受到高速气流冲击;在袋长(L)分别为3、4、5、6 m的除尘器内,粉尘在灰斗中沉降率(η) 为η(L=5 m)>η(L=4 m)>η(L=3 m)＞η(L=6 m)。这表明袋底距入口太近不利于粉尘沉降,粉尘直接运动至滤袋,反而会增加滤袋的过滤负担,故滤袋长度L=5 m时粉尘在灰斗中的沉降率最佳。然而,进一步降低滤袋长度不能提高粉尘的沉降率,滤袋渗透率越大,除尘器内部流场速度分布越均匀,粉尘更易沉降至灰斗。本研究结果可为下进风袋式除尘器的袋长设计提供参考。     

球柱形旋风除尘器分离性能数值模拟与实验

针对传统柱锥形旋风除尘器存在细颗粒分离效率低的问题,提出了一种新型球柱形旋风除尘器。采用数值模拟和实验研究手段,分析了柱段高度对球柱形旋风除尘器分离特性的影响。模拟结果表明：当球柱形旋风除尘器柱段高度不为零时,随着柱段高度的增加,静压力逐渐变小;球柱形旋风除尘器内流体的切向速度均呈“M”型分布;流体轴向速度随着半径的减小,其绝对值先增大后减小,在中心轴线处又开始增大;流体径向速度均关于中心轴线对称。实验结果表明,当球柱形旋风除尘器柱段高度为150 mm时,总分离效率最高,可达到92.01%。研究结果可为旋风除尘器中细小颗粒分离应用提供指导,对提高5 μm以下颗粒分离效率具有重要意义。     

袋式除尘器内部流场的数值模拟

袋式除尘器内部气流分布不均会加剧滤袋磨损,降低除尘效率。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对除尘器内部流场进行研究,分析了气流的轨迹及其在各气室中的速度分布。发现原设计中气流分布不均匀的现象比较明显,提出了在进气通道内添加气流均布板的改进措施。结果表明:改进后,除尘器箱体内部气流分布较均匀,各滤袋气流分配系数的波动幅度减小,各气室综合流量不均幅值降低。研究结果为袋式除尘器的结构优化设计提供了理论依据。     

静电除尘器烟道进口处流场的数值模拟

利用Fluent软件对静电除尘器烟道进口处流场进行了数值模拟,在此基础上提出一种新型的能有效均风的电晕线布置方法.结果表明,两相邻(垂直叠放)烟道进口处的电晕线平行放置时,在强电场力作用下产生的高速离子风会阻碍气流的均匀分布;两相邻烟道进口处的电晕线交叉放置时,可以起到明显的均风效果,更有利于除尘器内气流的均匀分布和提高除尘效率.该方法为静电除尘器的改造和设计提供了一种新的思路.     

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。     

侧进气卧式滤筒除尘器结构改进的数值模拟

采用数值模拟方法研究了常规的侧进气卧式滤筒除尘器(A)内部流场紊乱情况.为优化除尘器气流组织,添加了导流板与3种在y方向投影面积相同的不同类型挡板.其中,挡板α为矩形,挡板β夹角呈140°,挡板γ夹角呈140°且为分离式,分别对应除尘器(B)、除尘器(C)、除尘器(D).数值模拟结果表明:在优化后的除尘器中,入口风速为...     

静电除尘器内细微尘涡流现象的数值模拟

基于计算流体力学,以ANSYS软件中的FLUENT模块为平台模拟了粉尘粒径、烟气流速、电晕极电压和烟气含尘浓度对静电除尘器内细微尘涡流现象的影响。研究表明：随着粉尘粒径和烟气流速的增大,颗粒在静电除尘器内的合速度增大,粒子突破空气阻力维持原方向运动的能力增强,涡流的强度降低;随着电晕极电压和在一定范围内烟气含尘浓度的增加,高速流体区域与低速流体区域的速度差增大,涡流的强度会随之增加;继续增大烟气含尘浓度,导致静电除尘器内出现电晕封闭现象,"电风"逐步减弱,电场力大幅减小,粒子跟随烟气流出静电除尘器,涡流被大幅削弱或消失。根据以上规律,以相对均方根值为指标设计L9（34）正交模拟,得出各因素对涡流影响程度由高到低分别为烟气流速、电晕极电压、含尘浓度、粉尘粒径。     

滤筒除尘器不同进出口夹角对气流分布的影响

针对滤筒除尘器不同进出口夹角对除尘器内部流场的影响进行模拟研究。首先对除尘器进行适当简化和假设,建立起适合有限元计算的数值模型,通过流体力学分析软件Fluent对不同进出口夹角下的滤筒除尘器的气流分布进行模拟。根据模拟结果综合考虑,进出口夹角为180°时气流分布最均匀,除尘器内部流场最好。     

基于Fluent多喷嘴喷雾干涉数值模拟分析

对于发尘强度大的尘源,需要布置多个喷嘴进行联合抑制,多个喷嘴联合布置会伴有干涉现象。干涉区域雾滴之间的相互碰撞和再次破碎在微雾除尘过程中起着重要作用。同时,喷嘴数量和位置也显著影响整体雾化效果。为了进一步了解雾滴在运动过程中发生的一系列动力学事件,基于碰撞模型、破碎模型以及蒸发模型,采用UDF方法对雾化场进行了数值模拟,模拟结果表明,增加喷嘴数目可以适当提高雾滴粒径分布的均匀性,进而提高除尘效率;随着雾化压力提高,雾滴初始动能增加,对小于5μm的呼吸性粉尘有很好的除尘效果。     

电袋复合除尘器气流分布的数值模拟和优化

采用CFD数值模拟方法对某电业公司150 MW机组配套电袋复合除尘器流场进行了分析研究,通过比较模拟结果,确定了电袋复合除尘器流场的优化设计方案。结果表明：在进口烟道弯头内设置导流板,调整进口烟箱内孔板上的导流叶片及第3层孔板开孔率,电袋结合处设置孔板,可以使电场进口断面速度相对标准偏差、滤袋迎风面气流速度、滤袋单元流量分配偏差及每个袋区各滤袋流量的相对标准偏差均达到设计要求,为电袋复合除尘器的设计提供参考依据。     

移动颗粒床除尘器的除尘性能

为进一步了解移动颗粒床除尘器的除尘性能,首先解决了除尘器中容易出现的流动静止区域的消除问题,并实验研究了除尘效率及压降与表观过滤风速和滤料质量流率之间的关系,结果表明当表观过滤风速为0.3 m·s-1,滤料质量流率为300 g·min-1时,除尘效率高达99.8%,压降最大还不及180 Pa。另外,通过数值仿真得到了滤料床层内部气体的流场分布以及灰尘粒子在床层中的运行轨迹,发现除尘器结构部件对气体流场分布以及灰尘粒子轨迹有重要影响。对仿真过程中逃逸出滤料床层的灰尘粒子进行统计,并与实验数据相比较,验证了尘饼对增强细微灰尘捕集能力的重要性。     

旋风-布袋复合除尘器优化和除尘效率的数值模拟

针对燃煤工业锅炉烟尘超低排放的要求,采用数值模拟方法,研究了旋风除尘器(A)和内部滤袋前无导流板(B)、有导流板(C)或开孔挡板(D)的几种旋风-布袋复合除尘器的流场。结果表明：除尘器C的流场较均匀,较高风速时压降低于除尘器B、D。进一步模拟了除尘器A、C的分级效率,发现对于粒径低于15 μm的颗粒,除尘器A去除率低于60%,除尘器C去除率高于97.8%。且复合除尘器占地小,滤袋寿命长,具有广阔的应用前景。上述数值模拟结果可为复合除尘器的优化设计提供参考。     

四喷嘴射流曝气器性能的三维数值模拟与实验研究

应用FLUENT对四喷嘴射流曝气器在不同工况下的引射空气性能进行三维数值模拟,分析了射流器内的场分布特性与气液两相流动结构;同时建立射流器性能实验台,对四喷嘴射流曝气器的性能进行实验研究。研究表明,四喷嘴射流器性能较高,能量损失较少,两相流动结构稳定;相对于单喷嘴射流器,四喷嘴射流器的流量比和效率随压力比的变化显著;四喷嘴射流曝气器在工况4下工作性能最好,其流量比q为3.20,效率η为36%,而相似工况下单喷嘴结构流量比q仅为1左右,效率η不超过20%;数值模拟结果与实验结果吻合较好。