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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

高温袋式除尘器金属滤袋脉冲喷吹清灰性能分析

为解决高温袋式除尘器在应用中因压缩空气温度偏低导致金属滤袋糊袋,以及因清灰参数选取不当导致滤袋残余阻力上升和除尘器运行阻力升高的问题,使用滤料微观模型分析过滤状态下颗粒在清洁金属和有机纤维层的穿透过程;并结合物理模型与数值模拟正交实验研究不同因素对不锈钢金属滤袋脉冲喷吹清灰过程的影响;以传统有机滤袋做对照,通过数值模拟实验研究在高温状况下脉冲喷吹清灰气流对金属滤袋袋口区域结露的影响。结果表明,在相同的颗粒粒径条件下,清洁金属滤料纤维的颗粒穿透量和穿透距离更大,拦截效应低于有机纤维滤料。滤袋清灰效果整体呈现上部>底部>中部的趋势,且金属滤袋清灰评价指标测试值整体低于传统有机滤袋;显著影响滤袋清灰的因素均为喷吹压力和喷吹孔径,金属滤袋最佳喷吹距离为200 mm,喷吹时间为100 ms。当脉冲喷吹气流温度为0℃时,滤袋袋口0.5～2 m处有结露风险,升高至50℃可有效防止工业窑炉烟气滤袋袋口区域结露现象的产生。该研究结果可为高温袋式除尘器金属滤袋的喷吹参数设计和结构优化提供参考。     

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。     

基于CFD的滤袋内侧磨损失效过程分析

针对某燃煤热电厂袋式除尘器滤袋破损和多次换袋检修失效现象,采用气固两相流数值模拟方法,对清灰气流含尘浓度过高导致滤袋破损失效的演变过程进行了分析,并结合现场调研和破损滤袋检测结果,明确了产生此类故障的原因.结果表明:喷吹总气量的22％为诱导气流,袋口上方的诱导气流速度接近7 m·s-1,上箱体内悬浮颗粒甚至袋口周边沉积...     

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...     

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。     

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。     

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。     

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。     

回转定位脉冲喷吹袋式除尘器滤袋长度可延长性分析

采用物理模型实验,对回转定位喷吹系统的扁圆形滤袋壁面峰值压力分布进行测试,得出该滤袋同一截面压力分布均匀,且其沿滤袋长度方向的壁面峰值压力分布规律也与圆形滤袋相似。在该规律成立条件下,将扁圆形滤袋运用等效面积法转化为圆形滤袋,通过数值模拟方法,设计正交实验得出:滤袋壁面峰值压力随着喷吹压力和喷嘴直径的增大而增大,而随滤袋长度增加无明显变化;并进行单因素实验得出,当滤袋长度增加至10 m,可满足工程设计清灰需要,为滤袋长度的设计提供了重要依据。     

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。     

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。     

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。     

基于流固耦合的滤袋振动的数值模拟

滤袋是决定袋式除尘器除尘效率的关键元件,由于是柔性的悬挂结构,相邻的滤袋在气流作用下可能会发生相互碰撞,引起严重的破袋事故。针对该问题采用流固耦合方法,对袋式除尘器流场引起柔性滤袋的振动进行了数值模拟。分别以3个大小不同的进口风速模拟了滤袋的振动规律,得到了滤袋底部一点的位移图和轨迹图,结果表明,进口速度越大,滤袋的位移越大。所以有效地控制进口风速和提高内部气流速度的均匀性,可以减少滤袋的破袋事故,对节约更换滤袋的费用,有很大的经济效益。     

基于遗传算法的袋式除尘器脉冲喷吹清灰自适应模糊控制

针对当前主流的袋式除尘器定时、定压差脉冲喷吹清灰控制技术所表现的控制效果不理想、压缩空气消耗高以及无法自动调节清灰周期等问题,提出了一种基于控制规则可调的脉冲喷吹清灰自适应模糊控制方法。研发了一种脉冲喷吹清灰控制结构模型及自适应模糊控制器,将模糊控制规则按阻力偏差的大小分为4个等级并分别引入调整因子,以阻力偏差的时间误差绝对值积分(ITAE)作为目标函数,通过遗传寻优得到最优调整因子,进而得到能够根据不同工况条件自适应调节清灰周期的模糊控制规则。实验结果表明:相较于优化前的模糊控制器,该自适应模糊控制器超调量小、响应速度提升39.5%;与定时、定压差控制相比,自适应模糊控制能够维持过滤阻力的稳定性,分别节省耗气量34.0%、5.4%。在脉冲喷吹清灰控制系统中,该自适应模糊控制方法使控制效果得到较大提高。     

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。