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。     

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。     

数值模拟滤筒中负载尘饼对脉冲喷吹清灰效果的影响

脉冲喷吹清灰进行滤筒的再生是实现除尘器稳定、高效、长期运行的必要环节,对滤筒脉喷清灰性能的研究具有重要意义.目前,对脉喷过程的数值模拟普遍基于干净的滤筒,负载尘饼对喷吹过程的影响尚考虑不足.以滤筒除尘器装置为研究对象,考察滤筒负载尘饼对脉冲喷吹性能的影响,建立了脉冲喷吹的CFD数值模型用其对清灰流场进行模拟,并进行了实...     

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Φ147 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0.5 MPa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.     

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。     

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（φ160 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。     

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。     

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。     

脉冲喷吹大风量滤筒除尘器的清灰变化过程研究

褶皱比高、过滤面积大的大风量滤筒除尘器存在不完全清灰的随机性更大,因为脉冲清灰过程中脉冲气流在滤筒内的流场分布不均引起滤筒侧壁压力的不均匀分布。主要通过检验大风量滤筒(325×1 000 mm)侧壁压力峰值变化过程和探寻引起侧壁压力峰值分布的气流动态变化过程。实验结果表明,冷态实验时,有诱导喷嘴时,滤筒侧壁压力峰值呈现从上到下减小的趋势,滤筒侧壁压力变化过程与滤筒上粉尘剥落的过程相一致;动态实验时,随着过滤风速增大,滤筒侧壁压力峰值出现增大的现象,因为脉冲气流受到系统过滤气流的影响,脉冲气流在轴向的速度降低的要缓慢一些,动压转化为静压的速度要缓慢一些,出现滤筒650 mm位置侧壁压力峰值明显增大,而在滤筒850 mm位置侧壁压力峰值并未增大,将动态实验用于实际现场,结果表明,长时间运行滤筒底部出现清灰效果差的现象。     

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φ120×2 000 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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

开口散射器对滤筒除尘脉冲清灰效果的影响

为了提高滤筒在脉冲喷吹清灰中侧壁压力均匀性,实现滤筒上下部相同的清灰效果,通过采用自行设计的上部开口锥形散射器和环向开口锥形散射器,利用数值模拟方法对滤筒除尘器的脉冲喷吹清灰流场进行了预测分析。结果表明,采用上部开口的散射器相比于未采用前的清灰方法,能够使滤筒的上下部侧壁压力分布更均匀;但是随着散射器上部开口的增大,诱导气量增加,滤筒侧壁压力分布反而趋向不均匀化;在文中所研究的尺寸范围内,散射器上部开口直径为22.5 mm时,滤筒上下部的清灰效果较好。