布袋除塵器喇叭口內(nèi)氣流均布板數(shù)值模擬

1、布袋除塵器喇叭口內(nèi)氣流均布板數(shù)值模擬根據(jù)k- 8方程，建立布袋除塵器喇叭口內(nèi)氣流均布板的 簡(jiǎn)化模型。通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法對(duì)除塵器運(yùn)作時(shí) 喇叭口斷面的氣流分布狀態(tài)開(kāi)展數(shù)值計(jì)算。結(jié)果說(shuō)明：對(duì)安 裝雙層分布板的布袋除塵器，入口平均速度為1.85m/s,喇 叭口到除塵器段壓降為108. 7Pa,喇叭口從上到下開(kāi)孔率依 次分為 19.1%、25.5%、38. 25%, 51%。隨著GB13223-20*火電廠(chǎng)大氣污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)的 實(shí)施，電廠(chǎng)超凈排放逐漸成為主流，大型袋式除塵器必將得 到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。喇叭口作為關(guān)鍵前置設(shè)備，其設(shè)置方 式與布袋除塵器入口的流速均勻程度關(guān)系密切，而氣流均勻

2、程度決定了系統(tǒng)的除塵效率、壓降及運(yùn)行可靠性等一系列性 能指標(biāo)，也是袋式除塵器運(yùn)行好壞的關(guān)鍵之一。數(shù)值模擬對(duì)除塵器安裝、設(shè)計(jì)、運(yùn)行策略的制定有很大 的參考價(jià)值。本文利用FLEUNT軟件，對(duì)喇叭口內(nèi)氣流均布 板開(kāi)展數(shù)值模擬，可優(yōu)化設(shè)計(jì)導(dǎo)流板尺寸和布置。1數(shù)值模型的建立1試模擬對(duì)象本模擬對(duì)象為大唐A電廠(chǎng)1000MW機(jī)組布袋除塵器喇叭 口內(nèi)氣流均布板，鍋爐最*續(xù)蒸發(fā)量2958t/h,鍋爐保證效 率94. 05%,滿(mǎn)負(fù)荷鍋爐煙氣流量為265432lNm3/ho數(shù)值模 擬范圍從空預(yù)器出口煙道至除塵器出風(fēng)喇叭口為止，整體模 型尺寸與實(shí)際工程圖紙尺寸一樣（見(jiàn)圖1）。流場(chǎng)數(shù)值模擬選擇喇叭口單元1開(kāi)展模擬計(jì)算。其

3、三維 模型見(jiàn)圖2,包含喇叭口、多孔板1、多孔板2和除塵器等。模擬目的本文主要目的在于確定除塵器喇叭口內(nèi)孔板的最優(yōu)化 構(gòu)造，對(duì)喇叭口內(nèi)氣流均布板開(kāi)展設(shè)計(jì)驗(yàn)證，使入口截面煙 氣流速相對(duì)偏差15%,通過(guò)橫截面積偏差20%,總壓損失 最小，并確定多孔板最正確開(kāi)孔方式及開(kāi)孔率。L3數(shù)值模擬方案通過(guò)增加多孔板等措施來(lái)提高布袋除塵器入口流速的 均勻程度是非常必要的。輸入條件，煙氣入口溫度、流量等 都嚴(yán)格輸入，模擬與實(shí)際工程運(yùn)行相對(duì)照，基本假設(shè)如下:a）由于保溫層的存在，煙氣與外界的換熱量較小，可考 慮使用絕熱模型；b）氣流從煙道出口出來(lái)可假定為均勻流動(dòng)的狀態(tài)；c）氣流出口為壓力出口，壓力值根據(jù)甲方提供的測(cè)試

4、或 設(shè)計(jì)結(jié)果給定；袋除塵器的布袋局部可使用多孔介質(zhì)模型來(lái)模擬;e）如果一個(gè)單元的左右局部對(duì)稱(chēng)，可只模擬對(duì)稱(chēng)的一半 模型。網(wǎng)格劃分本文采用Gambit軟件，利用控制體積法將模型離散化， 對(duì)喇叭口內(nèi)流場(chǎng)區(qū)域開(kāi)展六面體構(gòu)造化網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格總數(shù) 為3X106,其網(wǎng)格劃分如圖2所示。采用二維態(tài)湍流模型對(duì) 簡(jiǎn)化模型求解，對(duì)于分布板上的網(wǎng)格開(kāi)展加密處理。數(shù)值模型采用SIMPLE算法，模型采用二階迎風(fēng)格式，殘差值的收 斂標(biāo)準(zhǔn)均為10-5。圖3喇叭口單元1網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)學(xué)模型在計(jì)算中使用標(biāo)準(zhǔn)廣模型。k方程是個(gè)準(zhǔn)確方程，e 方程是由經(jīng)驗(yàn)公式導(dǎo)出。2模擬結(jié)果1速度分布圖4為進(jìn)入除塵器（喇叭口出口）的流場(chǎng)分布，從圖4 可

5、知：4個(gè)喇叭口出口（從左至右序號(hào)依次為1、2、3、4） 入口的流場(chǎng)分布均呈現(xiàn)中間低、周?chē)叩默F(xiàn)象，流速最高點(diǎn) 均位于喇叭口的底部。經(jīng)數(shù)值模擬計(jì)算，4個(gè)喇叭口入口煙 氣流量占總煙氣量的比例分別為18.38%、17.45%、32.33%、 31.43%,與期望比例16.5%、16.5%、33%、33%基本相符。以喇叭口 1為例，假設(shè)每隔0.5m選取1個(gè)測(cè)試點(diǎn)，可選 取共計(jì)384個(gè)點(diǎn)，其平均速度為L(zhǎng)85m/s,標(biāo)準(zhǔn)方差0. llm/s, 相對(duì)偏差5. 9%15%,喇叭口到除塵器段壓降為108. 7Pao2開(kāi)孔率分布布袋除塵器性能與氣流速度密切相關(guān)，對(duì)氣流的要求是 氣流盡可能向下或向兩側(cè)，而中間方向氣流偏少，最上方最 少。為此，數(shù)值模擬過(guò)程中將喇叭口的開(kāi)孔2個(gè)合并到1個(gè) 大喇叭口，使氣流主要分向下部及兩側(cè)，不吹到下游的濾袋 設(shè)備。為滿(mǎn)足上述條件，數(shù)值模擬結(jié)果為：喇叭口從上到下 開(kāi)孔率依次分為 19. 1%、25.5%、38.25%、51%。3結(jié)語(yǔ)a）在對(duì)氣流分布板開(kāi)展簡(jiǎn)化時(shí)，采用多孔介質(zhì)模型對(duì)安 裝雙層分布板的布袋除塵器，選取384個(gè)樣本點(diǎn)，計(jì)算喇叭 口入口的平均速度為1.85m/s,相對(duì)偏差為5.9%。喇叭口到 除塵器段壓降為108.