布袋除尘器喇叭口内气流均布板数值模拟.docx

布袋除尘器喇叭口内气流均布板数值模拟根据k-£方程，建立布袋除尘器喇叭口内气流均布板的简化模型。通过计算流体力学(CFD)方法对除尘器运作时喇叭口断面的气流分布状态开展数值计算。结果说明：对安装双层分布板的布袋除尘器，入口平均速度为1.85ms,喇叭口到除尘器段压降为108.7Pa,喇叭口从上到下开孔率依次分为19.1%.25.5%、38.25%、51%o随着GB1322320*火电厂大气污染物排放控制标准的实施，电厂超净排放逐渐成为主流，大型袋式除尘器必将得到越来越广泛的应用。喇叭口作为关键前置设备，其设置方式与布袋除尘器入口的流速均匀程度关系密切，而气流均匀程度决定了系统的除尘效率、压降及运行可靠性等一系列性能指标，也是袋式除尘器运行好坏的关键之一。数值模拟对除尘器安装、设计、运行策略的制定有很大的参考价值。本文利用F1.EUNT软件，对喇叭口内气流均布板开展数值模拟，可优化设计导流板尺寸和布置。1数值模型的建立1.1.试模拟对象本模拟对象为大唐A电厂1000W机组布袋除尘器喇叭口内气流均布板，锅炉最*续蒸发量2958th,锅炉保证效率94.05%,满负荷锅炉烟气流量为2654321.Nm3ho数值模拟范围从空预器出口烟道至除尘器出风喇叭口为止，整体模型尺寸与实际工程图纸尺寸一样(见图1)。流场数值模拟选择喇叭口单元1开展模拟计算。其三维模型见图2,包含喇叭口、多孔板1、多孔板2和除尘器等。1.2模拟目的本文主要目的在于确定除尘器喇叭口内孔板的最优化构造，对喇叭口内气流均布板开展设计验证，使入口截面烟气流速相对偏差15%,通过横截面积偏差±20%,总压损失最小，并确定多孔板最正确开孔方式及开孔率。1.3数值模拟方案通过增加多孔板等措施来提高布袋除尘器入口流速的均匀程度是非常必要的。输入条件，烟气入口温度、流量等都严格输入，模拟与实际工程运行相对照，基本假设如下：a）由于保温层的存在，烟气与外界的换热量较小，可考虑使用绝热模型；b）气流从烟道出口出来可假定为均匀流动的状态；C）气流出口为压力出口，压力值根据甲方提供的测试或设计结果给定；d）布袋除尘器的布袋部分可使用多孔介质模型来模拟;e）如果一个单元的左右部分对称，可只模拟对称的一半模型。1. 4网格划分本文采用Gambit软件，利用控制体积法将模型离散化，对喇叭口内流场区域开展六面体构造化网格划分，网格总数为3X106,其网格划分如图2所示。采用二维态湍流模型对简化模型求解，对于分布板上的网格开展加密处理。数值模型采用SIMP1.E算法，模型采用二阶迎风格式，残差值的收敛标准均为10-5。图3喇叭口单元1网格划分1.5数学模型在计算中使用标准k-£模型。k方程是个准确方程，方程是由经验公式导出。2模拟结果2. 1速度分布图4为进入除尘器（喇叭口出口）的流场分布，从图4可知：4个喇叭口出口（从左至右序号依次为1、2、3、4）入口的流场分布均呈现中间低、周围高的现象，流速最高点均位于喇叭口的底部。经数值模拟计算，4个喇叭口入口烟气流量占总烟气量的比例分别为18.38%、17.45%、32.33%、31.43%,与期望比例16.5%、16.5%,33%、33%基本相符。以喇叭口1为例，若每隔O.5m选取1个测试点，可选取共计384个点，其平均速度为1.85ms,标准方差0.1.1.ms,相对偏差5.9%<15%,喇叭口到除尘器段压降为108.7Pao3. 2开孔率分布布袋除尘器性能与气流速度密切相关，对气流的要求是气流尽可能向下或向两侧，而中间方向气流偏少，最上方最少。为此，数值模拟过程中将喇叭口的开孔2个合并到1个大喇叭口，使气流主要分向下部及两侧，不吹到下游的滤袋设备。为满足上述条件，数值模拟结果为：喇叭口从上到下开孔率依次分为19.1%,25.5%,38.25%、51%o3结语a）在对气流分布板开展简化时，采用多孔介质模型对安装双层分布板的布袋除尘器，选取384个样本点，计算喇叭口入口的平均速度为1.85ms,相对偏差为5.9%。喇叭口到除尘器段压降为108.7Pa；b）对气流的要求是气流尽可能向下或向两侧，而中间方向气流偏少，最上方最少。数值模拟结果为：喇叭口从上到下开孔率依次分为19.1%.25.5%.38.25%.51%o