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过滤速率对200MW机组电袋复合除尘器流场散布影响的数值对比

2019-05-18 10:34:00来源:电力行业节能环保"大众效劳平台 张立栋 阅读量:26486

导读:电袋复合除尘器内部气流速率出现了显著的分区,在与电除尘相邻的袋除尘区下部空间出现了显著的高速区,过滤速率为1.6m/min时的高速区面积小。
  【中国泉州环保新闻网 产品评测】电袋复合除尘器电场内部气流散布是影响电袋复合除尘器效力重要的因素之一,采纳模范k-ε紊流模子,模拟了0.8、1.2、1.6、2和2.4m/min5种过滤风速电袋复合除尘器的流场散布环境。结果表明:电袋复合除尘器内部气流速率出现了显著的分区,在与电除尘相邻的袋除尘区下部空间出现了显著的高速区,过滤速率为1.6m/min时的高速区面积小,且跟着速率的增长在袋除尘区靠近入口的后墙上部滤袋处出现了狭长的气流丛聚区,这将增大滤袋负荷的不均匀度。
 
  在袋除尘下部地区、袋除尘地区及净气室地区选取有代表的截面停止流场均匀性检验,得出速率为0.8m/min时的不均匀性波动小,且在袋除尘区跟着速率增大流场不均匀性也增大,但同时跟着高度的增高全体都呈现下降的趋向。
 
  根据《电力睁开“十三五”计划》的阐发,洁净煤发电技术仍将是“十三五”燃煤发电机技术睁开的中央。工业净化源排放出的粉尘颗粒是悬浮在大气中的,当它超过一定浓度时就会对环境发生有害影响,引起灰霾,同时危害人体健康。作为细颗粒物的天生来源,人为源重要包含固定源及运动源,固定源包含各种燃料燃烧源,如燃煤过程可发生大批的人体可吸入颗粒物。因此,火电厂的环保治理正在从节制端的浓度节制到品格节制的技术改变。
 
  电袋复合除尘技术除尘率一样平常大于99.5%,通俗电袋复合除尘器入口颗粒物浓度可节制在20mg/m3如下。电袋复合式除尘器颠末优化整合,使此中粉尘颠末过程电场带电,利用荷电粉尘的气溶胶效应提高滤袋过滤效力,同时削减布袋的损耗,延长了布袋应用寿命。
 
  文献对实际临盆过程中燃煤电厂的电除尘器、袋除尘器、电袋复合除尘器对PM10及PM2.5停止捕集效力对比试验,颠末过程对比得出了以入口排放总品格浓度和PM10和PM2.5分级的品格浓度为偏向,除尘效果好的为电袋复合除尘器、其次为袋式除尘器。文献颠末过程对3种除尘器对比试验及现场数据,得出电袋复合除尘器具有较高的PM2.5脱除效力。
 
  文献对我国6个燃煤电厂细颗粒物排放量停止实际测量并与美国及加拿大的相应排放程度停止对比,显示这6个代表性电厂的PM10及PM2.5的排放因子远大于美国和加拿大的程度。文献在分歧过滤速率下对PM10除尘效果在电袋复合除尘器停止工业试验,得出除尘器的压降与过滤速率之间存在着线性相干。
 
  文献对电袋复合除尘器中的静电区与布袋区之间的结合部分及气流散布板的开孔率停止详尽的试验研究。文献阐发了7种开孔率及孔板的布置对电袋复合除尘器中孔板对颗粒物脱除的影响规律,分歧孔板对电袋复合除尘器内的电场及流场均有一定的影响。
 
  文献颠末过程试验证明电袋复合除尘器对PM2.5粒子的收集效力随粒子尺寸的减小而低落,但对付0.03-0.2μm的粒子收集效力会再次提高。文献对660MW机组配套的电袋复合除尘器停止脱除多净化物的效果研究,结果表明其对Hg、SO2、SO3的脱除效果优越。
 
  数值模拟方面,文献对电袋复合除尘器中除尘器的流量不均等环境停止数值模拟;文献对电袋复合除尘器的气流入口流速及电凝并区前程度管道长度停止数值研究;文献对150MW机组电袋复合除尘器的气流散布停止数值研究;文献对1000MW机组的电袋复合除尘器内烟气量、压降和粉尘比电阻3个因素停止数值研究,得出佳除尘效力对应的压降规模及温度规模。
 
  从文献模子中看,以上数值研究电袋复合除尘器时,都未对灰斗的影响停止研究,本文研究了分歧过滤速率下除尘器内流场差别,同时也阐发了灰斗发生的二次扬尘现象。
 
  颠末过程以上阐发,虽然除尘器的压降与过滤速率存在线性相干,但除尘器内部运动空间较大,电极及布袋的布置地位都邑对运动的不均匀发生较大影响,因此本文颠末过程研究分歧过滤速率下的电袋结合除尘器中运动速率不均匀性。
 
  1 模子树立及评估偏向
 
  1.1仿真模子数值模拟参数
 
  该机组烟气气流从入口进入除尘器,携带灰尘颗粒的烟气依次颠末过程2个电场除尘室和3个袋式除尘室。含尘烟气流颠末电除尘区的2个电场除去烟气中颗粒较大的粉尘,含较小粉尘颗粒的气体再进入袋除尘区颠末滤袋的过滤进入净气室,获得洁净的气体颠末除尘器入口离开电袋复合除尘器,颠末简化后的模子如图1所示。

图1 电袋复合除尘器物理模子
 
  电袋复合除尘器模子基本几何参数。电除尘区:长10400mm、宽13100mm、高14800mm;一个袋除尘室长为15600mm,宽5800mm,高14800mm,滤袋直径300mm、长8000mm,滤袋为12排12列,间距是400mmx400mm,共432个滤袋;净气室长15600mm,宽5800mm,高4200mm,除尘器总过滤面积21200m2。
 
  采纳计算流体力学的办法对电袋复合除尘器的流场停止了模拟计算,通用节制方程的离散采纳有限容积法,对流项差分格式采纳二阶迎作风式,流体压力-速率耦合基于SIMPLE算法。
 
  采纳分区划分网格的办法,对电袋复合除尘器的分歧地区停止前处理。划分出了4种分歧网格数目,颠末计算得出1100万网格与实际入口压力值做比较接近,入口负压为2850Pa,湍流强度I和水力直径d分离见公式(1)和公式(2)。各壁面均设为无滑移壁面,空气密度ρ为1.225kg/m3,黏度μ为2.425x10-5kg/m3;滤料的厚度△m=2mm,渗透率k见公式(3),内部阻力系数C'见公式(4)。

  1.2流场测定实践评估偏向
 
  因为袋除尘区内部截面各点的气流速率分歧,以相对均方根公式(5)作为评估偏向,其特色是对速率场的不均匀值反应比较灵敏,其均方根越大,不均匀度越高。

  2 模拟结果及阐发
 
  2.1分歧过滤速率对内部流场影响
 
  颠末过程比较在分歧过滤风速电袋复合除尘器中的速率云图(图2)和流线图(图3),阐发分歧过滤风速的影响程度。
 
  均匀烟气流进入袋除尘区后,因为袋式除尘器的滤袋区对气流的阻挡感化,使得均匀烟气下行加快,在滤袋与灰斗间的地区构成速率变更梯度较大的不稳固空间。图2(a)是速率为0.8m/min,在Z=2450mm平面地区中滤袋与灰斗间的地区,可以或许或许看到烟气的“高速区”。
 
  此地区重要出如今前2个布袋除尘单位和后一个单位的前半个地区,后期因为烟气向后输运过程中碰到了除尘室墙面的阻挡感化,构成上升气流,与之前的高速气流叠加,构成为了“高速区”的上扬。因为气流速率变更缓慢,滤袋区烟气速率散布均匀,即烟气量较均匀。滤袋底部“高速区”大气流速率为7.5m/min;滤袋区大气流速率在后墙上部滤袋处,为5.3m/min,小气流速率在滤袋区前端1.3m/min。
 
  图2(b)是速率为1.2m/min的云图,电袋复合除尘器内部气流速率等值区出现了显著的分区状况,电除尘区的低速气流区(b-a区)与后部的高速气流区(b-b区)分界显著,而且在后墙上部滤袋处出现了狭长的高速气流区(b-c区),这将增大滤袋负荷的不均匀度,低落高速区滤袋应用寿命。本工况,滤袋底部空间大气流速率11m/min,滤袋区的大气流速率同样在后墙上部滤袋处,为8.3m/min,小气流速率在滤袋区的前端为0.8m/min。速率差较大。
 
  图2(c)是速率为1.6m/min的云图,在此工况下,滤袋下部空间的“高速区”呈带状斜向上延长至滤袋区后墙入口。在此地区内,气流速率大,气流量大,本工况,滤袋底部空间大气流速率为15m/min,滤袋区的大气流速率在后墙中部滤袋处,为10.3m/min,小气流速率在滤袋区的前端下部,为0.4m/s。速率差值进一步增大。

图2 分歧速率Z=2450mm截面速率云图对比
 
  速率为2.0m/min的云图如图2(d)所示,在此工况下电除尘区风速不均匀,出现了下部风速大,上部风速小的环境,这重要是因为跟着过滤风速的提高,电除尘区入口风速也相应地提高,导流板及滤袋区的阻力感化显著增长,导致大批烟气流受阻下行的结果。在滤袋区的下部空间依旧构成为了“高速区”,高速率18m/min,且高速地区面积较其余速率相比都大,滤袋底部气流如斯高的程度流速将构成滤袋底部损坏。在滤袋区,除袋除尘单位中部气流速率较小外,小速率为0.7m/s,其余部分速率均较高,尤以第二及第三单位为甚,此中大气流速率出如今靠近后墙的中部,为13m/min。
 
  速率为2.4m/min的云图如图2(e)所示,在此工况下紧贴滤袋区后墙及后墙入口处出现了2块狭长的高速气流等值区,此中滤袋下部空间的大气流速率达20m/min。由以上阐发可以或许或许看出,当过滤风速为0.8m/min时,流场散布比较均匀,袋式除尘区内高速率与低速率差值小。
 
  且在布袋入口地区流速散布均匀,没有出现流速前后分化环境,布袋所承受负荷较小,有利于延长布袋的应用寿命。在过滤风速为1.2、1.6、2.0及2.4m/min的4种工况内,均在滤袋区内出现分歧程度的高速气流区,此中尤以2.4m/min工况为甚。说明过滤风速越小,袋式除尘地区的除尘效力越高。而过高的过滤风速,不只会构成除尘效力低下,还可能因为风速过大,对布袋构成很大冲击,影响布袋的应用寿命。
 
  图3为截面流线图,从图3可以或许或许加倍清楚地看到烟气在除尘器中的运动状况。可以或许或许看到电除尘区和袋除尘区的前2个单位流线散布较为均匀,除尘效果较好,而布袋除尘区的后一个除尘单位,在上扬的“高速区”和灰斗间存在一个影响规模较大的涡旋地区,在这种涡旋布局的感化下,烟气流将对灰斗构成严重的冲刷感化,使部分已经沉积于灰斗的灰从新被烟气流卷起,构成二次扬尘,增大了滤袋的过滤负荷,增长滤袋的磨损几率,影响除尘器的效力。

图3 分歧速率Z=2450mm截面流线图对比
 
  2.2袋除尘区各部分的流场均匀性阐发
 
  检测截面的选取应具有代表性,可以或许或许正确地反应布袋除尘区各部分的流场均匀性。在袋除尘区,检测面(布袋下部空间、布袋区和净气室)是沿y轴偏向依次布置8个面,此中布袋下部空间3个面分离为y1=1500mm,y2=3540mm,y3=5540mm;布袋区4个面分离为y4=7140mm,y5=9750mm,y6=11340mm,y7=13000mm;净气室1个面为y8=16570mm。
 
  图4是各个检测面的相对均方根值对比。由图4可以或许或许看出,滤袋与灰斗间地区(y1-y3),各工况在y1处相对均方根值??相差不多,沿除尘器从底部升高,呈现越接近滤袋区不均匀度越低,这说明滤袋区对气流的阻碍感化显著,可使气流均匀的进入滤袋空间;在滤袋区(y4-y7),0.8m/min工况的相对均方根值显著优于其余工况,而且跟着过滤风速的增大,相对均方根值σ逐渐增长;
 
  在净气室(y8),各工况的相对均方根值基原形同。从图4还可以或许或许看出,过滤速率为0.8m/min时,全体袋除尘区的不均匀度波动幅度小。过滤风速越小,气流的速率越小;大的过滤风速会低落滤袋的过滤的效果,而小的过滤风速能提高滤袋的除尘效力,对滤袋的磨损也将减小。

图4分歧速率各个检测面的相对均方根值对比
 
  3 结论
 
  本文研究了200MW机组的电袋复合除尘器中5种分歧过滤速率对袋除尘器内流场散布及流场均匀性停止了数值研究,获得如下结论:
 
  1)电袋复合除尘器内部气流速率出现了显著的分区状况,在于电除尘结合的袋除尘区出现了显著的高速区,速率为1.6m/min时的高速区小,且跟着速率的增长在袋除尘区靠近入口的后墙上部滤袋处出现了狭长的气流丛聚区,这将增大滤袋负荷的不均匀度。
 
  2)颠末过程流线图可以或许或许看出,在灰斗区发生一定量的漩涡,对已经脱除下来的灰发生二次扬尘,增大袋除尘的负荷。
 
  3)在袋除尘下部地区、袋除尘地区及净气室地区选取有代表的截面停止流场均匀性检验,得出速率为0.8m/min时的不均匀性波动小,且在袋除尘区跟着速率增大流场不均匀性也增大,但同时跟着高度的增高全体都呈现下降的趋向。
 
  原标题:【技术汇】过滤速率对200MW机组电袋复合除尘器流场散布影响的数值对比

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