布袋除尘器扩容流场均匀性研究与应用 VIP免费

科技与创新┃ScienceandTechnology&Innovation·162·2023年第24期文章编号：2095-6835（2023）24-0162-02布袋除尘器扩容流场均匀性研究与应用吴连营（江苏徐矿综合利用发电有限公司，江苏徐州221000）摘要：某300MW循环流化床锅炉因燃料的改变，机组烟气中含尘激增，造成布袋除尘器在实际运行中系统阻力增加，在提出通过除尘器一仓室扩容改造方案后，为了验证方案的可行性，了解扩容后除尘器内部流场分布以及除尘器风门风速，利用CFD（ComputationalFluidDynamics，计算流体动力学）研究方法和FLUENT软件设计，对除尘器进行建模分析，提出增加灰斗进风导流板方法，消除流场不均、风速过高滤袋磨损现象，验证改造项目的可靠性，为技术改造提供理论依据。关键词：300MW流化床锅炉；布袋除尘器；扩容改造；导流板中图分类号：TK223.1文献标志码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2023.24.048某锅炉是由东方锅炉（集团）有限公司制造的型号为DG1025/17.5-Ⅱ2的300MW亚临界循环流化床锅炉。锅炉设置2台布袋除尘器，每台布袋除尘器滤袋4032只，每台锅炉共计8064只，采用压缩空气离线低压脉冲清灰，设计运行阻力1300Pa。该公司近几年加大煤泥和污泥掺烧比例，由于燃料的改变，机组烟气中含尘激增，造成布袋除尘器在实际运行中系统阻力增加，经常在1600～2500Pa。另外，滤袋底部磨损严重，造成除尘器出口烟尘排放质量浓度升高，使布置在除尘器后的低温省煤器磨损、积灰加剧，给机组的安全运行带来隐患。为解决滤袋磨损问题，电厂利用CFD研究方法，对除尘器流场分布情况和烟气流速进行分析研究，提出增加灰斗进风导流板方法，消除流场不均、风速过高滤袋磨损现象，验证改造项目的可靠性，为技术改造提供理论依据。1布袋除尘器CFD研究1.1CFD研究方法随着计算机技术的发展，所有涉及流体流动、热交换、分子输运等现象的问题，现在都可以借助CFD得到解决。目前为止，采用计算机数值模拟技术已经是国内外能源领域研究者普遍采用的手段。FLUENT软件设计是基于“CFD计算机软件群”的概念，针对每一种物理流动的特点，采用适合的数值解法，将不同领域的计算软件组合，从而提高研究问题的广度和深度。1.2模型对象CFD模型包括了布袋除尘器中所有的流体力学元件，包括进出口烟道、进出口风门、壳体、灰斗、净气室及布袋排等。除尘器CFD模型如图1所示。图1除尘器CFD模型图1.3模型假设及简化为便于模拟计算，结合实际运行工况，对该系统作如下假设和简化：①将烟气视为不可压缩牛顿流体；②假设除尘器进口处烟气速度分布均匀；③考虑到对称性，CFD模型只对单侧进行模拟；④将布袋看作多孔介质；⑤在CFD模型中安装导流板等；⑥对流场影响较小的构件忽略不计。1.4网格划分及边界条件利用前处理软件GAMBIT将布袋除尘器三维建模，采用四面体和六面体网格对三维模型进行网格划分。模型网格划分如图2所示。布袋及布袋周边流道采用扫略方式划分网格，下部灰斗采用映射方式划分网格，其余部分采用自由方式划分网格[1]。图2CFD模型网格图2模型数值分析2.1原除尘器内部流场分析布袋除尘器内部流场如图3所示。从图3可以看ScienceandTechnology&Innovation┃科技与创新2023年第24期·163·出，改造前除尘器采用灰斗侧面进气方式，但没有在灰斗内部设置导流装置。气流从进口风门进入后，形成一股高速向上的气流，直接冲刷进风口附近区域滤袋，不仅不利于粉尘沉降，还会造成二次扬尘。此外，这种高速气流会对滤袋底部造成磨损，导致破袋，严重影响滤袋寿命和布袋除尘器的正常运行。布袋除尘器出口风门流量统计如表1所示。图3布袋除尘器内部流场表1布袋除尘器出口风门流量统计项目出口风门风门1风门2风门3风门4风门5风门6体积流量/（m3·h-1）905696374266598677536883069592平均流速/（m·s-1）15.110.410.811.211.611.8因为是对称布置，两侧流量一致，因此只对单侧出口风门流量进行统计。从表1可以看出，靠近进口烟道入口这一侧的仓室1流量较大。在布袋过滤风速一致的情况下，通过的烟气量比其他仓室要多，按现有除尘器尺寸和风量进行计算，现有布袋除尘器滤袋过滤风速为1.4m/s，在布袋尺寸确定的情况下，选择合适的过滤...