脉冲清灰袋式除尘器结构改进与流场优化研究

摘要

除尘技术是防治污染排放的重要技术，袋式除尘器因其具有烟尘分离效果好、除尘效率高、结构紧凑等优点而被广泛应用。袋式除尘器内部流场特性是影响除尘效能的重要因素，气流分布不合理会造成除尘效率降低、滤袋寿命缩短，因而对袋式除尘器的改进及内部流场优化研究具有重要的理论和工程价值。
　　针对胜利油田某加热站脉冲清灰袋式除尘器(HMC-64)运行过程中出现的问题，使用计算流体动力学软件FLUENT进行分析并实施改进和优化。建立直吹式进气模型，设定边界条件，得出内部流场分布。在此基础上进行横向扩张进气改进，引导气流向边、角区域填充，改善内部气流均匀性。针对进气流冲刷袋底严重，导致袋底频繁破损的情况，借鉴煤粉燃烧器浓淡分离思想，创新地对进气结构进行烟气浓淡分离设计，进气口设置弯道和隔板，依靠弯道的惯性分离作用，分流粗细粉尘，以改善袋底流场进而减小较粗粉尘颗粒对袋底直接冲刷造成的磨损。将入口结构进行横向扩张与烟气浓淡分离相结合，研究此综合改进方案的流场分布特性及袋底磨损情况。针对HMC-64袋式除尘器在喷吹清灰过程中袋体磨损问题，建立喷吹清灰模型，首次模拟在单排清灰条件下除尘器内部气流分布情况，探讨影响清灰效果的因素及规律。模拟结果表明通过横向扩张进气结构改进，综合流量不均匀幅值和相对均方根值低于直吹式进气模型，气流分布均匀性得到优化和改善;通过烟气浓淡分离改进，较大粉尘颗粒对袋底冲刷机率减小，有助于减轻袋底磨损;清灰瞬间气流冲击力大，袋室局部位置气流速度大，可能造成袋体破损。本课题的研究工作为袋式除尘器的流场优化、结构改进设计、及脉冲清灰的优化设计提供了理论依据和重要参考。

目录

摘要

符号说明

1 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 选题意义

1．4 研究方法及内容

2 袋式除尘原理及性能参数

2．1 概述

2．2 袋式除尘器的性能参数

2．3 袋式除尘器的清灰方式

2．4 袋式除尘器的进气口位置

2．5 本章小结

3 流场数值模拟方法

3．1 计算流体力学基本方法

3．2 袋式除尘器内流场模拟设定

3．2．1 计算控制方程

3．2．2 离散相模型

3．2．3 边界条件设定

3．2．4 流场均匀性判定

3．3 物理模型建立及网格生成

3．3．1 参数设置

3．3．2 建立模型

3．3．3 网格划分

3．3．4 边界条件的设置

3．4 计算结果

3．4．1 结果收敛与质量守恒

3．4．2 速度分布

3．4．3 压力分布

3．4．4 质量流量分配

3．5 均匀性判定

3．6 本章小结

4 横向扩张进气改进研究

4．1 物理模型建立及网格生成

4．2 速度分布

4．3 压力分布

4．4 均匀性判定

4．5 进气扩张角度的最优化

4．6 本章小结

5 烟气浓淡分离改进研究

5．1 烟气浓淡分离原理

5．2 烟气浓淡分离内流场模拟

5．3 物理模型建立及网格生成

5．4 速度分布

5．5 颗粒运动轨迹

5．6 均匀性判定

5．7 本章小结

6 脉冲清灰研究

6．1 脉冲清灰原理

6．2 脉冲清灰数值模拟

6．2．1 清灰模型建立

6．2．2 速度分布

6．3 本章小结

7 结论与展望

参考文献

致谢

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