[發明專利]布袋除塵器內流場數值分析方法

在審

• 申請號: 201611272240.2
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN107506508A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 蔡晶;王剛;李志同;張軍強
• 申請（專利權）人: 大唐環境產業集團股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種布袋除塵器內流場數值分析方法，屬于袋式除塵技術領域，特別涉及能測量分析除塵器內部氣流分布狀況及除塵器內整體的氣流組織狀況的數字分析方法。

背景技術

隨著我國電力行業的迅速發展，污染物排放量不斷增加，煤炭燃燒已對生態環境造成了嚴重的危害，靜電除塵器對超細飛灰的捕獲率較低，約有1％的飛灰進入大氣中，這樣部分飛灰以粒徑小于2.5μm甚至亞微米級超細顆粒為主，表面富集微量重金屬元素和有機污染物，對人體健康和生態環境危害很大；而布袋除塵器除塵效率高，可捕集超細顆粒，且排放濃度確保＜30mg/Nm3，這樣要達到環保排放標準，布袋除塵器成為排放達標的首選除塵設備。隨著國內外火電廠大型燃煤電廠鍋爐除塵設備技術發展，布袋除塵器經過多次實踐已經投入實際運行中，在國外已有多個成功實例，而國內業已有多臺機組成功投運，且運行效果良好。我國布袋除塵器在電力行業的應用剛剛起步，但隨著環保要求的提高，火電廠布袋除塵器的應用會越來越廣泛。

由于電除塵器的收塵效率受粉塵性質的影響較大，而我國的燃煤成份又千變萬化，粉塵性質也各不相同，因此，電廠燃煤鍋爐使用電除塵器要達到長期、高效、穩定的除塵要求對有些工廠難以實現。近幾年隨著國外技術的引進和國內除塵技術的自身發展，布袋除塵器適應性強、除塵效率高、運行可靠的優點逐漸顯現出來，這給電廠燃煤鍋爐應用布袋除塵器提供了可靠的技術基礎。目前國內多家電廠已將電除塵器改造為布袋除塵器，或者直接新建布袋除塵器，結果均取得了滿意的效果。

在布袋除塵器的實際應用中，影響布袋除塵器效率的眾多因素中，內部氣流是否均勻分配直接影響到布袋除塵器的除塵效率，氣流的分配還直接決定各區域的濾袋壽命。因此，盡量使除塵器單元內氣流均布，速度均勻。如何設計除塵器內部的氣流調節部件的數量、形狀尺寸與布置方式，并對其進行優化調整，首先需要對布袋除塵器內流場進行模擬分析。

目前，研究氣流分布的方法是模型實驗的方法，一般的氣流分布實驗臺由風機、模型以及管道構成的。但是，這種實驗裝置功能單一，用模型實驗的方法時，只能測出幾個電場的進出口斷面氣體速度分布狀況，對整個除塵器內整體的氣流組織很難了解清楚；而且，采用模型實驗法時，花費的成本、時間相對較多，造成人力、物力、時間的浪費。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種除塵器氣流分布數字分析方法，該方法不僅能有效計算各種除塵器內任一斷面的氣體速度分布狀況，而且能方便得到除塵器內整體的氣流組織和進出口管道內氣流分布狀況。

本發明采取以下技術方案：

一種布袋除塵器內流場數值分析方法，選擇設置布袋除塵器邊界條件，借助Fluent軟件建模模擬布袋除塵器內部氣固兩相流動過程，得到布袋除塵器內煙氣和飛灰顆粒的氣固兩相流動特性，運用Fluent后處理軟件處理數值計算結果，分析布袋除塵器內部存在的流場均勻性，通過采用改變設置內部導流板的大小、形狀、位置與布置方式，比較分析布袋除塵器內的氣固兩相流場；其特征在于：

所述的分析方法步驟為：

根據除塵器的類型，先確定除塵器結構形式；

根據除塵器的尺寸，使用Gambit軟件進行建模；

使用Fluent軟件進行模擬，先對原始結構模擬計算獲得原始速度矢量場；

對原始結構下的原始速度矢量場進行流場特性分析，得到內部流場的分布特性；

根據內部流場的分布特性，選擇設置氣流調節部件后進行流場數值模擬計算；

重復調整氣流調節部件的設置角度參數、位置參數、尺寸和數量，并進行流場數值模擬計算，從而獲得不同布置方式下的內部流場分布的模擬結果，進行不同布置方式下內部流場特性比較。

本發明的優點是：能實現數學模擬除塵器內部流場，相對于模型實驗法，花費的成本、時間相對較少，提高設計效率和準確性。

附圖說明

圖1除塵器的結構示意圖。

圖2除塵器的網格圖。

圖3無導流速度矢量圖

圖4入口側60°導流板速度矢量圖

圖5入口側30°導流板速度矢量圖

圖6入口對面側30°導流板速度矢量圖

圖7入口對面側30°導流板加大與邊界距離后速度矢量圖

圖8綜合設置時入口側30°導流板速度矢量圖

圖9綜合設置時入口側60°導流板速度矢量圖

具體實施方式