过滤速度对200MW机组电袋复合除尘器流场分布影响的数值对比

采用计算流体力学的方法对电袋复合除尘器的流场进行了模拟计算，通用控制方程的离散采用有限容积法，对流项差分格式采用二阶迎风格式，流体压力－速度耦合基于SIMPLE算法。

采用分区划分网格的方法，对电袋复合除尘器的不同区域进行前处理。划分出了4种不同网格数量，经过计算得出1100万网格与实际出口压力值做比较接近，出口负压为2850Pa，湍流强度I和水力直径d分别见公式(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流场测定理论评价指标

由于袋除尘区内部截面各点的气流速度不同，以相对均方根公式(5)作为评价指标，其特点是对速度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模拟结果及分析2.1不同过滤速度对内部流场影响

通过比较在不同过滤风速电袋复合除尘器中的速度云图(图2)和流线图(图3)，分析不同过滤风速的影响程度。

均匀烟气流进入袋除尘区后，由于袋式除尘器的滤袋区对气流的阻挡作用，使得均匀烟气下行加速，在滤袋与灰斗间的区域形成速度变化梯度较大的不稳定空间。图2(a)是速度为0.8m/min，在Z=2450mm平面区域中滤袋与灰斗间的区域，可以看到烟气的“高速区”。

此区域主要出现在前2个布袋除尘单元以及最后一个单元的前半个区域，后期由于烟气向后输运过程中遇到了除尘室墙面的阻挡作用，形成上升气流，与之前的高速气流叠加，造成了“高速区”的上扬。由于气流速度变化缓慢，滤袋区烟气速度分布均匀，即烟气量较均匀。滤袋底部“高速区”最大气流速度为7.5m/min；滤袋区最大气流速度在后墙上部滤袋处，为5.3m/min，最小气流速度在滤袋区前端1.3m/min。

图2(b)是速度为1.2m/min的云图，电袋复合除尘器内部气流速度等值区出现了明显的分区状态，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)分界明显，并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，降低高速区滤袋使用寿命。本工况，滤袋底部空间最大气流速度11m/min，滤袋区的最大气流速度同样在后墙上部滤袋处，为8.3m/min，最小气流速度在滤袋区的前端为0.8m/min。速度差较大。

图2(c)是速度为1.6m/min的云图，在此工况下，滤袋下部空间的“高速区”呈带状斜向上延伸至滤袋区后墙出口。在此区域内，气流速度大，气流量大，本工况，滤袋底部空间最大气流速度为15m/min，滤袋区的最大气流速度在后墙中部滤袋处，为10.3m/min，最小气流速度在滤袋区的前端下部，为0.4m/s。速度差值进一步增大。

图2 不同速度Z=2450mm截面速度云图对比

速度为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，上部风速小的情况，这主要是由于随着过滤风速的提高，电除尘区入口风速也相应地提高，导流板及滤袋区的阻力作用显著增加，导致大量烟气流受阻下行的结果。在滤袋区的下部空间依旧形成了“高速区”，最高速度18m/min，且高速区域面积较其他速度相比都大，滤袋底部气流如此高的水平流速将造成滤袋底部损坏。在滤袋区，除第一袋除尘单元中部气流速度较小外，最小速度为0.7m/s，其他部分速度均较高，尤以第二及第三单元为甚，其中最大气流速度出现在靠近后墙的中部，为13m/min。

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