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

北极星环保网讯:电袋复合除尘器电场内部气流分布是影响电袋复合除尘器效率最主要的因素之一，采用标准k-ε紊流模型，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分布情况。结果表明：电袋复合除尘器内部气流速度出现了明显的分区，在与电除尘相邻的袋除尘区下部空间出现了明显的高速区，过滤速度为1.6m/min时的高速区面积最小，且随着速度的增加在袋除尘区靠近出口的后墙上部滤袋处出现了狭长的气流聚集区，这将增大滤袋负荷的不均匀度。

在袋除尘下部区域、袋除尘区域及净气室区域选取有代表的截面进行流场均匀性检验，得出速度为0.8m/min时的不均匀性波动最小，且在袋除尘区随着速度增大流场不均匀性也增大，但同时随着高度的增高整体都呈现下降的趋势。

根据《电力发展“十三五”规划》的分析，洁净煤发电技术仍将是“十三五”燃煤发电机组技术发展的核心。工业污染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产生有害影响，引起灰霾，同时危害人体健康。作为细颗粒物的生成来源，人为源主要包含固定源及流动源，固定源包括各种燃料燃烧源，如燃煤过程可产生大量的人体可吸入颗粒物。因此，火电厂的环保治理正在从控制端的浓度控制到质量控制的技术转变。

电袋复合除尘技术除尘率一般大于99.5%，普通电袋复合除尘器出口颗粒物浓度可控制在20mg/m3以下。电袋复合式除尘器经过优化整合，使其中粉尘通过电场带电，利用荷电粉尘的气溶胶效应提高滤袋过滤效率，同时减少布袋的损耗，延长了布袋使用寿命。

文献对实际生产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进行捕集效率对比试验，通过对比得出了以出口排放总质量浓度和PM10和PM2.5分级的质量浓度为指标，除尘效果最好的为电袋复合除尘器、其次为袋式除尘器。文献通过对3种除尘器对比实验及现场数据，得出电袋复合除尘器具有较高的PM2.5脱除效率。

文献对我国6个燃煤电厂细颗粒物排放量进行实际测量并与美国及加拿大的相应排放水平进行对比，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水平。文献在不同过滤速度下对PM10除尘效果在电袋复合除尘器进行工业试验，得出除尘器的压降与过滤速度之间存在着线性关系。

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分布板的开孔率进行详尽的实验研究。文献分析了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，不同孔板对电袋复合除尘器内的电场及流场均有一定的影响。

文献通过实验证明电袋复合除尘器对PM2.5粒子的收集效率随粒子尺寸的减小而降低，但对于0.03－0.2μm的粒子收集效率会再次提高。文献对660MW机组配套的电袋复合除尘器进行脱除多污染物的效果研究，结果表明其对Hg、SO2、SO3的脱除效果良好。

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情况进行数值模拟；文献对电袋复合除尘器的气流入口流速及电凝并区前水平管道长度进行数值研究；文献对150MW机组电袋复合除尘器的气流分布进行数值研究；文献对1000MW机组的电袋复合除尘器内烟气量、压降以及粉尘比电阻3个因素进行数值研究，得出最佳除尘效率对应的压降范围及温度范围。

从文献模型中看，以上数值研究电袋复合除尘器时，都未对灰斗的影响进行研究，本文研究了不同过滤速度下除尘器内流场区别，同时也分析了灰斗产生的二次扬尘现象。

通过以上分析，虽然除尘器的压降与过滤速度存在线性关系，但除尘器内部流动空间较大，电极及布袋的布置位置都会对流动的不均匀产生较大影响，因此本文通过研究不同过滤速度下的电袋结合除尘器中流动速度不均匀性。

1模型建立及评价指标

1.1仿真模型数值模拟参数

该机组烟气气流从进口进入除尘器，携带灰尘颗粒的烟气依次通过2个电场除尘室和3个袋式除尘室。含尘烟气流经过电除尘区的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经过滤袋的过滤进入净气室，得到洁净的气体经由除尘器出口离开电袋复合除尘器，经过简化后的模型如图1所示。

图1 电袋复合除尘器物理模型

电袋复合除尘器模型基本几何参数。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。

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