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速差射流引流型脉冲喷吹清灰过程的数值模拟

赵海龙

  经过几十年的发展,脉冲袋式除尘器在除尘领域得到非常广泛的应用,技术也越来越成熟,但仍然存在较多问题,如滤料技术不过关,除尘器的气流组织不均匀,滤袋清灰设计不合理,脉冲管安装不到位等,但关键技术还是清灰不善导致滤袋的再生能力差,烟尘覆盖或渗透进入滤袋纤维层中难以清除,造成滤袋的过滤性能急剧下降,系统运行阻力过大,影响系统的安全、正常运行。因此袋式除尘器清灰技术的研究对系统的优化设计及保证滤料使用寿命都有非常重要的作用。 本文依托于国家高技术研究发展计划项目“基于干法联合脱除难捕集燃煤可吸入颗粒物及重金属关键技术研究”,以发明专利:一种带速差射流的引流型脉冲喷吹清灰方法为前提,通过Gambit软件进行几何建模,应用目前相对成熟的计算流体力学软件FLUENT作数值模拟,分析速差射流引流型脉冲喷吹管在设计上的可行性,对该模型的各种参数进行调试和计算,找到影响其清灰能力的设计因素,为脉冲袋式除尘器清灰系统设计提供理论依据,为将来优化袋式除尘器,开发更加优良的清灰技术奠定基础。 文章首先对速差射流引流型脉冲喷吹管气流分布均匀性进行了研究,应用速差射流引流型脉冲喷吹管,由于带有支路与套管的脉冲喷吹管的阻力比传统脉冲喷吹管大大增加,使得脉冲气流动压骤减,静压增大,每个喷吹口处动压、静压相比差别不大,不需要对喷吹口直径的大小做调整就可以到达气流流量的均匀。 接下来着重研究了脉冲清灰过程。通过归纳已有研究内容及条件,将高压脉冲清灰过程简化为二维、非稳态轴对称、可压缩湍流过程,将脉冲喷吹口出射气流的质量流量(通量)简化为一次线性曲线,并选用RNG k-ε模型进行数值计算。通过对速差射流引流型脉冲喷吹口的模拟计算,并在脉冲清灰之前加入过滤过程的模拟,使得过程更接近实际清灰过程。由于周围射流口气体速度相对于中心射流而言很小,当脉冲开始后,脉冲阀门打开,压缩空气射向滤袋,由于周围射流速度很小,气流对滤袋进口处一段内壁的冲刷力度就相对好小,这样可以提高滤袋的寿命。在喷吹相同质量流量压缩空气的前提条件下,通过速差射流引流型脉冲喷吹口在线脉冲清灰模拟计算,并将结果与传统脉冲喷吹口在线清灰模拟结果的对比分析即滤袋内表面的速度与压力的对比分析,可以得到应用速差射流引流型脉冲喷吹口进行脉冲喷吹可以引入比传统脉冲喷吹口喷出更多的洁净空气进入滤袋,提高清灰效果。 文章还通过调正速差射流脉冲喷吹口中心射流管和周围射流管的相对长短,研究了这两种速差射流喷吹口在脉冲清灰时的作用效果,并与期初设计的速差射流脉冲喷吹口的模拟结果进行对比分析,达到了进一步的优化设计。 通过对速差射流脉冲清灰喷吹口的模拟分析研究得到:速差射流引流型脉冲喷吹口相对传统射流喷吹口在各脉冲喷吹口气流均匀性方面具有明显的改进,在对滤袋口部分的脉冲冲刷作用得到了有效改善,在二次引入洁净空气方面也大大的加强了。综上所述,速差射流引流型脉冲喷吹口再经过更进一步的模拟和实验研究可以应用到实际生产中去。……   
[关键词]:速差射流;袋式除尘器;脉冲清灰;喷吹管;数值模拟
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东华大学2011年