论文摘要
随着工业建设的迅猛发展,大气污染物烟尘排放总量要加强控制,国家有关烟尘排放标准日益严格,袋式除尘器逐渐成为工业除尘技术的关键把关设备。本课题源自国电环保集团科研攻关项目“燃煤电厂大型袋式除尘器关键技术研究”,主要对大型袋式除尘器箱体内气流均匀性和脉冲喷吹系统进行数值模拟研究,目的在于掌握袋式除尘器除尘箱体内气流运动的规律,对造成滤袋容易破损的位置进行预估,并及时能够采用对策或提出改进措施。袋式除尘器气流均匀性的研究采用了与实际工程使用的袋式除尘器几乎相近的除尘箱体做物理模型,采用CFD模拟方法中的k-ε湍流模型对除尘箱体内的气流组织进行数值模拟。通过对进口方式、过滤风速、袋间距等参数变化的袋式除尘器箱体内的气流组织进行模拟计算得出:除尘器箱体内的气流运动差异性较大,特别表现在滤袋气流过滤速度上,靠箱体外区的速度要高于内区的速度;单条滤袋由上而下（距气流排出口）,气流过滤速度逐渐减小。根据研究得出,工程设计时尽量使气流以较低速度从除尘箱体下部向上流动;当进风口靠上部时,注意设置均流板,使部分气流导向向下流动;当进风口在下部时,注意采取减少气流对袋底冲刷的保护措施。提出了采用过滤单元保持内外区滤袋气流均匀性、袋口直径上大下小圆台型滤袋,保持单个滤袋气流均匀性的设想。采用数值模拟分析方法对本人参与的240t/h循环流化床锅炉袋式除尘器工程的除尘箱体内气流进行数值模拟,结果表明,过滤单元外围滤袋特别是过滤单元第一排和最后一排滤袋的中上部的气流速度较大,建议在运行管理中提早预防。采用CFD模拟方法对脉冲喷吹系统喷吹管内的气流组织进行研究,得出等喷口孔径的喷吹管内的气流组织为:前端的气流速度大、静压小,后端的气流速度小、静压值大;前端喷口外的气流速度小且方向偏移大,后端喷口外的气流速度大,偏移方向逐渐减小;前后喷口吹出气流的不均匀出现20%到140%不等。本文提出了一种调整喷口孔径的设计方法,使各喷口喷出的气流量与平均值的差值比在20%以内。根据采用CFD模拟方法计算出的喷吹口的气流质量流量,对脉冲喷吹时滤袋内气流的静压和速度分布进行模拟计算,得出喷吹的气流质量流量和诱导气流的质量流量比值关系。
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摘要Abstract第1章 概述1.1 课题背景1.2 袋式除尘器分类1.3 袋式除尘器在燃煤电厂的应用状况1.4 燃煤电厂袋式除尘器用滤料1.5 袋式除尘器内气流组织的研究进展1.5.1 进风方式1.5.2 进风口速度1.5.3 过滤风速1.5.4 滤袋形状1.5.5 滤袋的排列组合方式及袋间距1.6 袋脉冲清灰的研究进展1.6.1 脉冲喷吹气量1.6.2 脉冲压力1.6.3 喷吹管及喷吹口1.6.4 喷吹口与滤袋口的距离1.7 现存问题1.8 课题来源和研究内容1.9 课题研究意义1.10 研究方法与技术路线第2章 袋式除尘器内流场研究方法2.1 Fluent软件简介2.2 Fluent软件在我国的应用2.3 袋式除尘器内流场数值模拟方法2.3.1 湍流模型的选取2.3.2 建立控制方程2.3.3 设置边界条件2.3.4 划分计算网格2.4 Fluent求解方法2.5 本章小结第3章 袋式除尘器箱体内气流组织数值模拟结果与分析3.1 过滤单元模拟及分析3.1.1 上侧进风口模式3.1.2 下侧进风口模式3.1.3 气流速度分析3.2 多个过滤单元模拟及分析3.2.1 进气方式的影响3.2.2 袋间距的影响3.2.3 过滤风速的影响3.3 本章小结第4章 脉冲喷吹数值模拟4.1 脉冲喷吹简介4.2 喷吹管数值模拟计算4.2.1 建立喷吹管模型4.2.2 生成网格并设置边界条件4.2.3 计算结果与分析4.2.4 喷吹管设计优化4.2.5 优化后喷吹管模拟结果与分析4.3 本章小结第5章 脉冲喷吹时袋内气流数值模拟5.1 物理模型5.2 设置边界条件5.3 模拟结果与分析5.4 本章小结第6章 除尘空间气流组织数值模拟的工程分析6.1 工程现象6.2 模型简化6.3 除尘空间内流场模拟结果与分析6.4 单条滤袋的过滤风速分析6.5 本章小结第7章 气流组织数值模拟的工程应用7.1 工程概况7.2 设备概况7.2.1 除尘改造的技术参数7.2.2 除尘器设计7.3 除尘器气流组织数值模拟分析7.3.1 模型的基本参数7.3.2 模拟结果与分析7.4 袋式除尘器的运行状况7.5 本章小结第8章 结论参考文献硕士期间研究成果致谢
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