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火電廠袋式除塵結構設計——煙氣流場分布設計

放大字體  縮小字體 發布日期:2015-11-19  瀏覽次數:1466
 
核心提示:袋式除塵器是利用纖維編織的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其過濾機理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力
       袋式除塵器是利用纖維編織的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其過濾機理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒(粒徑為1μm或更小)則受氣體分子沖擊(布朗運動)不斷改變著運動方向,由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑,塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。過濾的過程分兩個階段,首先是含塵氣體通過清潔的濾料,此時起過濾作用的主要是濾料纖維的阻留;其次,當被阻留的粉塵不斷增加,一部分粉塵嵌入到濾料的內部,一部分覆蓋在濾料表面形成粉塵層,此時主要靠粉塵層過濾含塵氣體。隨著除塵器過濾工作的延續,除塵器濾袋表面的粉塵將越積越厚,直接導致除塵器阻力的上升,因此,需要對濾袋表面的粉塵進行定期的清除,即清灰。袋式除塵器從其除塵機理而言,保證達到預期的排放指標是很容易實現的,但如何保證濾袋使用壽命更長,達到30000小時的保證壽命甚至更長,至關重要的因素之一即是創建合理的煙氣流場,也就是促使氣流均勻分布到每個過濾單元和每條濾袋。氣流擴散空間大有利于煙氣的自然分配,同時煙氣由于速度低,該空間兼有重力除塵功能,如果在進風口或擴散區域設置導流板,除有利于氣流分布外,還可以兼有慣性除塵作用,這樣可以大幅度降低接觸到濾袋的煙塵濃度。尤其是高含塵濃度、粉塵顆粒較粗的工況條件更應考慮這樣的設計原則,如干法脫硫后、煤矸石電廠和其它燃燒劣質煤的工況。

袋式除塵器氣流分布主要決定于進風方式的選擇與設計。從進風方式來看,袋式除塵器的進風方式有單元進風、沉降進風、直通進風、階梯進風等多種方式,各種進風方式均有其各自的優缺點,但從降低設備固有阻力來看,直通進風和階梯進風方式相對比較合理,從離線清灰和不停機檢修來看,單元進風和沉降進風方式更具有優越性。

單元進風方式的袋式除塵器由若干個單元倉室(3-24個)組合而成,通過進出口總管將單元進出風口連接,設計時要求充分考慮進風總管與各支管的流量分配和阻力分布情況,合理選擇氣流速度,合理設置均風導流裝置,促使煙氣能夠在各倉室等量分布,各濾袋承受負荷均勻,以達到降低設備阻力和延長濾袋使用壽命的目的,從而保證設備能夠長期穩定可靠、經濟高效的運行。

沉降進風方式與單元進風方式類似,同樣由若干個單元倉室(3-24個)組合而成,通過進出口總管將單元進出風口連接,區別在于單元進風口豎直向下,而不是水平接入單元灰斗,這樣設置方式可以起到慣性除塵的作用,尤其適用于高粉塵濃度場合的除塵,如干法脫硫后配套的袋式除塵器。

直通進風方式為除塵器采用箱體擴散進風,來自空預器的煙氣通過煙道進入到除塵器的進口喇叭,進口喇叭內部設置有兩級布風板,煙氣經布風板和導流板分配后進入袋濾區域,袋濾區內安裝有濾袋和籠骨,煙氣透過濾袋完成了過濾,粉塵被阻擋在濾袋的外表面,過濾后的潔凈氣體在濾袋內部,并通過排風總管排放。

階梯式進風方式同樣采用箱體擴散進風,來自空預器的煙氣通過煙道進入到除塵器的進口喇叭,進口喇叭內部設置有兩級布風板,布風板上按規則開孔,二級布風板放置在進口喇叭末端,與頂板相連,與兩側壁板、灰斗上沿均留有一定的距離,實現孔內進風占總煙氣量的1/6、側面進風占總煙氣量的1/3、底面進風占總煙氣量的1/2的三維布風方式,并結合濾袋的階梯形排布,實現在進風方向上,呈流通面積階梯遞減趨勢,在出風方向上,呈流通面積階梯遞增趨勢。為保證出風順暢,避免氣流積聚,在出口喇叭內設置縱橫兩向交錯的導流葉片,形成分層網錐出風。

檢驗煙氣流場設計合理與否可以通過三種方式加以評判。

一是通過數學建模,即通過CFD模擬方式判斷煙氣流場中各點的煙氣流速是否符合設計要求。

二是通過建立物理模型,按實際所需設備規格的10-20%比例并依據相應的方法創建模型,風機開啟后借助風速儀檢測除塵器各區域的煙氣流速,在此過程中可以適當調整導流板的方位。

三是通過現場冷態啟動風機在凈氣室內測試各區域袋口的過濾風速,如果各袋口出風速度均勻,可以判定整個煙氣流場符合技術要求。

 
 
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