CFD Simulation of a Bag Filter for a 200MW Power Plant

The combustion of pulverized coal inevitably produces dust and other harmful substances.For these reasons,the optimization of de-dusting procedure and equipments is an aspect of crucial importance towards the final goal of making this source of energy more sustainable.In the present work,the behaviour of a“bag filter”is simulated using Computational Fluid Dynamics(CFD).More specifically,three possible approaches are used,differing with respect to the level of fidelity and the partial utilization of empirical data.The outcome of these simulations is mutually compared and finally discussed critically in the light of available experimental results.

The Elaboration of Flow Resistance Model for a Bag Filter Serving a 200 MW Power Plant

On the basis of a macro flow resistance method and the Darcy Theory,a mathematical model is elaborated to characterize the flow resistance of a bag filter serving a coal-fired power plant.The development of the theoretical model is supported through acquisition of relevant data obtained by scanning the micro structure of the bag filter by means of an electron microscope.The influence of the running time and boiler load on the flow resistance and the impact of the flow resistance on the efficiency of the induced draft fan are analyzed by comparing the results of on-site operation tests.We show that the initial operation time and the table operation time are linearly related to the flow resistance of the bag filter;with the increase of boiler load,the flow resistance of the bag filter rises approximately as a quadratic function;with the rise of resistance,the power consumption of the induced draft fan increases while the efficiency of the induced draft fan decreases.

An Experimental and Numerical Study on the Cleaning of Pleated Bag Filters Using Low-Pressure Pulsed-Jets

Pulsed-jet cleaning is recognized as the most efficient method to regenerate bag dust collectors traditionally used in industrial processes to control the emission of particulates.In this study,non-woven needle felt filter bags with and without a film coating material have been analyzed considering different geometries(different number N of pairs of pleated filter bag sides)in the frame of dedicated low-pressure pulsed-jet cleaning experiments.The flow structure inside the bag and the response characteristics of its wall have also been analyzed numerically through a computational fluid-dynamics/structural-dynamics(CFD-CSD)unidirectional fluid-solid coupling method.As shown by the experiments,the peak pressure(P_(0))on the wall of the filter bag with N=8 and 12 is higher,which indicates dust can be removed more effectively in these cases.The peak pressure on the wall increases first and then decreases along the direction of the bag length,while the peak pressure of the pleated filter bag with nonwoven needled felt film coating is greater than that without film coating.A comprehensive analysis of the time variation of acceleration,deformation,strain,stress and other factors,has led to the conclusion that the pleated filter bag with N=12 would be the optimal choice.

Predicting effect factors of dual bag filter system for PCDD/Fs removal from hazardous waste incineration flue gas

The dual bag filter(DBF)system is a new polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans(PCDD/Fs)emission control technology that has more efficient(PCDD/Fs)removal performance,a higher activated carbon utilization rate and less activated carbon consumption compared with the traditional single bag filter system.Moreover,few studies have been relevant to the mechanism of the PCDD/Fs removal process in the DBF system,and the selection of operating conditions of the DBF system lacks an academic basis.This study established a PCDD/Fs removal efficiency model of activated carbon injection combined bag filter(ACI+DBF)system for hazardous waste incineration flue gas and predicted the crucial effect factors.New adsorption coefficients k_(1)=532,145 Nm^(3)/(mol s)and k_(2)=45 Nm^(3)/(mol s),and the relationship expression between the number of available adsorption positions of recycled AC(AAC′)and cycle times(n)are proposed in the model.The results verify that the model error was below 5%.In addition,the PCDD/Fs removal efficiency model predicts that in a certain range,the PCDD/Fs removal efficiency increases with increasing activated carbon injection concentration.The best cycle number of activated carbon was less than 3,and the ratio of circulating activated carbon to fresh activated carbon in second bag filter(SBF)should be controlled at 7–8.

粉煤袋式过滤器内粉煤焖烧的原因分析及处理措施

Shell粉煤气化装置在停车检修期间,发生了粉煤袋式过滤器内粉煤焖烧的事故。分析了事故发生的原因,采取停止粉煤外排、输入一定量氮气惰化粉煤袋内的粉煤、间隔洒水降低粉煤温度等措施,避免了粉煤袋式过滤器滤袋和防爆板的损坏。

金属长滤袋脉冲喷吹清灰均匀性优化研究

为了探究喷吹管的喷吹孔径分布方式对金属长滤袋脉冲喷吹清灰均匀性的影响,采用3种喷吹孔径分布方式不同的喷吹管对金属长滤袋进行脉冲喷吹实验,对比研究不同喷吹孔径分布方式下,沿喷吹管气流方向滤袋间侧壁压力峰值分布规律。结果表明:采用喷吹管T_(1)时,滤袋侧壁压力峰值沿喷吹孔K_(1)—K_(9)方向分布不均匀,波动幅度较大,不满足清灰均匀性的要求;采用喷吹管T_(2)时,滤袋清灰均匀性有所改善,但仍不满足清灰均匀性的要求;采用喷吹管T_(3),喷吹孔K_(1)—K_(9)对应滤袋侧壁压力峰值变化趋势平缓,各测点侧壁压力峰值的方差均小于0.01,表明喷吹管T_(3)满足金属长滤袋清灰均匀性的要求。结果表明可以采用改变喷吹管孔径及其分布方式提高金属长滤袋脉冲喷吹的清灰均匀性。

电晕驻极滤袋对荷电微细颗粒物捕集效率

本文利用单针-板电极负直流高压电晕放电装置对针刺毡滤袋进行电晕驻极处理,设计搭建了由线-板式预荷电器和驻极滤袋集尘装置组成的复合电/袋过滤实验平台,系统的研究了电晕驻极滤袋对未荷电、单极荷正电、单极荷负电以及双极荷电的0.3~10μm微细颗粒物捕集效率,对比了不同风速条件下驻极滤袋对不同荷电类型微细颗粒物捕集效率的稳定性.实验结果表明:相比于原始滤料捕集未荷电颗粒物,库仑作用的引入使得驻极滤料捕集荷电颗粒物具有更高的效率,尤其是对于粒径0.3μm颗粒物提升效果最为明显,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率从79.9%分别提升到99.9%、99.3%和98.6%;基于库仑力的静电捕集效率还能够补偿由于风速增大而造成的机械捕集效率降低幅度,对于粒径0.3μm颗粒物,荷正电、荷负电和双极荷电使其捕集效率差值从9.4%分别降低到0.06%、0.2%和5.2%.更具体地说,即库仑引力作用强于库仑斥力作用,且两者均优于异相荷电凝并作用.此外,利用扫描电镜技术分析了不同荷电类型颗粒物在驻极滤袋表面沉积的微观形貌结构,提出了相应的尘饼生长理想化模型用于进一步解释以上实验结果.该研究结果可为进一步发展静电-机械双效捕集脱除微细颗粒物提供参考.

波形褶皱滤袋脉冲喷吹清灰性能分析

针对褶皱滤袋的波形结构影响滤袋表面静压的均匀分布,脉冲清灰性能不明确的问题,选取8褶、7 m长的波形褶皱滤袋,首先通过物理试验研究滤袋沿袋长方向不同截面的壁面峰值压力分布规律,后在验证数值模拟分析方法的可靠性和准确性的基础上,通过数值模拟模型优化和正交试验分析各因素对清灰性能的影响。结果表明:在喷嘴直径22 mm、喷吹时间100 ms,不同喷吹压力和喷吹距离条件下,滤袋沿袋长方向上的壁面峰值压力的变化趋势与圆筒形滤袋相同;距袋口1~7 m,滤袋无明显变形,同一截面波峰、波中、波谷位置的压力相对偏差在±10%以内。等流通面积法优化的三维模型和二维轴对称模型的数值计算结果和试验结果更接近,在对比壁面峰压、诱导气流的基础上,证明了其优化分析褶皱滤袋的清灰性能的合理性与可行性。正交试验分析各因素的影响程度从大到小依次为喷吹压力、滤袋长度、喷吹距离、褶数和喷吹时间;6~12褶为最佳范围,褶数增加,峰值压力呈下降趋势。研究成果可为波形褶皱滤袋的喷吹参数设计和结构优化提供参考依据。

文丘里喷射装置在PVC包装上的创新与应用

分析了文丘里喷射装置在粉末输送中应用的现状,设计了文丘里喷射器在集装箱装载装置中的不同安装方式。对装载装置进行了优化改造,有效消除了集装箱装载不足的现象,提高了装载效率,满足了长途集装箱运输装载方式的要求,实现了包装形式的多样化,降低了装载成本和作业人员的劳动强度。

电磁脉冲阀差动气道与喷吹性能的研究

电磁脉冲阀是脉冲喷吹袋式除尘器清灰系统的主要装置,其性能优劣直接决定了滤袋的清灰效果,并影响滤袋使用寿命和设备运行阻力。通过电磁脉冲阀理论分析和实验室对比试验,研究新型差动气道与喷吹性能,提出“短促脉冲”的清灰技术,从而达到低碳和节能的效果。

袋式除尘器参数化结构设计及优化

为达到供需双方成本、质量控制的要求,除尘器的结构形式要进行频繁调整以适应复杂的应用场景需求,传统的设计方法使得设计、安装环节难以避免繁杂的重复性工作。基于CREO平台提供的参数化设计功能,文中开发了袋式除尘器整参模型,并针对该模型应用ANSYS Workbench进行了轻量化分析,优化了结构参数。采用的设计思路可推广到国内现有多种装备的设计制造及结构改进中,对加快企业数字化转型有切实推进作用。

基于多分类器的迁移Bagging习题推荐

针对协同过滤(CF)推荐方法用户的历史信息不足等问题,提出基于多分类器的迁移Bagging习题推荐算法。主要思路是把推荐问题投入迁移学习框架,将待推荐习题的用户作为目标域,从中搜索相似历史信息的用户作为辅助域,帮助训练目标域以得到更准确的分类结果。实验结果表明,所提方法在习题推荐库及公开数据上,比协同过滤算法性能提高了10%～20%;比单分类器Bagging迁移算法性能提升了5%～10%。该方法在一定程度上解决了习题推荐系统中存在的冷启动和数据稀疏问题,也可推广到商品推荐等电子商务平台。

基于CS-SVM与Bagging的垃圾邮件过滤算法研究

针对邮件过滤中正常邮件与垃圾邮件误分类代价的不对称性,提出了基于代价敏感支持向量机(CS-SVM)与Bagging的垃圾邮件过滤算法.通过对每个样本赋予不同的代价,利用最小化误分类代价来获得最优分类器,提高了垃圾邮件过滤的正确率.实验结果表明,该算法具有正确率高、能有效降低将正常邮件误判为垃圾邮件的比率等优点。

简析斜坡式土工布铺设及压护方法

传统土工布倒滤层铺设与压护采用人船配合协同作业,存在配合难度大、铺设精度与压护质量、效率无法得到保证的问题,在面临工期紧张、铺设压护要求高、环境要求严的情况,本文提出钢管或PVC管系绑土工布,潜水员配合的方式完成土工布铺设,同时提出吨袋、连锁砂袋和坡面满铺砂土、黏性土压护坡肩、坡面、坡脚的方式既保证足够的压护质量,又能增强对土工布倒滤层的保护,减少摩擦、冲刷造成的损伤。吹填作业开始后,经现场观察与验证,本方法较好地保证了土工布倒滤层的铺设及压护质量,避免吹填材料流失、泥浆渗漏。

基于Stacking-Bagging-Vote多源信息融合模型的财务预警应用

集成重采样技术可以在一定程度上解决财务预警研究中样本的不平衡性难题,而不同的集成模型与不同的重采样集成技术有不同的适配性。研究发现,Up-Down集成采样与Tomek-Smote集成采样分别适配于Bagging-Vote集成模型和Stacking融合模型。基于此,构建了Stacking-Bagging-Vote(SBV)多源信息融合模型。首先,将基于Up-Down集成采样的Bagging-Vote模型与基于Tomek-Smote采样的Stacking模型进行融合;然后,加入股票的交易数据,并对该数据用卡尔曼滤波进行处理,从而形成数据层次和模型层次的交互式融合优化;最终,得到SBV多源信息融合模型。该融合模型不仅在预测性能上有了较大的提升,能较好地兼顾模型的预测准确度和预测精确率,并且可以根据利益相关者的实际需要,通过调整模型参数,来选择对应的SBV多源信息融合模型进行财务预警预测。

脉冲式过滤除尘器常见故障及应急处理

从脉冲式过滤除尘器的结构及工作原理出发,重点分析除尘器形态、过滤系统、清灰系统、卸灰系统、管道设置5大常见故障,并提出除尘器常见故障预防和应急处理措施;通过除尘行业涉爆粉尘的安全防范措施分析,明确除尘器使用过程中的重大安全问题,提出有效预防及应急处理手段,为工业场所除尘器故障排查、除尘器安全性能提升提供参考。

聚氯乙烯干燥尾气干法和湿法除尘技术的比较与应用

论述了聚氯乙烯干燥尾气的深度处理技术——干法袋式除尘器和湿法文丘里洗涤器的工作原理和主要设备,这两种技术成功应用于国内多家厂商,排放的干燥尾气含尘质量浓度<10mg/m^(3),满足国家和地方有关特别排放限值的标准。

基于自纠正NMS-ByteTrack的套袋葡萄估产方法

针对套袋后的葡萄体积增加和葡萄叶片表面积大容易出现重叠遮挡,及人工拍摄视频的速度不稳定可能导致套袋葡萄目标丢失的问题,该研究提出一种基于自纠正NMS(non-maximum suppression)-ByteTrack的套袋葡萄估产方法。该方法首先通过目标检测方法YOLOv5s检测视频中的套袋葡萄,将检测阶段的NMS操作后置到追踪阶段,保留因遮挡而被过滤的果实检测框;其次在ByteTrack的基础上加入相机运动补偿和改进的卡尔曼滤波算法,以自动纠正果实预测框的位置并进行追踪;最后提出一种划线计数策略对套袋葡萄自动计数。试验结果表明,该方法的多目标追踪准确率、多目标追踪精度和ID调和平均数分别为64.6%、82.4%和80.8%,相比ByteTrack分别提高了1.7、1.0和4.1个百分点,平均计数精度达到82.8%。因此,基于自纠正NMS-ByteTrack的估产方法能有效解决套袋葡萄的追踪计数问题,实现对套袋葡萄更精确地估产。

基于贝叶斯方法的破损滤袋反演定位及不确定性量化分析

针对大型工业袋式除尘器破损滤袋智能反演定位的不确定性量化问题,文中基于贝叶斯定理,将反问题的先验信息、理论模型、观测数据转化为反演解的后验概率分布,从而实现将破损滤袋反演定位的不确定性量化为反演结果的不确定性。首先采用数值模拟技术,建立袋式除尘器气固两相流的正向模拟模型,获得反映其输入输出关系的样本数据,然后训练替代模型来代替正向模拟模型,从而提高反演效率,最后通过对整个模型空间进行抽样得到观测信息下破袋位置的后验概率分布。研究结果表明:30组试验,破损滤袋定位的准确率为100%,滤袋破口面积反演结果的平均相对误差为1.50%,最大相对误差为4.15%,最小相对误差为0.02%,抽样数据的方差平均值为17.20,方差最大值为75.15,反演结果误差较小,置信区间范围较窄,抽样数据离散程度较低;将传感器测量误差及单一传感信息造成的不确定性,量化为反演结果的准确率、相对误差、方差及置信区间大小,避免了反演结果的不适定性。与确定性方法相比,贝叶斯反演方法能够实现破损滤袋定位及破口面积判断的同时对反演结果进行不确定性量化,为研究人员提供更加丰富的破袋信息。

电晕驻极针刺毡滤袋表面静电势特征及过滤性能

袋式除尘器用针刺毡滤袋经电晕驻极后其表面初始静电势分布及其衰减特性尚不清晰,从而限制了该技术在工业除尘领域的实际应用.利用自制单针-板电极负直流高压电晕驻极装置对针刺毡滤袋进行电晕驻极处理,将滤袋表面网格化细分为驻极核心区域、中间区域及边缘区域,分别探究不同驻极电压、驻极温度、驻极时间和滤袋材质对各个区域内表面初始静电势及其衰减特性的影响规律.在此基础上,对最优驻极工艺条件下得到的驻极针刺毡滤袋过滤性能进行评估.结果表明:即使对于同一滤袋,不同驻极区域内表面初始静电势及其衰减规律随驻极电压、驻极温度及驻极时间的变化规律也各不相同.当滤袋表面电荷密度达到饱和状态时,进一步升高驻极电压反而会降低其核心区域内表面初始静电势;驻极时间主要影响核心区域内表面初始静电势,对于非核心区域内初始表面静电势几乎没有影响;提升驻极温度可显著提高非核心区域内表面初始静电势;表面初始静电势越小、驻极温度越低、驻极时间越长均能有效降低电晕驻极针刺毡滤袋表面静电势衰减速度.电晕驻极处理使得针刺毡滤袋对于0.3及0.5μm颗粒物捕集效率提升显著,提升幅度高达28.79%及18.14%,同时其压差几乎保持不变.