卧式短滤筒除尘器脉冲喷吹清灰过程数值分析及机构优化

针对具有更好尺寸适配性的卧式短滤筒除尘器,采用CFD软件对除尘器的脉冲喷吹清灰过程进行了动态数值模拟。通过仿真分析了喷吹过程中滤筒内部的流速和流场压力变化,对比了长短滤筒喷吹过程中压力分布的差别。通过单因素仿真对比分析,得到喷吹压力为0.5MPa、喷吹距离为180mm时,该除尘器的清灰效果最为理想。此外,合理设置文氏管对清灰效果也起到了显著的作用。针对清灰压力分布不均匀的问题,提出了一种在滤筒开口处设置圆锥形导流板的机构,使喷吹气流在滤筒前部提前扩散,有效提高喷吹气流均匀性。经研究结果显示,确定当导流板圆锥角度为70°时效果最佳。研究成果对于优化卧式短滤筒除尘器的设计和提高其清灰效果具有一定参考价值及指导意义。

脉冲喷吹滤筒除尘器喷吹清灰实验与数值模拟

通过喷吹实验台对Ф147×1 000mm滤筒的脉冲喷吹清灰过程进行了实验测试,运用数据采集系统得到了滤筒表面压力峰值的动态变化曲线图;并利用CFD模拟滤筒的清灰过程,计算过程采用非稳态计算方法,得到了不同喷吹时刻滤筒表面的压力峰值。在喷吹压力一定的条件下,沿滤筒长度方向上,正压力峰值到达时间是逐渐增加的;滤筒内压力峰值并非随着喷吹时间的增加而不断增大,当喷吹时间大于60ms时,随着喷吹时间的增加压力峰值有下降趋势。模拟得到的压力峰值曲线与实验曲线变化趋势一致。

喷吹压力和脉冲宽度对脉冲喷吹滤筒除尘器清灰效果的影响

无粉尘条件下,利用压力传感器测定脉冲喷吹实验台上滤筒侧壁各测点的正压力峰值及到达该峰值的时间。结果表明,喷吹压力对正压力峰值及到达该峰值的时间这两个指标的影响较大,提高喷吹压力能够很好地改善脉冲喷吹滤筒除尘器的清灰性能,但脉冲宽度的增加对这两个指标的影响不明显。有粉尘条件下,对使用中的脉冲滤筒除尘器滤筒内外压差的测定发现,提高喷吹压力能明显增加喷吹前和喷吹瞬间滤筒内外压差的差值变化,从而有助于提高除尘器的清灰性能;而脉冲宽度对滤筒内外压差的影响不明显。本文通过对除尘器喷吹压力和脉冲宽度的研究,为其清灰性能的提高提供了指导。

袋式除尘器脉冲喷吹清灰过程的数值模拟

采用计算流体动力学和计算结构动力学的方法,对袋式除尘器脉冲清灰过程进行数值模拟,得到了不同工况下的滤袋壁面峰值压力和最大反向加速度曲线。通过与实验结果的对比,验证了数值模拟结果的可靠性。分析了同喷吹压力、喷嘴直径、滤袋长度和喷吹距离对滤袋清灰效果的影响,并根据数值计算结果拟合出袋壁峰值压力曲线的经验公式。计算结果表明,提高喷吹压力和增大喷嘴直径有助于改善滤袋的清灰效果;滤袋过长会导致滤袋中下部分清灰不力;喷吹距离过大或者过小都可能导致滤袋袋口部分出现破损。

脉冲阀喷吹量对滤筒除尘器清灰性能的影响

利用脉冲喷吹实验台对19 mm和25 mm(即3/4英寸和1英寸)两种口径规格的直角脉冲阀,分别改变喷吹压力和脉冲宽度,对比分析了一次喷吹量的变化及其对滤筒侧壁正压力峰值的影响。结果表明,喷吹压力越大,一次喷吹量越大;脉冲宽度对脉冲阀一次喷吹量有一定影响,喷吹压力大时影响小,喷吹压力小时影响大;喷吹压力相同时,25 mm脉冲阀的一次喷吹量较大;喷吹量相同时,采用小喷吹压力的25 mm脉冲阀,滤筒侧壁正压力峰值较小,但比19 mm脉冲阀在采用同样喷吹压力时的滤筒侧壁正压力峰值大。

脉冲喷吹长滤筒除尘器的清灰性能研究

相较脉冲喷吹长滤筒与普通的滤筒来说,如果两者所占地的面积是一定的,但是脉冲喷吹长滤筒的过滤面积相对来说会更多。因此,内锥上的褶皱数量是非常多的,大量的褶皱在长时间的使用过程中积攒了灰尘,导致清灰困难程度的提升也成了不争的事实。

文丘里喷嘴改进除尘滤筒对撞脉喷清灰性能的数值模拟

除尘滤筒的脉冲喷吹清灰存在清灰不良问题,考察了文丘里喷嘴对新型对撞喷吹性能的改善效果,构建了脉冲喷吹的数值模型,运用Ansys Fluent 19.0软件对清灰流场进行模拟与分析。结果表明,文丘里喷嘴和普通喷嘴在相同条件下对撞脉喷形成的高压喷吹气流的运移规律类似,移动式作用于滤筒壁面。应用文丘里喷嘴有利于显著提高对撞脉喷过程中滤筒中下部的喷吹压力,进而提高整体的喷吹强度。与普通喷嘴相比,文丘里喷嘴喷吹距离越大,对于对撞脉喷清灰喷吹强度的提升越加显著。以上结论可为除尘器的脉喷清灰优化设计提供参考。

滤筒除尘器清灰均匀性影响因素及影响程度的模拟与优化研究

针对滤筒除尘器多孔脉冲喷吹清灰不均匀的问题,利用FLUENT数值模拟的方式建立了49种喷吹管设计参数与除尘器运行参数不同的正交试验组合模型,研究喷吹管管径D、喷孔直径d、喷嘴个数N、喷嘴间距L、喷嘴高度H和喷吹压力P等6个因素对多孔脉冲喷吹清灰不均匀度σ的影响程度,通过数值模拟试验与数据分析得到了6个因素影响程度的排序,基于喷孔直径d对清灰不均匀度σ影响程度最大的结果,以5孔脉冲喷吹管为例进行了对喷孔直径的优化改进,优化后的模型使滤筒除尘器的清灰均匀度提高了3倍,对喷吹管的参数设计具有指导意义。

烧结机尾电改袋除尘器脉冲喷吹数值模拟

在电改袋除尘器中,为更好地利用原静电除尘器的内部空间,可采用长袋及脉冲喷吹清灰方式。利用CFX软件对脉冲喷吹系统进行模拟优化,结果表明,通过在喷嘴侧壁开设20 mm小孔,可有效增大喷吹气体流量,且以开设2个或者3个为佳。在喷嘴侧壁开孔数量、喷吹压力、喷吹距离、喷吹孔直径和滤袋长度等因素中,喷吹压力和喷吹孔直径对清灰的影响较大,增大喷吹压力和喷吹孔直径均有利于改善清灰效果,喷嘴侧壁开孔数量对清灰的影响较喷吹压力和喷吹孔直径小,喷吹距离仅对滤袋上部清灰效果有影响,而滤袋长度主要影响滤袋中下部的清灰效果,且影响较小,选择长袋具有可行性。

数值模拟滤筒中负载尘饼对脉冲喷吹清灰效果的影响

脉冲喷吹清灰进行滤筒的再生是实现除尘器稳定、高效、长期运行的必要环节,对滤筒脉喷清灰性能的研究具有重要意义。目前,对脉喷过程的数值模拟普遍基于干净的滤筒,负载尘饼对喷吹过程的影响尚考虑不足。以滤筒除尘器装置为研究对象,考察滤筒负载尘饼对脉冲喷吹性能的影响,建立了脉冲喷吹的CFD数值模型用其对清灰流场进行模拟,并进行了实验验证。结果表明:脉冲喷吹压力在滤筒内自下而上蓄积,滤筒尘饼负载量越多,则滤筒内部蓄积的压力越大、喷吹强度越高、均匀性越好、穿过滤筒的喷吹气流越少;与固定尘饼负载量(喷吹过程尘饼不剥离)相比,考虑尘饼剥离的情形下脉喷后期的气流出现了明显上升;尘饼剥离条件下的脉喷性能介于尘饼负载固定与干净滤筒二者之间,且相对接近于尘饼负载固定的情形。以上结果可为脉喷清灰除尘器的设计提供参考。

滤筒脉喷清灰过程中尘饼剥离对喷吹性能的影响

以滤筒除尘器的脉冲喷吹清灰为研究对象,考察脉冲清灰过程中尘饼剥离对喷吹性能的影响,运用CFD软件构建脉冲喷吹的数值模型,对清灰气流流场进行分析。结果表明:脉冲喷吹在滤筒中下部区域形成的压力显著高于顶部区域;与尘饼固定情形相比,尘饼剥离情形下脉冲喷吹强度更小、喷吹均匀性更差、穿过滤筒的气流更大;随着初始总过滤阻力ΔPt(<1000 Pa时)的增加,喷吹强度和喷吹均匀性提高,穿过滤筒的气流量降低,ΔPt>1000 Pa时则达到稳定。所得结论可为脉冲喷吹清灰除尘器的研究与设计提供理论参考。

扩散喷嘴改善金锥滤筒脉喷清灰性能的数值模拟

以滤筒除尘器为研究对象,考察了扩散喷嘴和金锥滤筒组合条件下的脉冲喷吹清灰性能,通过构建CFD数值模型对喷吹性能进行了模拟。结果表明:金锥滤筒比普通滤筒内蓄积的压力更大,在喷吹距离250 mm时普通喷嘴条件下金锥滤筒内的喷吹强度是普通滤筒的1.42倍,而扩散喷嘴条件下则为1.66倍;与普通喷嘴相比,扩散喷嘴主要通过提高滤筒上部区域的的压力实现喷吹均匀性的改善;扩散喷嘴和金锥滤筒的组合对于提高滤筒上部喷吹压力具有协同作用,特别当金锥伸入扩散喷嘴20~40 mm时,脉喷强度相比普通喷嘴与普通滤筒组合时最大提升了2.3倍。本实验结果可为脉喷清灰滤筒除尘器的优化提供参考。

文丘里喷嘴改进金锥滤筒脉喷清灰性能的数值模拟

针对除尘滤筒脉冲反吹清灰均匀性差、强度不足的缺点,构建了脉冲喷吹滤筒除尘器CFD数值模型,考察了文丘里喷嘴和金锥滤筒组合条件下的清灰性能。结果表明,无论是文丘里喷嘴还是金锥滤筒的使用或二者组合使用,滤筒内喷吹压力均为底部大而上部小;文丘里喷嘴和金锥滤筒可单独或组合式优化喷吹性能;在喷吹高度为150~550 mm时,喷吹强度和均匀性整体上随喷吹高度的增大而逐渐增强,当喷吹高度为350 mm时,文丘里喷嘴和金锥滤筒组合使用的优化效果最佳,喷吹强度和均匀性分别提高了1.72和1.96倍。本研究结果可为脉喷清灰滤筒除尘器的优化提供参考。