基于CFD-DEM的金属纤维滤网反吹过滤特性研究

为了探究颗粒在金属纤维过滤网内部的反吹过滤特性,根据扫描电镜成像获得的金属纤维滤网内部纤维的微观形貌及排布方式,对金属纤维滤网进行三维重建,并根据其出厂参数建立初始清灰模型;采用CFD-DEM联合仿真的方法,对金属纤维滤网内部的颗粒反吹过程进行数值模拟,研究反吹压力、反吹时间对清灰效果的影响,并对反吹前后颗粒在滤网内的分布情况进行探讨。结果表明:清灰效率随着反吹压力的增大而增大,其增速随着反吹压力的增大而存在着明显的边际递减效应;反吹前颗粒主要集中在近滤网表面处,反吹后在距离滤网表面0.10 mm之内超过94%颗粒被吹除;随着反吹时间的增加,清灰效率先逐渐提高,之后保持稳定,反吹时间只有在一定范围内会影响纤维滤网的清灰效果,反吹压力越大,达到平衡清灰效率所需要的反吹时间越短;对于孔隙率为74.8%、容尘量为3.85 mg/cm^(2)的金属滤网,当反吹压力为1900 Pa、反吹时间为80 ms时,清灰效果最好。

高强度红外燃烧器的研究

采用金属纤维网与泡沫陶瓷板(氧化锆板)组合的头部结构,以完全预混燃烧技术改善燃烧工况,设计了一款高强度红外燃烧器。介绍燃烧器头部结构、燃烧控制系统、点火装置及火焰检测。通过冷态实验,探究了头部的阻力来源。头部阻力主要来源于金属纤维网,泡沫氧化锆板的阻力占比较小,更换不同孔隙密度的泡沫氧化锆板对头部阻力影响较小。通过热态实验,检测了过剩空气系数与污染物排放的关系。相较于金属纤维网燃烧器,在相同过剩空气系数下,CO排放始终维持较低水平,NO_(x)排放受过剩空气系数与多孔介质结构特性耦合影响。对高强度红外燃烧器的热流密度进行计算,热流密度最高可达4930 kW/m^(2),燃烧器长时间工作且过剩空气系数处于1.5左右时,能够实现较好的运行工况,达到较低的污染物排放。

空气过滤器配置形式对燃气锅炉性能的影响

在煤改气项目中,为避免锅炉房内空气中残留煤粉(灰)悬浮颗粒物堵塞金属纤维网,在预混器空气进口前设置空气过滤器。采用试验方法,比较空气过滤器配置形式对燃气锅炉热功率的影响。试验针对3座实施煤改气施工不久的燃气锅炉房,每座燃气锅炉房均配置1台额定热功率为280 kW的燃气锅炉(编号为锅炉1~3)。锅炉1不配置空气过滤器,锅炉2配置单级过滤器,锅炉3配置组合式过滤器(采用两级过滤)。采用燃气锅炉实际最大热功率与初始最大热功率之比(以下简称热功率比例)作为评价金属纤维网堵塞程度的指标。与未配置空气过滤器、配置单级过滤器的锅炉相比,配置组合式过滤器的锅炉,在整个试验期间保持较高的热功率比例,仅在距试验首日的第9周更换第一级空气过滤器,在第16周同时更换两级过滤器。配置组合式过滤器可有效缓解金属纤维网的堵塞,保证燃气锅炉的高效运行。