河北康鸣环保有限公司

单机布袋除尘器流场模拟
目前烧结机尾除尘多采用电除尘器，但是电除尘器对细颗粒物(如PMZ.s)的捕集能力有限，且受粉尘特性变化影响大，特别是对高比电阻粉尘(>10cm)收尘效果不理想，难以满足新标准的要求。单机布袋除尘器具有除尘效率高、运行稳定可靠、粉尘适应性强等优点，出口气体的含尘质量浓度一般在20一30mg/亩，最小可以捕集0.1m左右的粉尘，因此其应用越来越广泛。
由于烧结机尾粉尘具有粒径大、温度高、磨损性强等特点，布袋除尘器经常会出现布袋被磨穿、“烧袋”等现象，导致布袋的使用周期短、维护成本高等问题。武钢二烧机尾虽然采用了两级除尘工艺(在布袋除尘器前面增加了惯性除尘器作为预处理)，但运行过程中仍存在滤袋磨损严重、更换周期短、粉尘排放浓度高等问题。
布袋除尘器内部是十分复杂的三维流场，传统的实验方法受多种条件的限制。随着计算流体力学技术的兴起，采用数值模拟研究布袋除尘器内部烟气流动规律，可以有效减少模拟实验的次数，甚至不需要模拟实验。本文利用CFX软件对布袋收尘器单个袋室内部流场进行数值模拟分析，根据模拟结果提出了布袋除尘器的改进优化措施，并对改进后的除尘器进行了进一步的模拟计算，与现场调研结果对比发现，改进后的布袋除尘器磨损现象得到明显的改善。
1、物理模型
武钢二烧机尾采用两级除尘系统，其中第二级布袋除尘器共有10个除尘袋室，对称布置在烟道的两边，每个袋室的滤袋数相同。由于布袋除尘器采用离线脉冲喷吹清灰，各袋室看作为独立的过滤单元，故选择布袋收尘器的单个袋室建立模型。
单个布袋除尘室由进口、进口管、灰斗、除尘器壳体、布袋、净气室、出口通道等组成，其中过滤单元有384条布袋，滤袋间距为45x40mm，迎风面24条滤袋且迎风面方向上滤袋间距40mm，单条滤袋尺寸为1606200mm。
划分网格时，为了减少网格数量并尽可能划分出规则网格，根据流场和几何形状的复杂程度，可以采用split命令将一个体分成多个体，分别进行网格划分，模型全部采用结构化六面体网格构建，利于数值收敛，数值误差较小，本模拟结构化网格数量约为300万个。
2、数学模型
布袋除尘器内流场复杂，在建模时需作以下假设，①假设流体作定常流动；②整个流动过程为等温过程；③滤袋为张紧的圆柱体，在工作过程中无变形；④假定流体为不可压缩。基于k一二模型应用广泛、实用性强，模拟采用k一二模型进行计算。
3、边界条件
袋室进口的速度取12m/s，出口设置为开放出口，滤袋采用多孔介质边界条件，滤袋的渗透率和损失系数根据试验确定，边壁和挡板均为无滑移壁面。
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