本体结构与气流分布对袋式除尘器运行的影响

张谦

摘 要：袋式除尘器凭借较高的除尘效率、稳定运行功能在工业领域中广泛应用。通过大规模使用除尘器，降低通阻力和延长使用时间是除尘器迫切需要解决的问题。本体结构和气流分布是对整机性能和安全运行系统造成影响的主要因素，也是对机器运行水平高低科学评价的关键因素。因此，对二者的合理设计将直接影响除尘器的使用效果。本文针对袋式除尘器运行中的本体结构和气流分布情况进行分析，提出合理的优化建议，希望可以提升设备操作效率。

关键词：袋式除尘器;本体结构;气流分布

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.036

0 引言

当前工业收集粉尘装置使用最多的是袋式除尘器，其操作效率高达99.9%，广泛应用在钢铁、水泥等排放高粉尘的企业。现代工业的迅速发展一定程度推动了袋式除尘设备的健康发展，相应也对其结构和气流分布提出较高的要求。其中结构对阻力发挥了决定性作用，也联系到机组整体的能耗问题;设计气流分布则会左右滤袋的使用时间、除尘效果等，因此对二者的分析具有一定必要性。

1 结构设计

1.1 脚注设计

选择花孔板布置形式以后，明确滤袋和附近壁板之间的距离尺寸，一般这个距离应超过110mm。若较小，则会发生安装偏差，滤袋会碰撞壳体壁，损坏滤袋。结合每块花板大小尺寸，科学划分模块，将每个单元设计立柱。按照脉冲阀尺寸与类型对喷吹数量进行明确，采取16-19条滤袋数量。科学布置滤袋以后，确定箱体尺寸[1]。以此获得相应的脚注尺寸和平面图。在治理大气方面除尘器是主要设备，也需要对其它设备的实际位置全面考虑，结合综合工艺对平面图积极明确。

1.2 立柱斜撑设置

除尘器自身包括上部箱体、中箱体与钢支架。横梁与斜撑是稳定之间的关键部件，怎样设置十分关键。此外，结合各个区域气候条件，对风载与地震载荷科学明确，围绕柱脚设计进行计算，将固定支座设置在柱头。因此，水平力不会作用在立柱上。将横撑设计在除尘器的每个方向，同时对固定点和滑动点进行考虑，方便顺利通过人和物。为了确保最佳的受力效果。一般采取无缝管或单双根槽钢制作断面。

1.3 箱体设计

主要包括上部箱体与中箱体，通过花板划分为上下两部分。上部箱体包括多个净气室。中箱体是相对封闭的滤袋空间，主要作用是保护。一般箱体都是框架，通过壁板焊接产生部件，再构成箱式，这种安装相对简单和便捷，但需要大规模焊接操作。

2 本体结构带来的影响及改造

气流阻力在整体压力损失比例中，初期投入需要较大比例，随着不断增长的操作时间，这一比例快速降低。但由于阻力的影响不会间断，良好的结构可以帮助除尘器减少总压力损失，使能耗降低。为了对阻力有效降低，还可以通过计算阻力、实测分布气流、模拟气流与阻力试验等方法，不断提升水平，有效降低能耗。由于本次选择的除尘器产生较高的粉尘浓度，结构相对较小，内部形成较高的烟气流速，相应增大了阻力[2]。在设计改造中，根据压缩成本、节省改造时间的基本原则，对其不断完善，加宽处理烟气室内部尚未被使用的通道，并且在这一基础上降低了阻力。

3 气流分布影响及改造

3.1 影响

3.1.1 进风口不同位置的阻力

选择5个频率数值实施检测。获得进风不同位置除尘器压力随时随入口风速的改变规律，并将实验与模拟数值进行对比。结果大体一致，不断增加的入口风速压力也相应提升。基于压力损失减少分析，最合理的是下进口。

3.1.2 进风口影响气流分布

下进口的气流形成射流，发生撞击以后一部分气流顺延后壁面迅速提高速度，严重冲刷后端布袋，保证均匀通过气流。中进口气流凭借进风口与前端布袋直接撞击，当涌入大量气流以后，在布袋之间间隙流动一部分气流，对后避面冲击，造成末端布袋比中间布袋的流量高，但箱体下部分较少通过气流[3]。

3.2 改造

设计内部气流思想是不均匀分布气流速度，应结合布置滤袋情况分布气流获得最佳的设计数值。科学设计分布板，可以确保整体阻力处在一个相对较低的水平。同时，明确袋束附近、底部等形成最佳流速参数，最大程度降低阻力损失与滤袋的磨损，并有效减小滤袋束附近上升气流的速度，确保落灰效率对整机性能、安全造成影响的主要因素之一是气流分布，设计均匀合理的分布至关重要。在设计分布时，需要对试验方案、计算模型等进行讨论。为了提升结果的精确度，根据设备尺寸建立模拟平台，通过工作站计算数值。采取欧拉方法对持续气相有效模拟，并使用拉格朗日方法对离散颗粒追踪计算。

原来设计方案中为了化解气流偏心问题，将堵板设置在除尘室偏心位置，同时设计分布气流板。

通过计算模拟，原来设计方案效果不理想，局部形成较高的流速，造成频繁破损布袋的现象。通过对比各种方案，可以改进为：圆弧过度进口喇叭口底部，将导流板设置在弯头进口位置与不对称短烟道，将2层开孔率不同的分布板设置在进口喇叭口，并在其底部和烟气室下放安装条形导流板。

模拟分布结果表明，除尘器各点保证合理的点烟气流速度，一方面，不会冲刷破坏袋，保证长期稳定运行滤袋，排放粉尘满足规定标准;另一方面，气流科学分配，可以避免发生二次扬尘，降低阻力[4]。

4 结束语

本体结構和气流分布对袋式除尘器稳定、经济运行造成严重的影响，是至关重要的因素，但绝不是唯一的影响因素。一台运行稳定，经济价值较高的设备，还必须对其他各种因素全面考虑，包括选择滤料的气布比，清灰方法以及系统设计。所以，应综合各种因素对其设计，进一步提高操作效果。

参考文献：

[1]成庚生.上升速度和侧进气对脉冲袋式除尘器大型化的影响探讨[J].水泥工程，2015（03）：58-64.

[2]党小庆，高蕊芳，马广大.直通式袋式除尘器气流分布数值分析[J].环境工程，2016（04）：35-55.

[3]胡满银，郁金星，孙喜娟，杨勇.外滤式袋式除尘器滤袋内流场的数值模拟[J].电力科学与工程，2016（12）：37-40.

[4]李萌萌.基于CFD对袋式除尘器流场的数值模拟分析[D].武汉：武汉科技大学，2015：12-13.