2.2 電改袋式除塵器配套設(shè)備
電改袋式除塵器清灰采用脈沖噴吹方式。清灰能力強(qiáng)，運(yùn)行阻力較低。壓縮空氣氣源由鋼廠內(nèi)原有的空壓設(shè)備提供，不需要設(shè)置單獨(dú)的壓縮空氣站。壓縮空氣采用冷凍干燥器及氣源加熱設(shè)備進(jìn)行處理，防止糊袋現(xiàn)象的發(fā)生。
針對(duì)煙塵特性，選擇合適的濾料是電改袋式除塵器成功與否的關(guān)鍵問題之一。燒結(jié)機(jī)機(jī)尾煙氣平均溫度在80~150℃，粉塵有一定的磨啄性和粘附性，在燒結(jié)機(jī)啟動(dòng)或熟料降溫過程中，煙氣中攜帶的油霧、水汽會(huì)影響濾袋的清灰效果，需要采取一定防范措施[4]。針對(duì)燒結(jié)粉塵的特性選擇經(jīng)過PTFE 浸漬的滌綸針刺氈濾料，既經(jīng)濟(jì)又可保證濾袋的使用壽命。
3 氣流分布
3.1 氣流組織的要求
電改袋式除塵器的氣流分布主要目的是保證濾袋使用壽命和降低設(shè)備運(yùn)行阻力：
(1) 組織含塵氣流向除塵器每個(gè)過濾單元均勻分配和輸送，促使每個(gè)過濾單元濾袋的過濾負(fù)荷一致；
(2) 控制箱體進(jìn)口濾袋迎面氣流風(fēng)速，減小含塵氣流對(duì)濾袋的沖刷；
(3) 控制濾袋之間的氣流上升速度，減少粉塵二次附著；
(4) 使通過除塵器的氣流流動(dòng)順暢、平緩，降低除塵器箱體氣流流通阻力。
3.2 氣流分布的數(shù)值模擬
CFD是研究各種流體流動(dòng)問題的數(shù)值模擬方法。CFD以離散化方法建立數(shù)值模型，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和分析，得到在時(shí)間和空間上離散的數(shù)據(jù)組成的集合體，最終獲得定量描述流場(chǎng)的數(shù)值解。具體步驟包括確定物理模型、確定控制方程、建立幾何模型、劃分計(jì)算網(wǎng)格、定義邊界條件、給定解控參數(shù)、求解離散方程、計(jì)算求解和后處理等8個(gè)步驟。
幾何模型包括單臺(tái)電改袋式除塵器及其進(jìn)出口管道。采用結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化混合網(wǎng)格處理幾何模型，整個(gè)模擬過程為等溫過程，流體作定常流動(dòng)。計(jì)算模型選用標(biāo)準(zhǔn)k -ε雙方程模型，采用SIMPLE算法，二階迎風(fēng)差分格式，近壁面處采用壁面函數(shù)法處理[5,6]。
除塵器進(jìn)口采用速度進(jìn)口邊界條件，出口采用壓力出口邊界條件，分布板采用多孔介質(zhì)邊界條件，濾袋采用多孔跳躍邊界條件。
3.3 氣流分布方案
為保證各過濾單元流量分配均勻，在除塵器一側(cè)設(shè)置導(dǎo)流通道，引導(dǎo)一部分氣流流向下游過濾單元。除塵器內(nèi)部的氣流流動(dòng)過程為：含塵氣流從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器，分流為三個(gè)部分，一部分氣流穿過氣流分布板直接進(jìn)入濾袋空間；一部分氣流在導(dǎo)流板的作用下進(jìn)入通道；一部分氣流從濾袋袋底空間流向下游過濾單元。經(jīng)計(jì)算，箱體進(jìn)口斷面流量分配要求如表1所示。
表1 中箱體進(jìn)口斷面氣體流量分配
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斷面Ⅲ（通道）
氣體流量
25％～30％ |
斷面Ⅰ（濾袋迎風(fēng)區(qū)域）
迎面氣流最大速度≤1.2m/s |
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斷面Ⅱ（袋底區(qū)域）
氣體流量25％～30％ |
燒結(jié)機(jī)機(jī)尾粉塵磨啄性強(qiáng)，含塵氣流對(duì)濾袋的沖刷作用更加嚴(yán)重。為解決這一問題，原第一電場(chǎng)前半部分不布置濾袋，預(yù)留空間可對(duì)含塵氣流起一定的緩沖作用，減少迎面氣流的沖刷作用。原灰斗擋風(fēng)板會(huì)影響除塵器內(nèi)部氣流分布，在灰斗內(nèi)產(chǎn)生繞流，造成除塵器內(nèi)局部流速過大。重新調(diào)整灰斗擋風(fēng)板，減少繞流現(xiàn)象，使除塵器各過濾單元流量分配均勻。各過濾單元流量偏差要求控制在15％之內(nèi)。
3.4 氣流分布數(shù)值模擬結(jié)果分析
采用數(shù)值模擬方法計(jì)算除塵器內(nèi)部氣流分布情況，建立幾何模型，劃分計(jì)算網(wǎng)格如圖2所示。計(jì)算時(shí)取除塵器進(jìn)口風(fēng)量為18萬m3/h，介質(zhì)的參數(shù)為100℃時(shí)空氣的物理參數(shù)。濾袋的邊界條件設(shè)為多孔跳躍，根據(jù)濾料的透氣性及孔隙率計(jì)算出邊界條件的參數(shù)值。
電改袋式除塵器內(nèi)部氣流流動(dòng)狀況如圖3所示，可以看出中箱體內(nèi)氣流分布基本均勻。輸出除塵器進(jìn)口斷面流量，如表2所示，濾袋迎面氣流速度值如表3所示。
從計(jì)算結(jié)果可以看出，箱體進(jìn)口斷面流量分配滿足要求?？拷鼘?dǎo)流通道一側(cè)，濾袋的迎面風(fēng)速較大，最大氣流速度為1.05m/s，滿足要求。
輸出各濾袋單元流量，并計(jì)算其偏差，結(jié)果如表4所示。顯示除塵器內(nèi)部氣流流線圖，如圖4所示。
分析表4，圖4可知，除塵器下游濾袋單元流量較大，這是因?yàn)榇蟛糠謿饬魍ㄟ^濾袋下部空間直接流向箱體后部，進(jìn)入下游濾袋單元。改進(jìn)后的灰斗擋風(fēng)板使一部分氣流改變流動(dòng)方向，進(jìn)入中間濾袋單元，對(duì)各單元流量分配起到一定的改善作用。各單元流量分配偏差小于15％，滿足要求。
電改袋式除塵器設(shè)計(jì)風(fēng)量為18萬m3/h，實(shí)際運(yùn)行時(shí)處理風(fēng)量可能發(fā)生變化，為保證氣流分布滿足要求，分析處理風(fēng)量為20萬m3/h時(shí)除塵器內(nèi)部氣流組織情況，結(jié)果如表5、表6所示。
由表5、表6可以看出，當(dāng)風(fēng)量增加到20萬m3/h時(shí)，箱體進(jìn)口斷面及各濾袋單元流量分配可以滿足要求，但斷面Ⅰ最大氣流速度為1.25 m/s。由于前半電場(chǎng)的緩沖作用，到達(dá)濾袋表面的氣流速度分布會(huì)更加均勻，所以當(dāng)風(fēng)量增加到20萬m3/h時(shí)，仍可認(rèn)為除塵器內(nèi)部氣流分布滿足要求。
