某半干法脱硫袋除尘器袋室分风、袋体表面风速模拟

一、项目简介

半干法脱硫袋除尘器10个灰斗，其中每个灰斗对应2个袋室，共计20个袋室，在合理的结构下保证20个室的合理分风尤为关键，另外，进气方式为袋室侧板进风，此种进风方式可能导致袋室内局部区域出现高风速磨蚀滤袋，造成滤袋破损。针对目前该袋除尘器（含进出口管道）进行CFD模拟，分析其流场的各项参数，通过局部结构及导流调整，确保袋除尘器袋室分风、袋体表面风速满足要求。

典型流程：

• 烟气 → 半干法脱硫塔（喷入石灰浆+循环灰）→ 袋式除尘器 → 净烟气排放。

模拟目标：

• 脱硫塔内气固混合均匀性（影响SO₂反应效率）（本项目不做模拟）。
• 除尘器内气流分布均匀性（防止滤袋局部过载或磨损）。
• 系统压降优化（降低风机能耗）。

二、计算模型及边界条件

2、1模型建立

根据除尘器图纸以1：1建立三维模型，包含除尘器本体（含实体滤袋等内部件）及进出气口管道如下：

图1 除尘器及进出气口管道三维模型

注：积灰高度为灰斗整体高度的2/3。

建模方法：

多孔介质模型：将滤袋区简化为多孔区域，阻力系数通过Darcy-Forchheimer方程定义：

(α:渗透率，β:惯性阻力系数)

局部精细化网格：在花板、滤袋开口处加密网格，捕捉涡流。

2.2 边界条件

计算参数如下，总烟气量为300000Nm3/h，折算至180℃下工况烟气量约为497800m3/h，混合烟气密度为0.755，动力粘度为2.5E-5，进口边界条件为速度进口，水力直径为6.9m，湍流强度为2.84%，出口边界条件为压力出口，压力值为0Pa。湍流模型采用标准k-ε模型，壁面函数为标准壁面函数，固壁面设置为无滑移壁面，滤袋设定为多孔跳跃边界。

三、模拟结果及分析

3.1 整体速度流线图

图3 速度流线图