一种上进下侧出结构的湿式电除尘器模拟仿真

湿式电除尘器主要用于去除工业废气中的颗粒物，尤其是通过水膜来捕获颗粒，再通过电场荷电实现超低排放，由于湿式电除尘器阳极管束形成的通道为蜂窝状独立通道，一旦阳极管束进口处的风速不均匀，则极易影响除尘效率，并且不均匀的速度分布会导致阳极管束局部区域负荷过大或过小，影响整体性能。

另外不合理的结构设计会导致系统压降过高（如＞1500Pa），增加风机能耗。CFD的作用可以模拟全流场压力损失，优化烟道走向、极板排列等，减少无效阻力。平衡压降与除尘效率，避免过度依赖高风速（如＞3m/s）导致液膜剥离。

针对湿式电除尘器可能出现内部气流不均匀影响阳极管束气流均布的现象，通过在湿式电除尘器进口管道以及除尘器内部添加导流板等措施来对气流进行均布，保证进入阳极管束的气流相对均匀，通过CFD模拟，满足其指标要求。

二、计算模型及边界条件

2.1 模型建立

按照图纸对湿式电除尘器进行1:1建模，模型如下：

图1 湿式电除尘器模型

湿式电除尘器模型如上图所示，包括导流板、气体分布板（原始模型无分布板）、阳极管束、汽水分离器等。

2.2 边界条件

湿式电除尘器烟气进口inlet烟气量为377000 m³/h，烟气温度50℃，边界条件设置为速度入口，进口速度为3.26 m/s，密度为1.043Kg/m3，粘度为1.8E-5Pa·s，水力直径6.4m，湍流强度2.78%，出口outlet边界条件为压力出口，压力值为0 Pa。壁面为无滑移边界条件，标准壁面函数。

湍流模型采用Realizable k-e模型，稳态求解，采用非结构化网格，并对进口区域（如导流板及气体分布板）进行网格局部加密；

收敛标准：残差<1e-3，同时监测阳极管束入口截面的速度分布稳定性。

3、 速度均匀性

3.1评价指标

目前最常采用相对标准偏差系数来表征速度场均匀性：

上式中：

为监测面的样本测点总数；

为测点的速度；

为测定断面的平均速度；

为测定断面速度分布相对标准偏差（%）。

值越小，均匀性越好，本次模拟要求值小于20%。

3.2打点位置

对阳极管束入口上方1000 mm处设置的监测面打点如下: