某钢厂双列式金属滤袋除尘器系统工艺管路阻力及流场模拟分析 原创

一、项目简介

某钢厂双列式金属滤袋除尘器，除尘器前端管道布置路线复杂且弯头较多，可能造成运行阻力较大；进气方式为灰斗进气，且进口管道处有弯头，可能会对袋室内烟气流场均匀性产生不利影响；为保证设备的稳定运行，需通过CFD对袋除尘器运行状态进行模拟，并添加合适的导流板，以确保滤袋底部间隙风速、滤袋表面风速、灰斗壁面温度以及阻力均能满足运行要求。

二、计算模型及边界条件

2.1 计算模型建立

根据图纸建立三维模型，包括进出口管道及袋除尘器本体，模型如下：

图1 三维模型

2.2 边界条件

计算参数如下图，烟气量均为175000m3/h，进口速度为9.16m/s，进口温度150℃，进口水力直径为2.6m,湍流强度为2.91%，气体密度为0.835kg/m3，气体粘度为2.38E-05Pa·s，出口采用压力出口（pressure-outlet），出口压力设定为0Pa，湍流模型采用standard k-e模型，近壁面处采用无滑移边界条件。金属滤袋采用多孔介质边界。算法采用SIMPLE算法，对流项采用一阶迎风格式，固壁面设置为无滑移壁面，外界环境温度40℃，灰斗壁面与外界的对流换热系数为10w/m·k，假定流体是不可压缩的，作定常流动。

三、计算结果及分析

经CFD模拟，本项目金属袋除尘器的模拟运行状态如下：

图3 速度流线图

从图3中可以看出：放散杯阀处由于烟气流通面积变化明显且急促，导致该处风速较高；烟气继而达到除尘器时，在进口管道导流板的作用下，烟气相对均匀进入灰斗中，在灰斗导流板的作用下一部分均匀地向上朝袋区扩散，还有少量气流沿灰斗壁面向下运动，绕下灰斗壁一圈后向上进入袋区。