礦物燃料日益緊張，環境問題日趨嚴峻，生物能源技術作為可替代能源之一，越發受到人們的重視。與其他生物質能源技術相比，生物質顆粒燃料技術更容易實現大規模生產和使用，它具有低SO2、NOx排放等優點。生物質顆粒燃料灰分含量1.8%左右，燃燒后大部分形成灰渣，由除渣系統排除，飛灰則隨煙氣排出，具有密度小，粒度細等特點。隨著國家環保標準的提高和袋式除塵器應用技術的飛速發展，袋式除塵器被選擇為煙氣凈化設備。濾袋是袋式除塵器核心，濾料再生是其穩定運行的關鍵，清灰技術直接影響袋式除塵器的使用效果。現有袋式除塵器在實際的運行過程中還不夠理想，仍然存在較多問題，如運行阻力增加較快，排灰不暢等。分析其主要原因是除塵器的氣流組織不均；濾袋清灰設計不合理導致濾袋的再生能力差；煙塵覆蓋或滲透進入濾袋纖維層中難于清除，造成濾袋的過濾性能急劇下降，短期內就發生糊袋現象。因此，本文主要從設備構造出發，分析袋式除塵器內的煙氣流場分布，為其優化設計提供依據，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
1、袋式除塵器的結構
分室離線布袋除塵器如圖1所示，它是針對實際情況對常規布袋除塵器的改良，通過調整內部結構，以改變含塵煙氣的流場分布，從而有助于改善清灰效果，降低運行阻力。其結構原理是煙氣進出口布于同側，由斜隔板分開。袋室由4個相同的分室構成，下部與灰斗相通，過濾后，煙氣由離線閥控制進入上集箱排出。離線閥依次間隔關閉，當其中一個分室離線時，通人壓縮空氣反向噴吹，將集附于布袋上的塵餅吹落，掉入灰斗。
2、模擬計算
2.1數學模型
本文只討論煙氣的流場分布，因此對模型簡化，忽略布袋的微觀過濾機理，將其視為均質空間。不考慮溫度變化，所有璧面與下部排灰口密封嚴實，無漏風。固體壁面在靠近壁面處采用壁面函數法進行處理，送風口處采用速度入口，回風口為壓力邊界條件p =Pout。現假設左側分室處于離線狀態，其出口面設置為璧面邊界條件。模型采用混合結構進行網格劃分，利用有限容積法和SIMPLEC算法對微分方程進行離散、求解。
為了更好分析離線袋式除塵器(A)內部氣流分布情況，了解其改進情況，同時給出了常規袋式除塵器(B)的流場計算，予以對比。
2.2計算結果對比分析
圖2、圖3給出了除塵器內部煙氣速度矢量分布情況。煙氣在除塵器內，繞過隔板進入過濾袋室，在下部灰斗區形成較大的渦流，深至排灰口附近。因此在除塵器的安裝過程中，其密封性尤為重要。否則當噴吹完畢后，集灰斗中的粉塵被氣流卷吸，將在很短的時間內再次附著于濾袋上，運行阻力急劇上升，最終導致系統癱瘓。對比兩種除塵器的矢量分布情況，可以看出，全部濾袋投入使用時，袋室內氣流分布均勻，即表示各濾袋所承受負荷相當。如果將其中部分濾袋分室離線后，關閉該分室離線閥，由于流動受阻，該區域煙氣變得稀疏，空氣反吹壓阻降低，塵餅反向受力增大，易于脫落，同時流場擾動減小，更加有利于粉塵向灰斗沉降，避免二次卷吸。
除塵器內煙氣流速度量分布情況表明，除塵器的下部近壁速度較高，外側濾袋負荷較大，運行環境較惡劣，阻力增加較快。粉塵比重小，流動性差，同時由于灰斗斜度尺寸受限，粉塵容易堆積在斜面上，難以排出。比較各過濾分室速度值，離線部分明顯較低，為濾袋再生提供良好的氣流環境。
3、結論
通過對比分析布袋除塵器內煙氣流場分布情況可知，針對生物質粉塵的特點，袋室由數個分室組成，將部分濾袋離線，降低煙氣流速，可以有效減小氣流擾動，利于粉塵的脫落和收集，增強濾袋的再生能力。其增加了過濾面積和離線閥設備等，成本有所增加，但實際運行表明較常規布袋除塵器有明顯改善，成本低于雙除塵器切換使用。對斜面堆積的問題，可視具體情況在集灰斗外壁加裝振打器。
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