离线清灰袋式除尘器配气均匀性的数值模拟与优化

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1、学校代码：10255学号：2161409离线清灰袋式除尘器配气均匀性的数值模拟与优化NumericalSimulationAndOptimizationOfDistributingGasUniformityInOff-LineAshBagFilter专业名称:动力工程姓名：郭嘉兴指导老师：沈恒根、陈奎续完成日期：2018年5月2日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本

2、论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位

3、论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要离线清灰袋式除尘器配气均匀性的数值模拟与优化摘要随着我国钢铁行业产能的增加，大型袋式除尘器得到了更为广泛的应用。大型袋式除尘器处理烟气量大，分室数量多，大多采用清灰效率较高的离线清灰方式进行清灰。离线清灰过程中各仓室处理风量峰谷差值明显，使得滤袋过滤风速大幅波动，引发瞬时排放浓度升高的问题，进而影响到运行阻力和除尘效率。因此，研究袋式除尘器整体配气均匀性问题对提高除尘器性能有十分重要的意义。目前，大多将袋式除尘器简化为单个过

4、滤仓室进行研究，难以反映离线清灰方式下袋式除尘器的配气均匀性问题。本文考虑仓室间配气的相互影响，以整个大型袋式除尘器为研究对象，采用CFD数值模拟的方法对离线清灰袋式除尘器做如下研究：（1）基于滤料过滤阻力大小与除尘单元配气量直接相关的特性，采用冷态实验法对滤料进行阻力特性试验。试验结果表明，滤料过滤阻力与过滤风速呈线性关系，表面渗透率受过滤风速影响较小，仅与粉尘层厚度有关。并对试验结果进行拟合得出了用于设定滤袋边界条件的必要参数。（2）基于工程实例建立大型袋式除尘器的物理模型，选择Realizabl

5、ek模型作为湍流计算模型，并进行网格划分与初始边界条件的设定。将模拟与试验结果对比分析，验证了袋式除尘器模型的可靠性。I摘要（3）采用数值模拟方法对离线清灰方式袋式除尘器在不同工作状态（正常过滤工况、清灰瞬时工况、清灰完成后运行工况）下各除尘单元配气均匀性及仓室除尘空间的气流分布情况进行研究。结果表明，在正常过滤工况下，各仓室气流分配较为均匀；在清灰瞬时工况下，过滤仓室处理风量大幅上升，运行阻力升高，高速进风气流在灰斗底部形成涡流，造成粉尘二次返混；在清灰完成后工况下，配气不均匀性可达65.3%，

6、清灰仓室处理风量升高，除尘空间气流分布不均匀，壁面附近滤袋过滤风速过高，严重影响滤袋寿命和除尘性能。（4）采用数值模拟方法对袋式除尘器整个清灰周期内运行阻力与配气均匀性的变化情况进行研究。结果表明，在一个清灰周期内除尘器运行阻力和各仓室处理风量变化频繁，波动较大。清灰初期对整个清灰过程的影响最大，优化离线清灰方式应致力于降低第一次清灰后的流量偏差，延长清灰周期。（5）针对离线清灰袋式除尘器存在的问题，探究其优化措施。通过采用错峰清灰策略、增加仓室单元数量、改进进风结构、增设静电凝并装置等措施，不仅有效

7、降低了第一次清灰后的配气不均匀性，减小处理负荷变化幅度，还降低了粉尘负荷上升速率，延长了清灰周期。对于需要对清灰方式进行改造的袋式除尘器，采用跨灰斗在线清灰方式，保证了除尘器在不同工况下配气均匀性较好，有利于长期稳定运行。上述结果主要采用CFD软件模拟研究了离线清灰方式袋式除尘器，研究结果还有待于实践进一步检验。II摘要关键词：袋式除尘器，离线清灰，气流均匀性，运行分析，数值模拟IIIABSTRACTNUMERICALSIMULATIONANDOPTIMIZATIONOFDISTRIBUTINGGAS

8、UNIFORMITYINOFF-LINEASHBAGFILTERABSTRACTWiththeincreaseofproductioncapacityinChina'ssteelindustry,largebagfilterhasbeenmorewidelyused.Duetothelargeamountofsmokethatishandledbythelarge-sizedbagfilter,andthenumberofsub-chambersisla