袋式除尘器在烧木屑秸秆锅炉的应用

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矿物燃料日益紧张，环境问题日趋严峻，生物能源技术作为可替代能源之一，越发受到人们的重视。与其他生物质能源技术相比，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用，它具有低SO2、NOx排放等优点。生物质颗粒燃料灰分含量1.8%左右，燃烧后大部分形成灰渣，由除渣系统排除，飞灰则随烟气排出，具有密度小，粒度细等特点。随着国家环保标准的提高和袋式除尘器应用技术的飞速发展，袋式除尘器被选择为烟气净化设备。滤袋是袋式除尘器核心，滤料再生是其稳定运行的关键，清灰技术直接影响袋式除尘器的使用效果。现有袋式除尘器在实际的运行过程中还不够理想，仍然存在较多问题，如运行阻力增加较快，排灰不畅等。分析其主要原因是除尘器的气流组织不均；滤袋清灰设计不合理导致滤袋的再生能力差；烟尘覆盖或渗透进入滤袋纤维层中难于清除，造成滤袋的过滤性能急剧下降，短期内就发生糊袋现象。因此，本文主要从设备构造出发，分析袋式除尘器内的烟气流场分布，为其优化设计提供依据，富通新能源生产销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机、秸秆颗粒机、秸秆压块机压制的生物质颗粒燃料。
1、袋式除尘器的结构
分室离线布袋除尘器，它是针对实际情况对常规布袋除尘器的改良，通过调整内部结构，以改变含尘烟气的流场分布，从而有助于改善清灰效果，降低运行阻力。其结构原理是烟气进出口布于同侧，由斜隔板分开。袋室由4个相同的分室构成，下部与灰斗相通，过滤后，烟气由离线阀控制进入上集箱排出。离线阀依次间隔关闭，当其中一个分室离线时，通人压缩空气反向喷吹，将集附于布袋上的尘饼吹落，掉入灰斗。
2、模拟计算
2.1数学模型
本文只讨论烟气的流场分布，因此对模型简化，忽略布袋的微观过滤机理，将其视为均质空间。不考虑温度变化，所有璧面与下部排灰口密封严实，无漏风。固体壁面在靠近壁面处采用壁面函数法进行处理，送风口处采用速度入口，回风口为压力边界条件p =Pout。现假设左侧分室处于离线状态，其出口面设置为璧面边界条件。模型采用混合结构进行网格划分，利用有限容积法和SIMPLEC算法对微分方程进行离散、求解。
为了更好分析离线袋式除尘器(A)内部气流分布情况，了解其改进情况，同时给出了常规袋式除尘器(B)的流场计算，予以对比。
2.2计算结果对比分析
图2、图3给出了除尘器内部烟气速度矢量分布情况。烟气在除尘器内，绕过隔板进入过滤袋室，在下部灰斗区形成较大的涡流，深至排灰口附近。因此在除尘器的安装过程中，其密封性尤为重要。否则当喷吹完毕后，集灰斗中的粉尘被气流卷吸，将在很短的时间内再次附着于滤袋上，运行阻力急剧上升，最终导致系统瘫痪。对比两种除尘器的矢量分布情况，可以看出，全部滤袋投入使用时，袋室内气流分布均匀，即表示各滤袋所承受负荷相当。如果将其中部分滤袋分室离线后，关闭该分室离线阀，由于流动受阻，该区域烟气变得稀疏，空气反吹压阻降低，尘饼反向受力增大，易于脱落，同时流场扰动减小，更加有利于粉尘向灰斗沉降，避免二次卷吸。
除尘器内烟气流速度量分布情况表明，除尘器的下部近壁速度较高，外侧滤袋负荷较大，运行环境较恶劣，阻力增加较快。粉尘比重小，流动性差，同时由于灰斗斜度尺寸受限，粉尘容易堆积在斜面上，难以排出。比较各过滤分室速度值，离线部分明显较低，为滤袋再生提供良好的气流环境。
3、结论
通过对比分析布袋除尘器内烟气流场分布情况可知，针对生物质粉尘的特点，袋室由数个分室组成，将部分滤袋离线，降低烟气流速，可以有效减小气流扰动，利于粉尘的脱落和收集，增强滤袋的再生能力。其增加了过滤面积和离线阀设备等，成本有所增加，但实际运行表明较常规布袋除尘器有明显改善，成本低于双除尘器切换使用。对斜面堆积的问题，可视具体情况在集灰斗外壁加装振打器。

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