專利名稱：一種電袋復合除塵器氣流均布優(yōu)化設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電袋復合除塵器，尤其是涉及基于CFD數值計算的一種電袋復合除塵器氣流均布優(yōu)化設計方法。
背景技術：
電袋復合除塵器大型化應用中氣流流場分布是關鍵技術問題之一，電袋復合除塵器的性能與其內部的氣流組織密切相關，氣流的合理分布與否直接影響設備的除塵效率、阻力和濾袋壽命。電袋復合除塵器將電除塵部件(放電極、收塵級等)和袋除塵部件(濾袋、袋籠等)放置在同一殼體內，其內部結構較常規(guī)電除塵器和袋式除塵器結構更為復雜，這使得氣流在電袋復合除塵器內的流動情況極為復雜。氣流在除塵器內不斷擴散、轉向，其流動比較紊亂，需要對氣流進行組織分配。氣流分布的目的之一是減少氣流沖測、使各個濾袋單元氣流分配均勻。含塵氣流進入濾袋單元分配不均勻，就會使有些部位濾袋長期受到集中氣流沖刷，濾袋單元處理氣量不平衡加速濾袋的破損，實際中會發(fā)現某些固定部位經常出現濾袋破損的現象，原因就是局部長期受到高流速氣流沖刷的結果。更為嚴重的是在運行期間，即使有一個濾袋破裂，都可能導致粉塵排放濃度迅速升高，而且氣流通過濾袋上很小的破洞還會導致該濾袋周圍臨近濾袋的快速破損。致使除塵效率大大降低，造成災難性損失?，F有的氣流分布技術是在除塵器進口煙箱設置氣流分布裝置，在電場區(qū)與濾袋區(qū)之間或者濾袋區(qū)與濾袋區(qū)之間設置導流裝置，這些措施僅能改善電場區(qū)的氣流分布和濾袋區(qū)局部氣流對濾袋的沖刷，無法調節(jié)濾袋區(qū)氣流的均勻分布，造成濾袋之間過濾負荷相差很大，出現設備阻力增加，濾袋提前破損等問題。而現有的電袋復合除塵器氣流分布CFD(計算機流體動力學)計算僅是對上述措施進行模擬。因此，必須找到一種基于CFD的有效的氣流組織技術，使得氣流在除塵器內能實現均勻的分布，從而提高電袋復合除塵器的綜合性能。中國專利CN201744267U公開一種電袋復合除塵器，包括殼體，殼體的一側設有煙氣進口，殼體的上面設有出煙道，出煙道與位于殼體另一側的煙氣出口連通，出煙道的上面設有旁路煙道和提升閥，殼體的下面設有落灰斗；其要點是殼體內設有金屬板集塵電極和過濾布袋，金屬板集塵電極和過濾布袋之間設有氣流均布隔板，金屬板集塵電極的上面設有放電電極，放電電極通過導線升壓變壓器連接；過濾布袋的上面設有多孔花板和吹風清灰裝置。中國專利CN202506286U公開一種電袋復合除塵器，沿煙氣流動方向依次設有電場區(qū)、濾袋區(qū)，所述濾袋區(qū)上方設有與濾袋區(qū)相通的凈氣室，所述濾袋區(qū)內設有至少一個濾袋組，每個濾袋組包括若干個濾袋，所述濾袋組與濾袋區(qū)的側壁之間留有煙道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現有技術的上述不足，提供一種基于CFD數值計算的一種電袋復合除塵器氣流均布優(yōu)化設計方法。本發(fā)明包括以下步驟
步驟1、通過縮小的物理模型和數值模型實驗結果的對比和分析，確定電袋復合除塵器CFD計算中湍流模型、邊界條件等參數的選取和設定，為實際工程的全尺寸CFD計算提供依據，確保CFD計算的準確性和可靠性；步驟2、確定包括提升閥提升高度、提升閥孔徑等影響電袋復合除塵器氣流均布的有效調節(jié)手段；步驟3、在建模過程中提供合理假設條件和模型簡化方法；對提升閥提升高度值、提升閥孔徑值在經驗值的基礎上合理選定一組數值，并用GAMBIT建模軟件在一個模型上統(tǒng)一建模，生成一套網格模型；步驟4、把網格模型導入Fluent中進行CFD計算，CFD優(yōu)化設計包括以下步驟1.在Fluent中設定提升閥提升高度、提升閥孔徑等各結構優(yōu)化參數為經驗值，將其作為預選方案，并進行計算；2.通過CFD計算獲得除塵器的內部氣流組織模型，包括袋室間流量偏差、除塵器阻力等，并通過Fluent UDF (自定義函數)和C語言程序獲取各濾袋的氣體流量，計算其相對均方根值；3.綜合判斷各數據指標是否符合電袋復合除塵器氣流均布和性能要求，若預選方案不符合要求，在全面分析前一方案氣流均布影響因素的基礎上，重新設定提升閥提升高度值或提升閥孔徑值，并返回步驟2，最后確定最優(yōu)結構方案。本發(fā)明不僅能準確地模擬電袋復合除塵器實際氣流分布情況，而且能夠方便準確地得到除塵器內袋室的流量偏差和各濾袋的氣體流量相對均方根差，以及除塵器的阻力等除塵器的氣流組織參數值，并通過對電袋復合除塵器內部結構的優(yōu)化和對提升閥提升高度和提升閥孔徑的合理選取，從而實現電袋復合除塵器的氣流合理分布。本發(fā)明有效地對電袋復合除塵器進行優(yōu)化設計，大幅度降低了結構設計的成本和時間，確保電袋復合除塵器的氣流均布性。


圖1是電袋復合除塵器結構示意圖。在圖1中，各標號為1為提升閥，H為提升閥的提升聞度，D為提升閥的孔徑。圖2是包含有一組提升閥提升高度和提升閥孔徑數據的電袋復合除塵器數值模型及其網格劃分。圖3是提升閥部分的局部放大圖。圖4是獲得的每個濾袋出口的流量及其相對均方根值的流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下實施例將結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。1.在CFD模擬中，把濾袋作為多孔介質進行設定，一般將其簡化為均勻的多孔介質，在模型中其方程式為
權利要求
1.一種電袋復合除塵器氣流均布優(yōu)化設計方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟1、通過縮小的物理模型和數值模型實驗結果的對比和分析，確定電袋復合除塵器CFD計算中湍流模型、邊界條件的選取和設定，為實際工程的全尺寸CFD計算提供依據，確保CFD計算的準確性和可靠性； 步驟2、確定包括提升閥提升高度、提升閥孔徑影響電袋復合除塵器氣流均布的有效調節(jié)手段； 步驟3、在建模過程中提供合理假設條件和模型簡化方法；對提升閥提升高度值、提升閥孔徑值在經驗值的基礎上合理選定一組數值，并用GAMBIT建模軟件在一個模型上統(tǒng)一建模，生成一套網格模型； 步驟4、把網格模型導入Fluent中進行CFD計算，CFD優(yōu)化設計包括以下步驟: 1)在Fluent中設定提升閥提升高度、提升閥孔徑等各結構優(yōu)化參數為經驗值，將其作為預選方案，并進行計算； 2)通過CFD計算獲得除塵器的內部氣流組織模型，包括袋室間流量偏差、除塵器阻力等，并通過Fluent UDF (自定義函數)和C語言程序獲取各濾袋的氣體流量，計算其相對均方根值； 3)綜合判斷各數據指標是否符合電袋復合除塵器氣流均布和性能要求，若預選方案不符合要求，在全面分析前一方案氣流均布影響因素的基礎上，重新設定提升閥提升高度值或提升閥孔徑值，并返 回步驟2，最后確定最優(yōu)結構方案。
全文摘要
一種電袋復合除塵器氣流均布優(yōu)化設計方法，涉及電袋復合除塵器。通過縮小的物理模型和數值模型實驗結果的對比和分析，確定電袋復合除塵器CFD計算中湍流模型、邊界條件等參數的選取和設定，為實際工程的全尺寸CFD計算提供依據，確保CFD計算的準確性和可靠性；確定包括提升閥提升高度、提升閥孔徑等影響電袋復合除塵器氣流均布的有效調節(jié)手段；在建模過程中提供合理假設條件和模型簡化方法；對提升閥提升高度值、提升閥孔徑值在經驗值的基礎上合理選定一組數值，并用GAMBIT建模軟件在一個模型上統(tǒng)一建模，生成一套網格模型并導入Fluent中進行CFD計算。大幅度降低結構設計成本和時間，確保電袋復合除塵器的氣流均布性。
文檔編號G06F17/50GK103077269SQ201210583348
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者鄭曉盼, 朱召平, 陳奎續(xù) 申請人:廈門龍凈環(huán)保技術有限公司