布袋除塵器內(nèi)部的流場及清灰過程

　　隨著低碳經(jīng)濟趨勢的到來和技術(shù)水平的口益提高，環(huán)保已經(jīng)成為人們的共識。二十一世紀(jì)的我國，伴隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，而隨之帶來的環(huán)境問題也嚴(yán)重，我國已經(jīng)成為世界上大氣污染嚴(yán)重的之一，特別是在能源工業(yè)、人口集中的城市，污染程度嚴(yán)重。煤炭是我國的主要能源，占我國一次能源結(jié)構(gòu)中的比例為75%以上，雖然到2050年75%的比例將下降到40%左右，但是仍然在能源結(jié)構(gòu)中具有重要的地位，所以煤煙型污染依然是污染大氣主要形式。因此，在節(jié)能減排的政策指引下，大氣污染控制的是對煙塵、粉塵的治理。布袋除塵器是早出現(xiàn)的干式除塵設(shè)備中凈化而且應(yīng)用為廣泛的除塵設(shè)備之一。布袋除塵器的效率可以高達(dá)，可以捕集到0.1m左右的粉塵，而且濾袋不受粉塵化學(xué)組成、顆粒分散度等因素的影響。隨著袋式除塵技術(shù)的不斷進步，布袋除塵器正憑借著其運行穩(wěn)定，使用靈活，操作簡單，除塵等諸多優(yōu)點，在治理大氣污染、保護環(huán)境清潔、保護人體健康、粉塵回收利用尤其是在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著的作用布袋除塵器可以處理粘性粉塵、高溫高濕含塵氣體以及粉塵等，被廣泛應(yīng)用于冶金、機械、有色金屬加工、水泥、化工、火電等行業(yè)。在大力提倡發(fā)展低碳環(huán)保經(jīng)濟的時代背景下，效率、運行穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、操作維護方便的袋式除塵設(shè)備將具有廣闊的市場前景。綜上所述，研究和適合我國低碳經(jīng)濟要求的袋式除塵設(shè)備具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　布袋除塵器內(nèi)部的流場包括兩種流場，布袋除塵器脈沖清灰系統(tǒng)中噴吹管的流場和除塵器內(nèi)部腔體結(jié)構(gòu)流場。一方面布袋除塵器的脈沖噴吹清灰系統(tǒng)噴吹清灰過程為：在進行脈沖噴吹清灰時，脈沖噴吹清灰氣流使濾袋內(nèi)的壓力上升，濾袋向外膨脹，當(dāng)袋壁被膨脹到位置時，濾袋膨脹的張力使濾袋產(chǎn)生強烈的沖擊振動，同時獲得大反向加速度，使濾袋向內(nèi)收縮。當(dāng)濾袋收縮后，濾袋表面的粉塵層開始不受張力作用，而是受慣性力的作用從濾袋上脫落下來。
　　脈沖噴吹清灰過程中，由于脈沖噴吹時瞬間氣流速度大，測定噴吹口處的壓力和氣流的速度的困難，現(xiàn)階段設(shè)計中脈沖清灰系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)基本上憑經(jīng)驗確定，這就帶來了噴吹氣流因為設(shè)計導(dǎo)致不均勻。另一方面布袋除塵器的袋室腔體結(jié)構(gòu)與除塵器的除塵效率、除塵器壓力損失和除塵器濾袋使用壽命關(guān)系密切。目前在布袋除塵器結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，主要還是依靠經(jīng)驗數(shù)據(jù)，人為主觀因素存在較多，經(jīng)常達(dá)不到很好的除塵效果。因此，過去帶有主觀因素的布袋除塵器設(shè)計，容易造成設(shè)計失誤，同時帶來部分能源的浪費。布袋除塵器的優(yōu)點是突出的，生產(chǎn)中有個不足就是更換濾袋，但是為了降低使用成本，應(yīng)該采取一些措施來保護濾袋，從而延長濾袋的使用壽命。本文目的通過優(yōu)化布袋除塵器噴吹管和其內(nèi)部結(jié)構(gòu)來達(dá)到降低布袋除塵器能耗、增加濾袋使用壽命和除塵效率的等目的。首先對布袋除塵器噴吹管和其內(nèi)部氣流的運動情況、氣流的速度場和氣流的壓強場的分布有明確的了解，才能分析除塵器結(jié)構(gòu)對氣流流動狀態(tài)的影響。后通過氣流的速度場和壓強場分布來實現(xiàn)設(shè)計除塵器的目的。物理實驗通常做的是放大試驗，受資金、試驗場地、設(shè)備的局限，只能對除塵器總流的參數(shù)進行研究，對于布袋除塵器內(nèi)各個局部位置氣流的分布很難清晰的了解。
　　考慮以上兩方面的原因，數(shù)值模擬就體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。數(shù)值模擬方法是計算流體力學(xué)、計算傳熱學(xué)的新的研究方法。本文結(jié)合生產(chǎn)設(shè)計探索性應(yīng)用目前流行的計算流體動力學(xué)(CFD)軟件之一的Fluent對布袋除塵器噴吹系統(tǒng)中的重要組成之一的噴吹管和布袋除塵器內(nèi)部的流場進行數(shù)值模擬。