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电除尘器入口速度均布的优化研究
作者:管理员    发布于:2017-11-01 09:12:33    文字:【】【】【

  ―),男,博士(后),上海电力学院能源与环境工程学院教授。

  0前言上海某电厂7号炉为中间再热超高压自然循环煤粉炉,额定蒸发量400t/h.原设计除尘系统采用4组文丘里喷管除尘器,后于1997年6月改建成2台三电场电除尘器,运行时间已有10年。但是改造后,甲侧电除尘器出口烟尘排放浓度明显高于乙侧,烟尘排放一直严重超标。该热电厂对7号炉电除尘器的运行非常重视,多次讨尘效率的研究任务。

  1影响电除尘器除尘效率的因素及其分析影响电除尘器除尘效率的因素主要有:粉尘的比电阻影响、气流的均匀性、除尘器进口的含尘浓度、电晕极线的积灰“肥大”、漏风、集尘极的振打、其它如烟气量、极板间距等。经过分析历史测量数据、查阅竣工图,现场勘查、讯问运行人员,认为粉尘的比电阻、除尘器进口的含尘浓度、电晕极线的积灰“肥大”、漏风、集尘极的振打、烟气量、极板间距等因素不是造成甲侧电除尘器效率低的主要原因。

  因受场地限制,甲侧电除尘器(见)的进口烟道4布置在除尘器的下部,而且直管段短,由进口烟道到渐扩烟道为直角弯头,渐扩烟道内无导流措施,烟道布置不太合理,造成进人电场后的气流均匀性较差,初步判断,电除尘器人口气流不均匀可能是造成甲侧除尘器除尘效率大大低于乙侧的主要原因。

  1-多孔均布板;2-三角烟箱;-渐扩烟箱;-进口烟道;-进口喇叭;6-弧形导流板;-渐扩导流板;-三角烟箱导流板甲侧除尘器进口管件和烟道2相似理论与模化试验研究2.1模化试验的相似准则模化试验应遵循以下2个相似准则:(1)欧拉相似准则:表示流体压力与惯性力之比值,若实物与模型的欧拉数相等,则其压力场相似。欧拉准则是非定性准则,其取决于定性准则雷诺相似准则。)雷诺相似准则:表示流体惯性力与粘性力之比值,若实物与模型的雷诺数相等,则其运动状态相似,雷诺相似准则是气流分布试验必须遵守的准则。

  当小于第一临界值时,流动呈层流状态,在层流范围内,流体的流动状态,流速分布彼此相似,与无关。当大于第一临界值时,流动处于过渡区,随增加,流体的紊动程度最初变化很大,随后逐渐减小。当大于第二临界值以后,流体流动状态以及流速分布不再变化,彼此相似,不再与有关,进人第二自动模化区,如果模型的处于第二自动模化区,则模型的不必与原型的相等。达到多大才进人第二自动模化区呢通常可以找出模型内某两点之间的压力差和流速,求出欧拉数Em,不断改变风量,当Ew不随变化为定值时,对应的即为第二自动模化区临界雷诺数,通常可以取试验时的雷诺数为原型的一半,可以使试验取得满意的成果。

  2.2模化试验台与试验研究利用透明的有机玻璃,采用10:1比例制作了甲侧电除尘器的模型,建立了电除尘器气流场模化试验台,试验台由除尘器前烟道、渐扩烟箱、三角烟箱、进口喇叭、多孔气流均布板、壳体、集尘板、出口喇叭、出口烟道、风量调节蝶阀、引风机、弧形导流板和渐扩导流板、三角烟箱导流板等组成,实物见。弧形导流板、渐扩导流板、三角烟箱导流板的布置位置见。为满足不同试验工况,弧形导流板、渐扩导流板、三角烟箱导流板为可拆卸式的。

  在电除尘器人口断面的高度方向上设了7个测孔,每个测控在进深方向均匀设置10个测点,共70个测点,风速测试采用ZRQF-D型热球风速仪。通过调整风量调节蝶阀,使运行工况满足模化条件,然后逐点测试风速。试验中测试了4种工况下的风速数据:无导流板、设1组导流板(弧形导流板)、设2组导流板(弧形和渐扩导流板)、设3组导流板(弧形、渐扩导流板、和三角烟箱导流板)。4种工况的风速测试结果分别见(a)、(b)、(c)、(d)。由可以定量看出:无导流板时,测点15处(人面向人口时的右侧)的速度明显高于测点610处(人面向人口时的左侧)值,而且测孔1 7之间的速度差别没有测点110之间的速度差那么大,说明因为人口前烟道布置不合理,导致气流向右偏斜。从还可看出,设置导流W无导流板(b)设弧形导流板d=0.61(c)设弧形和渐扩导流板(T=0.48(d)设弧形、渐扩和三角烟箱导流板  用除尘器人口断面速度的均方差作为人口平面气流分布均匀程度的函数:――除尘器人口断面上网格速度的算术平均值,m/s.越小说明除尘器人口断面上气流分布越均,对除尘越有利。

  经过计算,无导流板、设1组导流板、设2组导流板、设3组导流板4种工况下,除尘器人口断面上实测速度均方差ff分别为83、0. 0.47.虽然设3组导流板工况的速度均方差最小,但是速度均方差只比设2组导流板工况的略小,优势不明显。另外,经现场勘查,在三角烟箱内改造施工,有架设脚手架难、焊接工作量大、对原有烟箱内附件影响大等实际困难,同时考虑到降低改造成本,决定采用设2组导流板作为改造方案。

  最后,利用以上研究结果,绘制了改造图纸,实施了改造。

  2.3流型显不试验中,还利用彩色烟雾观察了有机玻璃模型中的流型,设置2处导流板时的烟雾流型情况见(b),无导流板时的烟雾流型情况见(a)。可见,无导流板时,烟雾明显集中于上部,设置2处导流板时烟雾分布更均匀一些。

  0>)无导流板彩色烟雾流型显示3现场试验除尘器性能试验的烟尘采集采用标准认可的“毕托管平行采样法”,在除尘器进、出口同时采样,按重量法计算其除尘效率。测试仪器采用青岛崂山应用技术研究所最新生产的崂山牌应用3012型自动烟尘气测试仪。

  烟气压力测试采用毕托管、U形压力计和应用3012型自动烟尘气测试仪所带微压计进行,烟气含湿量、温度测试采用应用3012型自动烟尘气测试仪进行。

  烟气2测试采用崂山牌应用3012型自动烟尘气测试仪。

  改造前后的现场测试结果表明,对甲侧除尘器前烟道的改造对于提高甲侧除尘器的效率发挥了较为明显的作用。在燃用试验煤种和相应的运行条件下,额定负荷时的除尘效率从改造前的96.99%提高到4结论针对上海某电厂7号炉甲侧电除尘器除尘效率低的问题,通过分析历史测量数据、查阅竣工图,现场勘查、讯问运行人员,初步判断甲侧电除尘器人口气流不均匀可能是造成甲侧除尘器除尘效率低的主要原因。

  使气流均布的简单有效方法是在适当处设置导流板。采用10:1的比例制作了电除尘器模型。根据相似理论,对无导流板、设1组导流板(弧形导流板)、设2组导流板(弧形和渐扩导流板)、设3组导流板等4种工况进行了气流模化试验,并用彩色烟雾显示了流型。综合考虑了4种方案速度均布的效果、施工难易、改造投人等因素,确定采用设两组导流板(弧形和渐扩导流板)方案作为改造方案。

  根据以上研究结果实施了改造,改造前后的现场试验证明,额定负荷时的电除尘器除尘效率从改造前的96. 99%提高到98.91%,取得了较为满意的改造效果。

脚注信息
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