回转反吹袋式除尘器袋内气流流动特性分析

回转反吹袋式除尘器袋内气流流动特性分析

1灰斗上离心作用自出版以来，反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹袋式反吹气，其特征是复过滤干净的颗粒、抗爆炸的好茎和少负荷。小颗粒漂浮在气体中，气体通过过滤袋进入袋中，粉末被收集在滤袋的外表面（李尚才，1999）。反吹袋式反吹袋式反吹袋采用分环反吹，在过滤袋的径向上形成反吹灰的反吹灰气，反射灰气沿过滤方向的方向形成。反气流在过滤层中形成，气流和颗粒之间的粘度增加，从而从滤袋表面减少，达到澄清灰烬的目的（郝继明等人，2002）。李登宝和噪声研究（1981）的结果表明，反走灰气流应清除袋中积聚的粉末。s-1。当向袋中注入清灰风暴时，反向气流的方向分布直接影响整个袋的气流均匀性，从而达到清灰的效果。然而，袋内反吹气流动规律的研究还没有报道。在本研究中，反吹气袋袋的气流流场在反吹沙袋的条件下解释了反向吹沙袋中的气流流场，为合理确定反吹沙袋的大小提供了依据。2滤袋段外漏,其确定了滤袋距离有外漏图1为回转反吹袋式除尘器反吹清灰时滤袋内气流流动的分析图.图中取沿滤袋长度方向为x轴,原点在袋口中心处,反吹气流从袋口进入滤袋,反吹风量为Q0,滤袋长度为L,袋口初始轴向流速为v0,径向反吹风速为u0.对距袋口x长度处、长度为dx、直径为D的微元体应用能量方程:12v2xρ+Ρx=12(vx+dvx)2ρ+12v2xρλDdx+Ρx+dΡx(1)12v2xρ+Px=12(vx+dvx)2ρ+12v2xρλDdx+Px+dPx(1)式中,vx为距滤袋口x长度处反吹气流轴向流速(m·s-1);Px为距滤袋口x长度处气体压力(Pa);ρ为气体密度(kg·m-3);λ为滤袋内气体流动阻力系数;D为滤袋直径(m).整理得到滤袋沿途有外漏情况下的能量方程的微分形式:dΡxdx=-vxdvxdxρ-12v2xρλDdPxdx=−vxdvxdxρ−12v2xρλD(2)袋式除尘器反吹清灰时,反吹气流由袋口吹入滤袋中,距滤袋口x长度处的全压作用在滤袋上,以克服粉尘层阻力使粉尘从滤袋上剥离:12v2xρ+Ρx=c2mux12v2xρ+Px=c2mux(3)式中,c2为粉尘层阻力系数(s-1);m为粉尘负荷(kg·m-2);ux为距滤袋口x长度处反吹气流径向风速(m·s-1).将式(3)微分可得:dΡxdx=c2mduxdx-vxρdvxdxdPxdx=c2mduxdx−vxρdvxdx(4)由式(2)和(4)得:c2mdux=-12v2xρλDdxc2mdux=−12v2xρλDdx(5)微元体上气体连续性方程为:dvxdx=-4Dux(6)且vx=Q0-πDx¯ux14πD2(7)则c2mdux=-12ρλD(4πD2)2(Q0-πDx¯ux)dx(8)如果ux变化不显著,可以用x长度上的平均径向风速替代某点处的径向平均风速,即将式(8)中的ˉux用ˉuL代替,并积分得:ux=u0-83λρxπ2D5c2mL2Q20(3L2-3xL+x2)(9)袋口处的u0可用下式计算:Ρ0+12v20ρ=c2mu0(10)P0=Px0-Pext(11)式中,Px0为袋口处袋内的静压值;Pext袋口处袋外的静压值.因为径向风速ux很难实测,为了比较理论模型是否与实验测试结果一致,有必要根据式(6)及式(9),将径向风速转化为轴向风速,如式(12)所示:vx=v0-4D[u0x-λρv204c2mDx2+λρv206c2mDLx3+λρv2024c2mDL2x4](12)3实验与研究3.1实验模型和原理袋式除尘器反吹清灰过程的径向反吹风速难以测定,但根据理论推导的轴向风速与反吹风速的关系,可以通过实验测定出轴向风速的分布,得出反吹风速分布实测结果.这样通过测定滤袋上均布各点的动压和袋口处的静压就可以确定在一定粉尘负荷下反吹风时滤袋内气流轴向流速的分布情况.实验模型如图2所示.实验采用圆形滤袋,而实际回转反吹袋除尘器滤袋一般为梯形袋,可将梯形袋按当量直径的方法换算为圆形滤袋.实验所用滤袋为直径100mm、长6000mm的玻纤滤袋,粉尘为水泥.实验时,首先发尘到一定粉尘负荷,然后通过反吹风机向袋内注入清灰气流,并立即读取安放在6个测点的压差传感器,读取轴向风流的动压值,换算成轴向风速,即获得规定粉尘负荷和反吹流量条件下反吹气流轴向风速沿滤袋长度的分布情况.3.2轴向风速分布理论的验证图3是反吹风轴向流场的理论值与实验值的比较图.从图上不同入口风量、不同粉尘负荷下的轴向流场的理论与实验结果的比较可以清晰地看出,理论结果与实验结果吻合较好,说明理论推导出的ux表达式可以较好的描述径向风速沿袋长的变化规律.既然,实测结果证实轴向风速分布理论模型较准确,就可以根据式(11),通过轴向风速分布理论计算式得到径向风速沿袋长的分布情况,如图4所示.从图上可以看出,粉尘负荷低、反吹流量大时,反吹风气流分布极不均匀,袋口上部分风速下降很快,以后随距袋口距离的增加逐渐平缓.粉尘负荷越大,轴向风速越趋于直线,反吹风速沿袋长分布越均匀.这是由于反吹清灰时,反吹气流要吹落滤袋上的粉尘,气流携带能量必须大于粉尘层阻力即12v2ρ+Ρ0≥c2mu.粉尘层阻力c2mu大、反吹风速u小时,滤袋中类似一个静压箱,从而沿滤袋长度方向上,反吹风速接近均匀;粉尘层阻力c2mu小、反吹风速u大时,由于沿轴向阻力压力损失较大,造成气流在轴向运动过程中能量变化程度较大,因而离袋口越远反向气流越小.3.3反吹气流速度分布在工程实践中,反吹分速分布均匀,滤袋口与滤袋底部气流对粉尘的剥离力相差不大,就可以保证较好的清灰效果.理论分析表明,反吹风速的均匀程度与滤袋长度、直径、粉尘负荷及反吹风量等有关.由式(9)可以得到,滤袋最大反吹气流速度发生在滤袋入口处,即u0,最小反吹气流速度则发生在滤袋末端,即uL.反吹气流速度沿袋长方向变化不大时滤袋整体的清灰效果较好;如果差别过大,则有可能在滤袋口处清灰过大、而滤袋末端还没有清灰,造成清灰效果不佳.由式(9)知,袋口最大径向风速与袋末最小径向风速与滤袋平均径向风速的比为:u0-uL¯uL=8λρ3c2mπ2D5Q20LQ0πDL=8λρQ0L23c2mπD4=2λρv0L23c2mD2(14)式(14)能够较好的反映径向风速分布的均匀程度,将此式计算结果定义为反吹风速分布不均匀性系数.对式(14)分析不难发现,其值的大小在粉尘负荷一定条件下,只与滤袋的长径比有关.因此,为了保障不均匀性系数在较小数值内,必须保证长径比控制在一个适宜的范围.根据实验测试结果可知,在粉尘负荷m为3kg·m-2、平均反吹风速为3.5m·min-1的条件下,若需保证不均匀性系数不大于10%,则长径比必须小于30.4反风速径向风速分布的基础研究1)理论推导出了回转反吹袋式除尘器反吹清灰气流袋内轴向风速分布式和径向风速分布沿袋长的分布计算公式.对不同反吹风流量、不