气流分布装置和模拟试验-泊头市鹏鹤环保机械有限公司

静电除尘器入口管道气流速度一般为10～18m/s，静电除尘器内气体流速仅0.5～2m/s，气流通过断面变化大，而且当管道与静电除尘器入口中心不在同一中心线时可引起气流分离，产生气喷现象并导致强紊流形成，影响除尘效率，为改善静电除尘器内烟气分布的均匀性。0317-8199096

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气流分布装置和模拟试验

　　为防止烟尘沉积。静电除尘器入口管道气流速度一般为10～18m/s，静电除尘器内气体流速仅0.5～2m/s，气流通过断面变化大，而且当管道与静电除尘器入口中心不在同一中心线时可引起气流分离，产生气喷现象并导致强紊流形成，影响除尘效率，为改善静电除尘器内烟气分布的均匀性。气体在进入除尘器处必须增设以导流板、气流分布阻流板。
　　静电除尘器内烟气分布的均匀性对除尘效率影响很大。当气流分布不均匀时，在流速低处所增加的除尘效率远不足以弥补流速高处效率的降低，因而总效率降低。气流分布影响除尘效率降低有两种方式：第一，在高流速区内的非均一气流使除尘效率降低的程度很大，以致不能由低流速区内所提高的除尘效率来补偿；第二，在高流速区内，收尘电板表面上的积尘可能脱落，从而引起烟尘的返流损失。这两种方式都很重要，如果气流分布明显变坏，则第二种方式的影响一般要更大些。有时发现除尘效率大幅度下降到只有60%或70%，其原因也在于此。
　　1、气流分布装置的设计原则
　　①理想的均匀流动按照层流条件考虑，要求流动断面缓变及流速很低来达到层流流动，主要控制手段是在静电除尘器内依靠导向板和分布板的恰当配置，使气流能获得较均匀分布。但在大断面的静电除尘器中完全依靠理论设计配置的导流板是十分困难的，因此常借助一些模型试验，在试验中调整导流板的位置和分布的开孔率，并从其中选择最好的条件来作为设计的依据。
　　②在考虑气流分布合理的同时，对于不能产生除尘作用的电场外区间，如极板上下空间，极板与壳体的空间，应设阻流板，减少未经电场的气体带走粉尘。
　　③为保证分布板的清洁，应设计有定期的振打机构。
　　④分布板的层数，设置越多分布均匀效果越好，虽然层数增多会增加设备的流体阻力，但由于改善了气流的紊流程度会使总阻降低，因此在设计中一般不考虑阻力的增减。
　　⑤静电除尘器的进出管道设计应从整个工程系统来考虑，尽量保证进入静电除尘器的气流分布均匀，尤其是多台静电除尘器并联使用时应尽量使进出管道在除尘系统中心。
　　⑥为了使静电除尘器的气流分布达到理想的程度，有时在除尘器投入运行前，现场还要对气流分布板做进一步的测定和调整。
　　2、导流板
　　图6—68和图6—69所示表明管道截面突然变化和管道方向的突然改变都会引起气流分离，产生蜗流现象和强紊流生成。使用正确设计的导流板能够大大避免这些不利的影响。当气流经过一个急弯或管道截面的突然变化之后，导流板就可以保持气流的形态(见图6—70)。所以导流板的作用不是改变气流形态，而是保持气流分布，维持原有状态。

　　其实，导流板的作用并不是百分之百的有效，在紧跟着导流板之后仍会有一定程度的紊流。不过，只要紊流程度不大，在经过一个短暂的时间后，它们就会衰退下来，因而实际上对操作并无什么影响。为了给气流提供足够的接触面以便使动量向向量的必然变化不致引起强度太大的紊流，使用间距较小的导流板是很重要的。因为惯性力的作用，气流通过较小的间隙时稍有偏斜，而气流流经宏大的空间时，则其惯性将超过导流板的作用。
　　宽间距导流板只能部分地改变气流方向。在每块导流间板都会发生气流分离和紊流。窄间距导流板几乎能使气流完全改变方向而不致发生气流分离和紊流。紧靠着导流板处气流速度形态的微观结构显示出有局部的紊流，不过紊流程度很小，而且由于黏滞力的作用，紊流强度也会迅速衰减的。从导流板所产生的压力降可以看出导流板总的作用效果或导流板的效率的数量关系。
　　静电除尘器的气体进口有中心进气和上部进气两种，为使气流分布均匀，在气流转变处要加设导流装置，力求保持气流原来稳定的流动状态，理想的导流板为流线型，即在其中部较厚，面两端较薄。不过，对于工业系统中常见的较低流速来说，这种改进常常是不必要的，除实验室外，工程实践上极少采用。
　　由于烟气速度不高，可取得较好效果。导流板的间距不宜过大，但太窄易被烟尘堵塞且制板消耗多，通常以不易造成堵塞为好。导流板设于气流改变方向或断面改变处，在静电除尘器进出口，可单独设置或可与分布板组合设置。导流板的形式有多种，除了流线型的形式外还有方格形和三角形。
　　3、阻流板
　　阻流板是用于防止烟气从灰斗穿过的横截挡板。阻流板设在灰斗内，采用铰接。
　　静电除尘器灰斗通常是比较大的角锥形或圆锥形开口容器，位于收尘电极下部，连接于除尘器外壳或箱体上。在正常操作中，气流通过除尘器产生的压力降约为100～200Pa。这种压差会使收尘电极下部的一部分气流偏斜而流入灰斗。为了防止或尽力减小这种不希望发生的气体短路现象，通常在灰斗内设置立式的横截挡板。不过，如果挡板的安装不当，仍会有大量气流从这些挡板底部或侧面通过。此外，在灰斗的其余开阔区中也可能形成大的蜗流。灰斗设计必须考虑几种空气动力学的影响，其中包括柏努利原理的应用、流体分离和蜗旋的形成等。实际设计最好是通过模型试验和对现场除尘器的实际观察。
　　4、气流分布装置的模拟试验
　　为了使气流分布装置满足设计要求，通常对每台静电除尘器的气流分布装置都要进行模拟试验。确定开孔方式、开孔率、分布板层数等技术数据。
　　(1)相似理论基础
　　①几何相似　相似的概念首先出现在几何学里。几何相似的性质，以及利用这些性质进行的许多计算都是大家所熟知的。

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