在考量阻力对炉内除尘器选择的重要性时,我们必须认识到过大的阻力会使炉内除尘失去意义。经过对各种除尘器性能的深入分析,本文选用了轴向直流式旋风除尘器作为炉内除尘器的类型。影响轴向直流式旋风除尘器的效率及阻力的主要因素包括进口导流叶片角度、出口直径、稳流体长度,以及分离室长度、灰斗角度和出口长度等。
为了研究轴向直流式旋风除尘器的冷态模拟特性,我们设计了一个实验装置,模拟位于工业锅炉炉膛出口处使用的小型试验台。实验中假设气流和粉末在设备内部经历充分加速,并忽略了效率与阻力的相互作用。
本次实验基于某家锅厂生产的一种DZL型锅炉,将旋风除尘器安装于炉膛出口后拱位置上。这一区域具有2100×2400mm的净尺寸。根据相似与模型化理论,当实物与实验台之间达到第二自相似区时,可以认为模型与实际应用中的阻力系数相同。在本次实验中,Re值已达到了3×104,因此可以认为处于第二自相似区,即实验台上的阻力系数等同于实际应用中的值。
此次试验采用的是冷态模拟方式,考虑到气固两相流理论,它主要涉及两个方面:(1)几何比例(试验装置与真实设备尺寸比为1∶3);(2)Fr准则以及颗粒Stk准则保持一致。
整个系统运行以负压状态运作已知粒径分布的粉末通过灰口进入进风管,在气流量充足的情况下,被加速后穿过进口导流叶片进入旋风筒中。当粉末颗粒受到离心力的作用被分离并落入灰斗内部净化后的气体通过排气管排出,并通过激光测试仪来测定净化后的气体含有的颗粒数量及其大小。此外,由引风机引出流量则通过退出端毕托管测量。而控制速度由调节电机电压实现,从而改变转速以实现控制。
由于采用双纽线入口通道,可认为入口部位无阻碍,因此毕托管读取到的数据即为除了入口损失之外剩余所有损失总和,这些数据用于计算其所需参数,如障碍系数等。
用于此次试验的灰样来自某发电厂采集来的布袋式收集到的粉末。然而,由于环境湿度对粉末密度产生显著影响,使得受潮后形成团聚导致粒径分布发生显著变化,对结果造成误差。在进行前置处理之前,将这些粉末放入干燥箱进行干燥,以确保更接近真实情况,因为实际工况下,微生物也在高温条件下移动故更符合现实情况。
最后,本文还探讨了不同出口直径下的其他因素,如进口角度45°、稳定液长125mm、分离室长350mm及输出长75mm下,不同出口直径对应不同的效果数据显示尽管不同,但最终发现对于提高效率至关重要,而对于减少损耗不那么关键。不过,如果要找到合适且既能满足要求又不会带来额外成本,那么推荐将其设置为约7/10倍这个值,即123毫米,这个设置能够较好地平衡效率和成本需求。
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