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。基于对各种除尘器性能分析,本文选取了轴向直流式旋风除尘器作为炉内除尘器的典型。影响轴向直流式旋风除尘器的除尘效率及阻力的关键因素包括进口导流叶片的角度、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。
为了模拟实际工业锅炉条件,实验装置采用冷态模拟研究位于工业锅炉炉膛出口的炉内除尘器。实验中假定气流和灰粒在设备中经过充分加速,并忽略了除了净化后的气流与实物尺寸比例为1:3以外其他影响因素。
本次实验针对某锅炉厂DZL型锅炉特点,将旋风除尘器安装在 炉膛出口后拱上方位置,确保模型与实物尺寸比例符合相似理论要求。在Re数达到第二自模区时,可以认为模型与实物的阻力系数相同。本次实验台已达到3×104,因此可认为处于第二自模区,即实验台的阻力系数等于实际应用时所需值。
整个系统运行以负压方式,粉状灰被通过加灰口引入进风管,并经历充分加速后进入旋风设备。在离心力的作用下,粉末颗粒被分离并收集至灰斗内部,而净化后的气体则通过排气管排出,并由激光测试仪检测其颗粒数量和大小。此外,由引风机引出的流量测量通过毕托管进行计算,以得出设备中的阻力损失并计算其系数。
用于试验中的灰样来自某发电厂布袋式除尘器处理后的产品,以此来近似真实操作环境中的粉末特性。然而,由于空气湿度变化会显著影响粉末密度,我们将粉末置于干燥箱中进行预处理以消减误差。这一步骤考虑到了实际情况,因为工厂环境中的粉末通常是在高温下移动,因此更接近真实情况。
我们还探讨了不同出口直径对于该类型旋风设备效率及阻力的影响,以及如何根据进口速度保持固定值而不受输出管道改变带来的变化。这表明,当输出管道达到一定尺寸后,无论进一步增加或减少,都不会导致大幅变动。当最终确定合适范围时,即取为0.5至0.7倍分离段直径,这里我们的结果显示当设定为123mm(即0.7倍)能同时满足两方面需求——较低阻碍且较高效率。
最后,我们评估了进口导流叶片角度对于这些参数产生最大直接影响的情况,其中一个关键发现是,在60°角时,该设计能够实现极低水平下的50-60Pa块垒压降,同时不需要更换任何部件,从而满足所有条件。此外,我们发现随着这一角度从60°逐渐减小至30°,虽然效率有所提升,但却伴随着约20倍增加的块垒系数;因此,对于避免过高块垒压降而言,不宜采纳太小的一种入口倾斜角。此外,与之类似地,还有一些参数如出口长度也同样具有决定性的作用,但由于篇幅限制未能详细阐述。但总结来说,该技术方案展示了一种既具有有效清洁能力又能保证较低成本维护结构设计理念,为未来工业烟囱工程提供了新的可能性。
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