2.2 電改袋式除塵器配套設備
電改袋式除塵器清灰采用脈沖噴吹方式。清灰能力強，運行阻力較低。壓縮空氣氣源由鋼廠內原有的空壓設備提供，不需要設置單獨的壓縮空氣站。壓縮空氣采用冷凍干燥器及氣源加熱設備進行處理，防止糊袋現象的發生。
針對煙塵特性，選擇合適的濾料是電改袋式除塵器成功與否的關鍵問題之一。燒結機機尾煙氣平均溫度在80~150℃，粉塵有一定的磨啄性和粘附性，在燒結機啟動或熟料降溫過程中，煙氣中攜帶的油霧、水汽會影響濾袋的清灰效果，需要采取一定防范措施[4]。針對燒結粉塵的特性選擇經過PTFE 浸漬的滌綸針刺氈濾料，既經濟又可保證濾袋的使用壽命。
3 氣流分布
3.1 氣流組織的要求
電改袋式除塵器的氣流分布主要目的是保證濾袋使用壽命和降低設備運行阻力：
(1) 組織含塵氣流向除塵器每個過濾單元均勻分配和輸送，促使每個過濾單元濾袋的過濾負荷一致；
(2) 控制箱體進口濾袋迎面氣流風速，減小含塵氣流對濾袋的沖刷；
(3) 控制濾袋之間的氣流上升速度，減少粉塵二次附著；
(4) 使通過除塵器的氣流流動順暢、平緩，降低除塵器箱體氣流流通阻力。
3.2 氣流分布的數值模擬
CFD是研究各種流體流動問題的數值模擬方法。CFD以離散化方法建立數值模型，并通過計算機進行數值計算和分析，得到在時間和空間上離散的數據組成的集合體，最終獲得定量描述流場的數值解。具體步驟包括確定物理模型、確定控制方程、建立幾何模型、劃分計算網格、定義邊界條件、給定解控參數、求解離散方程、計算求解和后處理等8個步驟。
幾何模型包括單臺電改袋式除塵器及其進出口管道。采用結構化與非結構化混合網格處理幾何模型，整個模擬過程為等溫過程，流體作定常流動。計算模型選用標準k -ε雙方程模型，采用SIMPLE算法，二階迎風差分格式，近壁面處采用壁面函數法處理[5,6]。
除塵器進口采用速度進口邊界條件，出口采用壓力出口邊界條件，分布板采用多孔介質邊界條件，濾袋采用多孔跳躍邊界條件。
3.3 氣流分布方案
為保證各過濾單元流量分配均勻，在除塵器一側設置導流通道，引導一部分氣流流向下游過濾單元。除塵器內部的氣流流動過程為：含塵氣流從進風口進入除塵器，分流為三個部分，一部分氣流穿過氣流分布板直接進入濾袋空間；一部分氣流在導流板的作用下進入通道；一部分氣流從濾袋袋底空間流向下游過濾單元。經計算，箱體進口斷面流量分配要求如表1所示。
表1 中箱體進口斷面氣體流量分配
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斷面Ⅲ（通道）
氣體流量
25％～30％ |
斷面Ⅰ（濾袋迎風區域）
迎面氣流最大速度≤1.2m/s |
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斷面Ⅱ（袋底區域）
氣體流量25％～30％ |
燒結機機尾粉塵磨啄性強，含塵氣流對濾袋的沖刷作用更加嚴重。為解決這一問題，原第一電場前半部分不布置濾袋，預留空間可對含塵氣流起一定的緩沖作用，減少迎面氣流的沖刷作用。原灰斗擋風板會影響除塵器內部氣流分布，在灰斗內產生繞流，造成除塵器內局部流速過大。重新調整灰斗擋風板，減少繞流現象，使除塵器各過濾單元流量分配均勻。各過濾單元流量偏差要求控制在15％之內。
3.4 氣流分布數值模擬結果分析
采用數值模擬方法計算除塵器內部氣流分布情況，建立幾何模型，劃分計算網格如圖2所示。計算時取除塵器進口風量為18萬m3/h，介質的參數為100℃時空氣的物理參數。濾袋的邊界條件設為多孔跳躍，根據濾料的透氣性及孔隙率計算出邊界條件的參數值。
電改袋式除塵器內部氣流流動狀況如圖3所示，可以看出中箱體內氣流分布基本均勻。輸出除塵器進口斷面流量，如表2所示，濾袋迎面氣流速度值如表3所示。
從計算結果可以看出，箱體進口斷面流量分配滿足要求。靠近導流通道一側，濾袋的迎面風速較大，最大氣流速度為1.05m/s，滿足要求。
輸出各濾袋單元流量，并計算其偏差，結果如表4所示。顯示除塵器內部氣流流線圖，如圖4所示。
分析表4，圖4可知，除塵器下游濾袋單元流量較大，這是因為大部分氣流通過濾袋下部空間直接流向箱體后部，進入下游濾袋單元。改進后的灰斗擋風板使一部分氣流改變流動方向，進入中間濾袋單元，對各單元流量分配起到一定的改善作用。各單元流量分配偏差小于15％，滿足要求。
電改袋式除塵器設計風量為18萬m3/h，實際運行時處理風量可能發生變化，為保證氣流分布滿足要求，分析處理風量為20萬m3/h時除塵器內部氣流組織情況，結果如表5、表6所示。
由表5、表6可以看出，當風量增加到20萬m3/h時，箱體進口斷面及各濾袋單元流量分配可以滿足要求，但斷面Ⅰ最大氣流速度為1.25 m/s。由于前半電場的緩沖作用，到達濾袋表面的氣流速度分布會更加均勻，所以當風量增加到20萬m3/h時，仍可認為除塵器內部氣流分布滿足要求。
