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2 在原有旋风器结构上增加附加件 实际应用中的系统都比较庞大,采用新的旋风器替代原有旋风器,势必导致工程量和成本比较大。基于这一想法, 很多研究者寻找不改变原有旋风器结构,而通过增加附加部件为提高旋风性能。 由于旋风器对微细颗粒物效率较低,尤其对PM10(粉尘粒径小于10μm的颗粒物)的除尘效率随着颗粒直径减小逐渐降低。也就是说,在旋风器的运行过程中,绝大部分微细粉尘穿透了分离区域,导致对微细粉尘效率下降。A.Plomp等[3](1996年)提出了加装二次分离附件的一种旋风器,见图3示意图。二次分离附件设置在旋风器本体顶部,称之为POC(post cyclone)。 POC二次分离作用是利用排气芯管强旋流作用使微细粉尘受离心力作用向边壁运动,并与挡板相撞后,通过缝隙1掉入挡板下部的壳体中,另一部分即使在一开始没有与边壁相撞,但由于始终受到离心力的作用,在到达POC顶部时,其中也有很大一部分通过缝隙2处而进入挡板与壳体之间的空间,随后由于 POC中主气流的约10%通过缝隙形成渗透流,在渗透推动下,颗粒物被吹出壳体。 洁净网 为了使该种旋风器得到更好的应用和使POC在已有旋风分离器上加装设计最优化,Youngmin Jo[4]考虑到紊流扩散等因素对POC的影响,对一些变量在不同参数范围内给出了两种不同旋风器(Stairmand旋风器, 非Stairmand旋风器)加POC组合的一些试验结果,并对POC模型利用CFD进行了计算,所有试验均在实际生产中投入运行的除尘系统中进行。 研究结果得知,在特定结构尺寸和运行条件下总效率比改进前提高了2%~20%;POC的阻力约为旋风器本体10%,该阻力与渗透气流量无关(在所给参数范围内);对于直径较大的旋风器,尤其在原旋风器性能不是很高的情况下,加装POC的办法对于提高旋风分离的性能很有效。POC装置对3μm以上粉尘分离很有效,对3μm以下的粉尘效果不显著;渗透流量及POC装置的离心力对POC的性能影响显著;采用穿孔 (较小)内挡板可提高分离效率。 洁净网 这种改进方法特点在于增加的能耗小;保养及维修简单;对于已投入使用的分离系统工程改造方便;成本较低。 3 局部结构改进 许多研究者通过旋风器内部气流流动研究认为:旋风器气流速度分布在径向上呈轴不对称或出现偏心。尤其在锥体下部靠近排尘口附近,有明显的"偏心";排气管下口附近,径向气流速度较大,有"短路"现象。气流偏心或短路不利于粉尘分离。 (1)改变进口结构 沈恒根[5]针对旋风器内气流轴不对称问题,将其进口由单进口改为双进口(如图4),通过双进口旋风器内流场实验研究表明,双进口旋风器流场的轴对称性优于单进口旋风除尘器, 双进口旋风器涡核变形小;双进口旋风器内切向速度高于单进口约6%,在准自由涡区衰减也慢;双进口旋风器排气芯管短路流少于单进口。双进口旋风器比单进口旋风器更有利于提高除尘效率和降低设备阻力。 洁净网 针对短路流携尘降低除尘效率的问题,沈恒根等[6]在进口结构中采用了回转通道(见图5),以此降低进入旋风器空间的向心含尘浓度梯度,并对等截面和变截面两种通道形式的气固两相分离进行了分析。指出采用合理回转角度的进口回转通道,可提高旋风除尘器的除尘效率。这种做法从结构上把旋风器的筒体、锥体两段分离变成进口通道、筒体、锥体三段分离。 洁净网
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