工业界CFD：各类湿式静电除尘器躲不开的流场组织方案！
文章摘要
本文整理了湿式静电除尘器（湿电）的总体布置形式和流场组织方案，并分享了运行中可能遇到的问题和处理经验。湿电除尘器可分为一体式设计和分体式设计两大类，其中一体式设计包括顶出和侧出两种形式，而分体式设计则包括“下进上出”和“上进下出”两种烟气走向。文章指出，一体式设计的流场组织相对简单，但有时需要增设孔板以确保流场均匀性
。分体式设计则面临更大的流场组织挑战，尤其是由于场地限制导致的流场恶化和系统阻力损失增加。文章建议，在设计分体式湿电除尘器时，应尽量减少弯头数量，避免锥斗设计，以简化流场组织并降低成本。此外，无论哪种设计形式，烟气出口应尽量从中间引出，以避免烟气偏流问题。作者强调，合理的流场组织对于湿电除尘器的性能至关重要，需要流体工程师根据经验进行详细的优化。
根据湿式静电除尘器相对于湿法脱硫塔设计位置的不同，可将其分成2类，一类是湿法脱硫和湿电除尘一体式设计、另一类是分体式设计。一体式设计为“下进上出”形式，包括顶出和侧出；而分体式设计的烟气走向可分成2种，即“下进上出”和“上进下出”，包括底出、顶出和侧出。针对不同的设计，流场组织方案也有较大区别。
第一类：一体式设计
图1一体式湿除设计（顶出）
图2对比了顶出添加孔板前后的阳极管束入口速度分布结果的对比，流场较为奇怪，可能是扩口外围湍流流动形成的，必须通过孔板消除四周的湍流微团，才能使设备流场分布稳定下来。通过设置1层环形气流均布板并调整各分布板的倾斜角度，可实现流场的均匀分布，阳极管束入口速度相对标准偏差系数（Cv）可达到0.1至0.15。
图2 顶出流场分布
图3是侧出方案及对应的流场组织方案，一般是一层导流板+检修格栅+均匀或非均匀开孔的孔板（这些导流板及孔板布置需要详细的优化调整才能取得较好的效果，极易造成出口侧烟气偏流严重的问题），对于已有项目，如果有现场表现出除尘效果不理想，可能是侧出结构偏流问题造成的，可以采用铺设孔板或散铺封板等方式补救，不过也需要流体工程师根据结合经验详细优化给出封堵措施。
图3 侧出流场分布
第二类：分体式设计
合理的入口烟道设计是下游流场组织的必要条件，设计入口烟道时，应尽量减少弯头数量，方圆变径尽可能设置在上游，保证烟道几何形状越靠近湿电入口越规则。除尘器底部要极力避免锥斗设计形式，一旦设计为锥斗形式，流场组织极困难，往往要配合2层孔板加格栅，对应的造价也会增加，在现在这个行情下，采用这种布置形式去竞标，价格上恐怕没有优势。对于“下进上出”的湿电设计形式，应尽量采用图4中的1和2方案，避免3方案。
图5左侧为入口上气室等压烟道设计形式。同图4下气室设计形式类似，只不过气室在上方，不必考虑污泥斗的存在。当湿电本体入口截面烟气流速分布均匀的情况下，在下气式适当位置设置一层格栅即可实现流场的均匀分布，Cv值一般能够满足小于0.2的技术要求，较好的情况下能够小于0.15。该类型可参照SCR脱硝设计，技术较为成熟，导流板数量较少，能降低材料、设计和施工成本，如果场地足够，可首先这种上气室设计形式。
图5右侧为入口上气室矩形烟道设计形式。若脱硫塔出口为顶出而非侧出时，入口烟道内的烟气二次流现象不明显，只需要在湿电本体入口上气室安装一套密布的斜向导流板，即可实现Cv小于0.2或者0.15。若脱硫塔出口为侧出形式，如图4右侧图所示，还需要在上气室内设置1层孔板和1层格栅，这时基本可保证Cv值小于0.15，较好的情况下，可以实现Cv小于0.1。
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