工业CFD：烧结布袋除尘器局部磨损及积灰问题处理
文章摘要
文章回顾了近五年来冶金行业为达到环保排放标准所做的努力，特别是烧结和球团烟气治理技术的改进。作者分享了自己作为CFD仿真工程师在参与相关项目中遇到的问题和解决方法，特别聚焦于布袋除尘器的设计和优化。文章指出，早期项目中由于缺乏经验，导流板的布置导致了布袋内部积灰和磨损问题。通过调整导流板的设计，如缩短宽度和改变布置形式，解决了积灰问题。同时，文章提醒设计人员在考虑流场均匀性的同时，也要注意积灰特性，尤其是在烧结烟气和生物质锅炉烟气处理中。对于布袋磨损问题，适当的导流板布置可以有效防止局部烟气流速过高，保护滤袋免受损坏。作者的经验分享对于布袋除尘器的设计和改造具有重要的参考价值。
正文
搞环保的小伙伴们都知道，这五年（自2018年）冶金行业为了达标排放真是拼了老命，原来老旧的烧结、球团产生的烟气直接经过多管除尘器之后就排到烟囱给打发了，但这几年又是脱硫又是脱硝又是除尘，半干法脱硫+布袋除尘+SCR脱硝几乎成了烧结/球团烟气治理标配，这一套下来给钢厂都整emo了。
在这一改造大潮过程中，作为工业界CFD仿真工程师，咱也有幸参与了一些项目，不论是曾经做过的还是改造现有项目，遇到过一些问题，也积累了少许经验。 脱硝及脱硫部分暂且不聊（留待后续分析），本篇主要介绍布袋除尘器曾经遇到的问题及解决方法。 图2显示的是布袋内部积灰的问题，毫不避讳的说，这个项目是咱给算的流场，当年也是做的早，市场上还没几家，没有什么参考经验，为了保证布袋内部各仓室风量分配小于5%，并且保证内部流场分布均匀，咱在优化流场的时候，布置了一些导流板，当时是取得了较好的流场分布均匀性，但却忽略了灰分湿度大的问题，导致灰分在导流板倾斜角度较大，宽度较大的区域堆积了部分颗粒，并且越积越多（见图4流场）。找到原因后就好解决了，于是缩短了导流板宽度，在导流板制作上做了部分特殊处理，取消了灰斗内密集布置的导流板，改为其他布置形式（后来咱又改造了几套布袋，发现还真有一些流体工程师步咱的后尘，在此提醒大家了，布袋灰斗内导流板不是越多越好，要考虑的问题很多）。早期做电力行业的布袋除尘流场优化时，不需要太纠结灰分含湿量，可以布置适当的导流板优化气流分布而不用担心导流板积灰结渣，但是烧结烟气和生物质锅炉烟气必须注意这一点，保证流场分布均匀性的同时，也要兼顾积灰特性。 图3是除尘器内部布袋磨损的问题，这个咱基本都是改造现有问题项目。前面说了，布袋除尘器内部导流板不能密密麻麻到处都是，但是也不能完全没有，如果没有，就出现下面所示的问题，布袋内部偏流严重，并且高速烟气带着大量粉尘不断从灰斗冲向滤袋顶部，在顶部龙骨支架处反复冲刷部分滤袋，导致局部破损漏风（见流场图5）。这个是最需要避免的现象，需要布置适当的导流板来防止局部烟气流速过高，同时避免烟气夹带灰斗内部粉尘。 以上是咱做了这几年布袋除尘器流场优化项目遇到的一些主要的问题，有时候设备性能不佳，在确保前期工艺设计没问题的情况下，绝大部分可以从流场角度去解决。
