中高開孔率電除塵器多孔板的阻力特性試驗研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:多孔板對于電除塵器內(nèi)氣流均勻起著重要作用,目前已經(jīng)有一些關(guān)于多孔板阻力特性的研究。但是大部分研究集中在低開孔率、少孔數(shù)的多孔板上,而針對電除塵器內(nèi)使用的中高開孔率、多孔數(shù)的多孔板阻力特性研究較少。該文針對開孔率0.3≤≤0.68,孔數(shù)116≤≤1567,相對厚度0.21≤≤0.5的多孔板進(jìn)行了阻力特性研究,旨在得出多孔板的幾何參數(shù)以及管內(nèi)流動狀態(tài)對阻力系數(shù)的影響。

試驗發(fā)現(xiàn)阻力系數(shù)均隨著開孔率、雷諾數(shù)、相對厚度的增大而降低,開孔率的影響最為顯著,相對厚度次之,雷諾數(shù)影響最小。文中還提出了估計此類型多孔板阻力系數(shù)的表達(dá)式,為今后科學(xué)研究及實際應(yīng)用提供了重要參考價值。

2012年開始執(zhí)行的GB13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，煙塵排放濃度應(yīng)不超過30mg/m3(重點地區(qū)不超過20mg/m3)。電除塵器有著效率高、適用性強(qiáng)、運行費用較低等優(yōu)點，因此一直是國內(nèi)外燃煤電廠治理煙氣的優(yōu)選設(shè)備。

美國約80%左右脫除顆粒物的方式采用電除塵器，歐盟這一數(shù)值約占85%左右，而在日本的燃煤電廠這一比例更高[1-2]。目前在我國90%以上燃煤電站都使用了靜電除塵器[3]。因此，面對日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)以及市場需求，電除塵器在減少煙塵排放、脫除顆粒物方面起著越來越重要的作用[4]。

在影響電除塵器的眾多因素中，電場內(nèi)部氣流分布是極為重要的影響因素之一。而電除塵器內(nèi)部氣流分布一般是通過多孔板(氣流分布板)和導(dǎo)流板進(jìn)行調(diào)整。要達(dá)到較好的氣流均勻性，增大多孔板的阻力是一種簡單的方法。但是電除塵器的阻力往往都有嚴(yán)格的限制，因此研究多孔板的阻力特性非常重要。

由于多孔板應(yīng)用十分廣泛，水污染處理，制冷制熱裝置，氣流均布等均有應(yīng)用[5-7]，因此國內(nèi)外很多學(xué)者都對多孔板產(chǎn)生了很高的興趣。國內(nèi)對多孔板的研究相對較少，且主要集中在其節(jié)流及空化特性上。趙天怡等人[8]以水為介質(zhì)，對厚度為2mm，開孔率范圍為0.04~0.16的多孔板進(jìn)行了節(jié)流特性效應(yīng)因素試驗，結(jié)果表明等效直徑比為影響多孔板節(jié)流特性的主效應(yīng)因素。

韓偉等人[9]探討了開孔數(shù)范圍在16~49，開孔率范圍在0.07~0.2，不同孔口形狀、不同布置方式的多孔板下游壓力的變化情況。Xiong等人[10]利用粒子圖像測速法以及熱線風(fēng)速儀測量了多孔板下游流動情況。Gan等人[11]也做了類似的工作。Tullis[12]研究了不同多孔板的壓降以及下游壓力曲線。Erdal[13]利用數(shù)值模擬研究了多孔板開孔率、孔的布置方式、孔數(shù)以及孔徑等參數(shù)對流動情況的影響。Malavasi等人[14-16]，Macchi[17]

以及Ozahi[18]均對影響多孔板阻力的幾個重要幾何參數(shù)及流動參數(shù)進(jìn)行了研究。其中，Malavasi等人[16]采用開孔數(shù)3~52，相對厚度0.2~1.44，開孔率范圍為0.04~0.52的多孔板進(jìn)行阻力特性研究。

Ozahi[18]針對開孔數(shù)5~26，開孔率0.064~0.331的多孔板，在中等雷諾數(shù)2500~9500范圍內(nèi)進(jìn)行了相關(guān)試驗，總結(jié)出了阻力系數(shù)與開孔率之間的經(jīng)驗公式。Zhao等人[19]試驗時流動介質(zhì)采用水，對2mm厚，開孔數(shù)3~13，開孔率0.04至0.2范圍內(nèi)的多孔板進(jìn)行了節(jié)流特性試驗并提出了估計壓降的經(jīng)驗公式。

Holt等人[20]對孔板節(jié)流及空化效率進(jìn)行了研究，介紹了在無空化現(xiàn)象情況下估計壓降的方法。基于多數(shù)研究者研究多孔板的阻力特性集中在低開孔率，低孔數(shù)范圍，本文研究了中高范開孔率，多孔數(shù)的阻力特性，包括：雷諾數(shù)、孔板開孔率、孔板相對厚度對阻力特性的影響。

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