高爐煤氣環(huán)縫洗滌器內(nèi)氣液兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬.pdf

1、在冶金行業(yè)中，Bischoff除塵系統(tǒng)以其良好的爐頂壓力控制能力和高質(zhì)量的對(duì)高爐煤氣的洗滌能力被新建的許多大型高爐所采用。加裝Bischoff系統(tǒng)后還便于對(duì)高爐爐頂余壓透平發(fā)電(Top Gas Press Recovery Turbine TRT)的燃?xì)馔钙竭M(jìn)行控制。采用Bischoff系統(tǒng)配合高壓高爐及TRT設(shè)備是比較高效率的搭配，既能提高高爐效率又有利于環(huán)保和節(jié)約能源，對(duì)其內(nèi)部?jī)上嗔鲃?dòng)和阻力特性的研究具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程實(shí)際意義

2、。 了解Bischoff除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵部件環(huán)縫洗滌器的阻力特性是控制爐內(nèi)壓力控制的重要基礎(chǔ)。環(huán)縫洗滌器內(nèi)是一個(gè)高速可壓縮三維流動(dòng)過(guò)程，并伴隨有高爐煤氣和霧化水滴的兩相流動(dòng)傳熱。本文對(duì)高爐煤氣環(huán)縫洗滌器內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了分析，建立了環(huán)縫洗滌器內(nèi)氣液兩相流動(dòng)的一維和三維物理數(shù)學(xué)模型。首先對(duì)用均質(zhì)流模型建立的一維微分方程模型使用四階Runge-Kutaa方法計(jì)算了差壓隨環(huán)縫元件高度的變化情況,以及250mm工況下變流量的差壓情況；然后

3、重點(diǎn)對(duì)三維模型進(jìn)行了研究，在Gambit中對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行多塊混合網(wǎng)格劃分，應(yīng)用Fluent求解器對(duì)該模型進(jìn)行了數(shù)值求解。對(duì)環(huán)縫洗滌器內(nèi)的湍流采用重整化群(RNG)k-ε雙方程湍流模型處理，控制方程的對(duì)流項(xiàng)采用二階上風(fēng)格式進(jìn)行離散，擴(kuò)散項(xiàng)采用線形插值多項(xiàng)式進(jìn)行計(jì)算，速度和壓力耦合計(jì)算采用SIMPLE算法。對(duì)環(huán)縫洗滌器內(nèi)液滴運(yùn)動(dòng)采用Lagrangian離散相模型進(jìn)行模擬，并考慮氣液兩相間的相互影響。求解過(guò)程中，針對(duì)氣液兩相相互作用的理想可壓

4、縮流動(dòng)計(jì)算難于收斂的特點(diǎn)，采用較小的欠松弛因子(ω=0.1~0.2)以及逐漸加大流量的方法保證迭代收斂。 針對(duì)不同煤氣流量、不同環(huán)縫阻力件升程以及不同水氣比條件下環(huán)縫洗滌器內(nèi)的兩相流動(dòng)傳熱過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算，得到條件不同運(yùn)行工況下環(huán)縫洗滌器的流場(chǎng)及阻力特性，并與一維分析模型所得出的結(jié)果進(jìn)行了比較，并總結(jié)出各個(gè)運(yùn)行參數(shù)對(duì)環(huán)縫洗滌器阻力的影響規(guī)律，探討了一維模型和三維模型的結(jié)果差異的原因。最后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析和整理，結(jié)合高爐