高爐煤氣環(huán)縫洗滌器內(nèi)氣液兩相流動的數(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)后還便于對高爐爐頂余壓透平發(fā)電(Top Gas Press Recovery Turbine TRT)的燃?xì)馔钙竭M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，對其內(nèi)部兩相流動和阻力特性的研究具有重要的學(xué)術(shù)價值和工程實際意義

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)是一個高速可壓縮三維流動過程，并伴隨有高爐煤氣和霧化水滴的兩相流動傳熱。本文對高爐煤氣環(huán)縫洗滌器內(nèi)的流動狀態(tài)進行了分析，建立了環(huán)縫洗滌器內(nèi)氣液兩相流動的一維和三維物理數(shù)學(xué)模型。首先對用均質(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、重點對三維模型進行了研究，在Gambit中對計算區(qū)域進行多塊混合網(wǎng)格劃分，應(yīng)用Fluent求解器對該模型進行了數(shù)值求解。對環(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，控制方程的對流項采用二階上風(fēng)格式進行離散，擴散項采用線形插值多項式進行計算，速度和壓力耦合計算采用SIMPLE算法。對環(huán)縫洗滌器內(nèi)液滴運動采用Lagrangian離散相模型進行模擬，并考慮氣液兩相間的相互影響。求解過程中，針對氣液兩相相互作用的理想可壓

4、縮流動計算難于收斂的特點，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)的兩相流動傳熱過程進行了模擬計算，得到條件不同運行工況下環(huán)縫洗滌器的流場及阻力特性，并與一維分析模型所得出的結(jié)果進行了比較，并總結(jié)出各個運行參數(shù)對環(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)計算結(jié)果進行了分析和整理，結(jié)合高爐