脱硫系统吸收塔内部流场数值模拟.pdf

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1、第42卷第3期热力发电V01．42No．32013年3月THERMALPOWERGENERATIONMar．2013胱蕊系铣吸收语l勾名p滋惕数值犊扯顾永正，李旭，马士庆中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083[摘要]利用Fluent软件中的离散相模型，对吸收塔内部气液两相流的流场进行三维数值模拟。选用肛e模型作为计算模型，采用Simple算法进行计算。结果表明，改变进气管道对塔内压差影响较大，优化模型可改善塔内流场分布，使塔内气液接触更加充分。在加入喷淋层后，吸收塔上部气体速度变得均匀，塔内总烟气阻

2、力减小。[关键词]烟气脱硫；吸收塔；离散相模型；气液两相流；流场；三维数值模拟[中图分类号]X511[文献标识码]A[文章编号]1002—3364(2013)03—0031—04[DOI编号]10。3969／j．issn．1002—3364．2013．03．031NumericalsimulationoninternalflowfieldoffluegasdesulfurizationabsorberGUYongzheng，LIXu，MAShiqingSchoolofMechanicalElectronicandIn

3、formationEngineering，ChinaUniversityofMining＆Technology．Beijing100083．ChinaAbstract：DiscretephasemodelinFluentsoftwarewasappliedtOconductthree—dimensionalnu—mericalsimulationonflowfieldofgas—liquidtWO—phaseflowintheabsorber．The肛￡modelandSimplealgorithmwereadopt

4、edinthecalculation。Theresultsshowedthat，theoptimizedmodelcanimprovetheflowfieldinsidetheabsorber，makethegascontactwithliquidmorefully．Chan—gingtheinletpipelinehadgreateffectonthegas—liquidmixingdegreeandinternalpressure．Afteraddingthespraylayer，thegasvelocityat

5、topoftheabsorberbecameuniformityandthefluegasresistancedecreased．Keywords：fluegasdesulfurization；absorptiontower；Fluent；discretephasemodel；gas—liquidtWO—phaseflow；flowfield；three-dimensional；numericalsimulation；model烟气脱硫系统吸收塔内气液两相的流动状态直烟气出口接影响塔内压降、除雾效率、气液传质及脱硫效

6、率等参数[j]。图1为某电厂1000MW机组脱硫系统吸收塔结构。烟气由入口烟道进入塔内，然后向上流动在喷淋区与喷嘴喷出的石灰石浆液液滴进行接触烟反应，除去污染物SO。，净化后的烟气经过除雾器将烟气中含有的大部分液滴除去，最后排出吸收塔。本文利用计算流体力学(CFD)通用软件Fluent对图1脱硫系统吸收塔结构烟气脱硫吸收塔流场进行模拟，从而优化流场设计。ThestructureoftowerinFig．1absorptiondesulfurizationsystem收稿日期：2012—1卜20作者简介：顾永正(199

7、1一)，男，硕士研究生，主要研读方向为机械设计及理论。E-mail：guyongzhen9321@126．corn热力发电1模型建立2模拟计算图2为脱硫吸收塔物理模型。原始脱硫吸收塔流体流动遵循质量守恒、动量守恒、动量矩守高43．2m，塔径为19．5m，浆液池高度为10．8m，恒、能量守恒、热力学第二定律，以及状态方程和本除雾器高度为2m，喷淋区域总高度为18．5m，进构方程‘3

8、。该模型主要研究气液两相流，应考虑不气口截面为6m×12m，进气口与水平方向夹角为同流态，如层流和湍流，不考虑热交换和一些化学反15。，出

9、气口截面为8m×16m。设置4个喷淋层，应，故基本控制方程由雷诺平均的N-S方程[4]得出。每层间距2m，第1层到浆液面的高度为12．5m。质量守恒方程：优化后吸收塔的进口改为倒圆角，出口改为倒角。塞+羔(1∥。”i)=0a￡’azi利用Gambit软件建模，采用cooper结构化与四面式中：U；为3个方向的速度分量，m／s；t为时间，S；体非