钢铁车间除尘综合诊断及设计新方法.doc

钢铁车间除尘综合诊断及设计新方法 代洪浪 陈君 梁广 （中冶赛迪工程技术股份有限公司 国家钢铁冶炼装备系统集成工程技术研究中心 重庆市渝北区 401122） 摘要：对钢铁生产过程中产生的粉尘进行有效的捕集及处理，是钢铁企业节能环保研究的重要课题。通过CFD的方法对除尘系统进行模拟分析得出最佳的烟气量，诊断除尘罩设计型式和管网布置以减少投资，减少运行费用并达到更高的环保要求，对设计进行指导。 关键词：钢铁车间 通风除尘 数值模拟 CFD Application of CFD in Dedusting Design of Iron Steel Plant （National Engineering Research Center for Iron and Steel Making Plant Integration , CISDI Engineering Co.,Ltd.,Chongqing Yubei 401122 China） Abstract: How to effectively catch and process dust generated in iron and steel making process is an important subject in the energy reserving and environmental protection research of iron and steel enterprise. Optimum fume amount, diagnose dedusting hood design type and pipe network arrangement can be obtained through simulation and analysis of the dedusting system by CFD method so as to reduce investment, operating fee, reach higher environmental requirement and offer guidance for the design. Key word: Iron and Steel Plant, Ventilation Dedusting, Numerical Value Simulation, CFD 钢铁车间除尘综合诊断及设计新方法 一 引言 随着社会的进步，生产力高度发达的同时，随之而来的就是人类的生存环境日益破坏，其中钢铁企业又是社会的主要污染源之一。在这样一个大的环境要求下，对钢铁企业提出了新的更高的节能环保的要求，我们不得不对现有的除尘系统进行研究和改进。 目前，钢铁车间除尘系统的风量以及除尘罩末端捕集装置的确定大多凭借以往的工程经验，没有系统的理论计算，也难以找出影响除尘效果的关键因素，致使很多情况下不能保证环保和节能的要求。 早在2009年，为了响应国家节能环保号召，改善生产环境，打造洁净钢厂，中冶赛迪即成立研发小组开始了除尘机理和除尘效果诊断方面的研究，经过几年的研究，通过多次对宝钢、八钢、水钢、重钢、以及攀钢现场的除尘系统的现场测试，不断的模拟计算，终于明确了转炉二次除尘和高炉出铁场除尘以及类似高温烟气环境除尘的产尘机理。形成了分别针对除尘系统中的除尘风量计算、效果预判、管网流量分配、问题诊断及除尘罩设计计算5套基于CFD的计算方法。同时，提炼出了多项关键单项技术，如局部工艺布置对除尘效果影响分析等方法。本文将主要介绍除尘风量选取、效果预判、管网流量分配的方法及工程应用实例。 二 CFD简介 CFDComputational Fluid Dynamics）即计算流体力学，是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础上的一门新学科，具有适应性强、应用面广的优点。基本思想是用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替将空间域上连续的物理量的场，如速度场和温度场；然后，按照流动基本方程（质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程）建立这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，通过这种数值计算，得到复杂问题基本物理量（如速度、压力、温度、浓度等）在流场内各个位置的分布，以及这些物理量随时间变化情况。 同时，通过CFD的方法可利用计算机进行各种数值试验，例如，改变相同除尘罩的抽风量，监测空间中的粉尘浓度分布，从而确定出最合理的抽风量，避免了一味的加大风量，造成不必要的浪费。另外，CFD方法不受物理模型和实验模型的限制，省钱省时，有很大的灵活性，能给出详细和完整的数据资料。 三 基于CFD的除尘系统设计方法的提出 除尘风量选取主要依靠经验数据，缺少理论的计算支撑； 除尘系统除尘效果的好坏缺少预判和诊断； 管网难