排粉风机内部气固两相流动特性研究.docx

排粉风机内部气固两相流动特性研究李建锋 1 排粉风机内部气固两相流动特性研究 李建锋 1 , 吕俊复 2 , 张 海 2 , 刘 青 2 , 岳光溪 2 ( 1. 中国电力企业联合会科技服务中心 , 北京 100038; 2. 清华大学 , 北京 100084 ) 摘 要 : 采用通用计算流体力学软件 F luen t对某 9 - 26型风机内部气固两相流进行了三维数值模拟 ,模拟结果显示了 风机出口固相浓度的不均匀性 ,与实验测量结果一致 。数值模拟表明 ,风机本身的离心力以及蜗壳内气流的夹带作用 , 导致固体颗粒向风机蜗壳的外侧面 、后侧面聚集 ,该现象可以用于改善风机出口的颗粒分离 。 关键词 : 气固两相流 ; 离心风机 ; 数值模拟 ; 计算流体力学 中图分类号 : TH432 文献标识码 : A Re sea rch on C ha ra c ter ist ic of Pa r t ic le2ga s Two2pha se F low in s ide the C oa l2powder Exha u ster L I J ian2feng1 , LV J un2fu2 , ZHAN G H a i2 , L IU Q ing2 , YU E Guang2xi2 ( 1. Sc ien tific and Techn ica l Se rvice Cen te r, Ch ina E lec tric ity Counc il, B e ijing 100038 , Ch ina; 2. Tsinghua U n ive rsity, B e ijing 100084 , Ch ina) A b stra c t: The p a rtic le2ga s two2p ha se flow in the h igh2p re ssu re cen trifuga l b lowe r of 9 226 typ e wa s sim u la ted th ree d im en siona lly w ith comp u ta tiona l flu id dynam ic s F luen t. The re su lt of the sim u la tion showed the inhomogene ity of p a rtic le concen tra tion a t ou tle t of the exhau ste r, wh ich agree s we ll w ith the m ea su rem en t re su lts. Pa rtic le s en richm en t nea r the ou tside and rea r side of the vo lu te ca sing is cau sed by the cen trifuga l fo rce and the flow en tra inm en t acco rd ing to the sim u la tion p red ic tion. Th is p henom ena cou ld be u sed to imp rove the p a rtic le s sep a ra tion a t the ou tle t of fan. Key word s: p a rtic le2ga s two2p ha se flow; cen trifuga l b lowe r; num e rica l sim u la tion; CFD 1 前言 粉仓 ,细粉分离器的排气 (乏气 ) 以三次风的形式 送入炉内燃烧 ,因三次风中含有 10 % ～20 %左右 超细煤粉 ,将这些超细煤粉分离浓缩后作为再燃 燃料送入炉内还原 NO x,可实施燃料再燃 [ 3 ] 。但 由于这部分气体已经过细粉分离器的分离 ,所以 , 一般的分离器已经很难对其再进行分离 。 另一方面 , 在需要进行气固两相流分离的地 方 ,人们考虑可以采用风机叶轮旋转过程中所产 生的强大 离 心 力 来 进 行 气 固 两 相 分 离 /除 尘 , 例 如 ,郭宏伟 、潘海波等通过实验和数值模拟研究了 风机的除尘效能 [ 4、5 ] 。 因此 ,经过排粉风机叶轮高速旋转所产生的 强大离心力来对三次风进行浓淡分离 ,以便把高 浓度部分送入锅炉作为再燃燃料成为一个可以选 择的方案 。但这需要对排粉风机的出口含粉气流 在目前的 NO x排放抑制技术中 ,燃料再燃技 术是一项很有发展前景的方法 。在再燃燃料的使 用上 ,天然气因其本身不含氮 、灰和硫 [ 1 ] ,因此不 会