下降管内热质传递的数值模拟及结构改进分析

为了研究气化炉激冷室下降管内气液两相的流动特性,对下降管内热质传递过程进行模拟研究。通过VOF模型捕捉气液界面变化,采用蒸发冷凝模型计算相变传质速率,采用Rossel and辐射模型获取辐射作用对气液两相换热的影响,研究了下降管渣口型式及内径改变对下降管气液两相的影响。结果表明：高温气体从下降管进口到出口,温度逐渐下降,液相沿下降管形成一层液膜,且液膜厚度逐渐减小;渣口型式从宝塔型变为阶梯型后,下降管内径增大,下降管内高温区域相对增大,进口处的温度梯度减小,上下部分液膜厚度差略大;负荷越高,下降管内高温区域越大,出口温度也越高。     

不同充气条件下密相输运床返料系统气固流动数值模拟

采用计算颗粒流体力学对密相输运床返料系统内的气固流动行为进行了数值模拟,分析了曳力模型和颗粒最大堆积浓度等参数对模拟结果的影响,确定了合适的模型参数。通过对比3组工况的模拟结果,获得了与实验结果基本一致的立管压力分布和固体循环流率随充气条件的变化规律,并分析了立管内压力梯度分布、气体流动方向、颗粒浓度分布等。结果表明立管充气口处压力梯度绝对值为局部最大值;当立管充气口气量为零时,会使充气口上方一段距离的压力梯度绝对值较小;充气量增大到一定值时会在充气口附近形成明显的气泡。当缺少立管高位充气时,会导致立管下部区域形成大的压力梯度,增加颗粒下落阻力。充气松动颗粒的作用仅对充气口附近区域有一定影响,更大的作用是在立管内形成均匀的压力梯度分布,使立管内气固流动状态保持上下一致。在制定充气方案时,应根据固体循环流率确定立管压降,补充合适气体量以维持气体下行速度均衡,使得各段的平均压力梯度相同。     

不同充气条件下密相输运床返料系统气固流动数值模拟

采用计算颗粒流体力学对密相输运床返料系统内的气固流动行为进行了数值模拟,分析了曳力模型和颗粒最大堆积浓度等参数对模拟结果的影响,确定了合适的模型参数。通过对比3组工况的模拟结果,获得了与实验结果基本一致的立管压力分布和固体循环流率随充气条件的变化规律,并分析了立管内压力梯度分布、气体流动方向、颗粒浓度分布等。结果表明立管充气口处压力梯度绝对值为局部最大值;当立管充气口气量为零时,会使充气口上方一段距离的压力梯度绝对值较小;充气量增大到一定值时会在充气口附近形成明显的气泡。当缺少立管高位充气时,会导致立管下部区域形成大的压力梯度,增加颗粒下落阻力。充气松动颗粒的作用仅对充气口附近区域有一定影响,更大的作用是在立管内形成均匀的压力梯度分布,使立管内气固流动状态保持上下一致。在制定充气方案时,应根据固体循环流率确定立管压降,补充合适气体量以维持气体下行速度均衡,使得各段的平均压力梯度相同。     

气化炉下降管损伤原因分析及应对措施

通过对下降管内温度分布、气化炉内反应机理等方面分析,发现下降管损伤的原因主要是冷却水量不足、炉内产生振动、投料负荷过大或投料液位过高、渣口和下降管挂渣等.根据不同的原因,提出了应对措施,从而延长了气化炉的运行周期.     

泄爆条件对预混H2/空气燃爆特性影响的数值模拟

为研究泄爆口处破膜压力对管道内可燃气体燃爆特性的影响,基于大涡模拟（LES）和Zimont燃烧模型,在泄爆口不同破膜压力条件下（0.1MPa、0.3MPa、0.5MPa、0.7MPa）,对预混H₂/空气燃爆过程开展三维数值模拟。结果表明：在大长径比管道内,由于管壁作用、声波震荡作用及火焰的不稳定性,各工况条件下火焰传播速度曲线存在3个波峰、2个波谷;除破膜压力为0.1MPa工况外,泄爆口开启产生减速效应,使各工况条件下的火焰传播速度相比于密闭管道均下降;各工况的管内压力在泄爆口开启后整体呈下降趋势,且泄爆口的破膜压力越小,管内压力峰值越小;对比密闭管道,各工况的压力上升速率均有不同程度的降低,爆炸强度减弱,破膜压力为0.3MPa时,压力上升速率的下降幅度最大,泄爆效果最好。     

煤质波动对水煤浆气化炉稳定运行的影响

某公司2016年10月份由于原料煤煤质波动且灰分高达16.6%、灰熔点高达1 480℃,5台在运6.5 MPa水煤浆气化炉同时出现严重堵渣现象,2~#、3~#、4~#气化炉被迫停车,气化炉炉砖冲刷损毁严重,气化炉激冷环与下降管烧坏。分析气化炉渣口堵塞的原因,提出通过监测气化炉表面热偶温度、渣口压差、粗煤气组分、捞渣机工况、主氧阀开度等判断气化炉渣口堵塞的状况及需采取的预防措施,以保证气化炉的安全、稳定、长周期运行。     

壳牌气化炉渣口堵的原因及预防措施

随着我国经济社会的不断发展,工业技术也得到了快速发展,煤化工行业得到了一定进步。我国在壳牌气化炉的设计、安装、运行等经验技术上也取得了不断发展。本文介绍了气化炉渣口堵渣的多种原因,针对渣口堵渣的问题进行分析,并且对于渣口堵渣现象提出相应的解决措施,目的是更好地解决当前气化炉的渣口堵渣问题,保证气化炉能够长期稳定运行。     

干煤粉气化炉下渣口结构的设计及应用对比分析

对干煤粉气化技术发展方向进行了综述,并重点研究了气化炉下渣口结构。通过对比不同下渣口结构的制造、安装、运行、检修的难易程度,以及对不同下渣口结构在运行中可能出现的风险进行识别(水冷壁的磨损、下降管的烧损等),具体对比了两种已应用的气化炉渣口水冷壁与下降管组合结构的优缺点,并给出推荐理由。     

清洁型焦炉的温度调节探讨

针对清洁型焦炉在生产中出现的桥管内浇注料成块渣下掉、堵塞吸力口等问题,采取了降低入炉煤挥发分,设计滑动铁板盖住上升管调节砖口,改换桥管内衬为黏土耐火砖等措施,并进行了热工调节和温度粗细调节,对保证焦炉温度均匀稳定,焦炉达产、稳定高产,延长其使用寿命具有现实意义。     

浅析煤烧嘴角度改变对粉煤气化炉运行的影响

介绍粉煤气化炉运行情况,阐述气化炉排渣特性及二氧化碳工况气化炉渣口堵渣问题,对比煤烧嘴角度改变前、后的运行状况和运行效果,针对煤烧嘴角度改变后的运行风险,提出相应控制措施。     

Y形气-液顶吹喷枪流型及两相流混合特性实验

贫化电炉气液顶吹喷枪是一种独特的垂直下降管,其一端Y形通入气液两相,一端直接通入熔池中进行喷吹作业。本文采用多相流水模型模拟仿真的实验手段进行了定量分析,结果表明：不同于传统的垂直下降管,这种顶吹喷枪的管内流型受气液相间压差的影响,产生了一种由环状流过渡为泡状流的流型,不同流型的分布区域与压差的大小有关并且稳定存在;在支管与主管的交叉区域,对于不同的气液比存在3种气液混合相分界面,并各自产生不同的流型;浸没式顶吹气泡群形态在不同的管内流型驱动下有较大差异,表现在深度及宽度两个方面,并证明了气液比为2～5间的生产效果是最佳的。     

模拟分析小颗粒对T型管的冲蚀

T型管道在天然气输送中较为常见的管件,气体在管道内流动时流向会发生改变导致气体直接冲击管壁,此时气体内夹带的微小颗粒也会冲击管壁,形成冲蚀降低管道输送的安全性。为了充分了解颗粒对管壁冲蚀影响,以两端为入口,一端为出口的T型管为研究对象,利用FLUENT模拟不同流速下产生的冲蚀情况。在T型管的一个入口端注入小颗粒并且保持入口条件不变,另外一个入口端不加颗粒而改变气体的速度来观察产生冲蚀的情况。结果显示改变无颗粒进气端的速度会对冲蚀的位置产生影响,同时冲蚀的程度也会产生一些变化。对比分析在不同气体流速下管道内压力云图、速度云图和流线图,来揭示颗粒的运动规律进而说明气体流速对于颗粒对于管壁冲蚀的影响。为实际生产中确定管道危险位置提供依据。     

热回收焦炉桥管和集气管烟气流动特性的研究

针对某热回收焦炉桥管和集气管存在的问题,建立数学模型,利用CFD数值模拟软件,对管内的流动传热进行分析研究,结果表明,在集气总管尺寸固定、集气支管保温效果良好的情况下,应尽可能增大集气支管内径,以平衡各炭化室对应桥管的吸力,进而增大集气支管末端炭化室所供烟气体积流率。     

热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能

为了研究热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能,在一内径为50 mm、高800 mm床内充以多孔填料,内插一根φ16 mm×2 mm的水-不锈钢热管的固定床反应器中,用并流向上的热水和氮气进行传热试验研究.研究结果表明：传热量随气相速度u_g增大而增多,在气相速度达到某一数值后,气相速度对传热的影响不显著;并采用最小二乘法拟合得到了试验条件下固定床鼓泡反应器床层与热管加热段管壁之间传热系数的经验计算式.所得到的方程得到了热模试验的验证.     

Transient analysis of gas flow in a straight pipe

In the present work, numerical simulation has been done to analyze transients in gas flow and pressure in a horizontal straight pipe. For a single gas pipeline, eight representative cases corresponding to different causes of transient behaviour are simulated to predict unsteady state flow and the evolution of pressure profiles. The numerical results show that depending upon the pipe dimensions and operating variables such as pressure and gas flow rate, transient effects in the pipeline may last for a long time and/or over significant length of pipe. The simulations predict an initial surge in gas flow rate greater than the final steady‐state value if the pressure drop across the pipe is increased. Similarly, initial flow rate may decrease below the final steady‐state value if the pressure drop is decreased. In case of complete closure of a valve, oscillations in both pressure and mass flow rate are observed, which gradually decay and the steady state conditions of no flow are ultimately achieved. The present results are compared with a published work from the literature. A reasonably good agreement is found between these two predictions. The present study is of practical significance in safe design and operation of a gas delivery system.     

硫酸-氨管式反应器造粒技术及其应用实例

介绍了硫酸-氨管式反应器造粒技术及工艺,重点阐述了尿基复合肥装置采用硫酸-氨管式反应器技术进行装置改造的情况及试生产运行情况。改造后产品质量提高,生产灵活,成本下降,吨产品燃煤耗由原来的37.5kg降至18.6kg,且无废水、废渣外排,尾气达标排放。     

发生炉煤气站煤气放散系统与相关安全设计

本文就发生炉煤气站煤气放散系统及其规范设计要求进行了简要阐述,对煤气放散系统放散管通径和放散高度的合理设计进行了分析探讨,并结合煤气放散引发的几个事故案例,对与煤气放散系统相关的设备及管道系统的安全设计进行了系统分析,同时指出煤气放散系统对维持发生炉煤气站的安全生产至关重要,煤气放散系统及相关设备的规范设计应该受到设计人员的高度重视。     

基于BP神经网络的不凝性气体对脉动热管传热影响的分析

不凝性气体的存在会影响脉动热管的传热性能。本文以去离子水和聚丙烯酰胺（PAM）溶液为工质,搭建了脉动热管半可视化传热性能实验系统,研究了不凝性气体的存在对脉动热管传热特性和运行特性的影响;通过建立BP神经网络模型,在不同不凝性气体压力条件下,对脉动热管传热热阻做出了回归预测,并进行了验证。结果表明：不凝性气体的存在会恶化脉动热管的传热性能。随着加热功率的增加,在不同不凝性气体分压力条件下的热阻呈现下降趋势。而随着不凝性气体分压力的增大,工质的蒸发段平均温度明显增大。通过BP神经网络可以对不同不凝气体分压力下脉动热管热阻作出可靠的回归预测,可为脉动热管运行状态的优劣提供判定思路。     

水煤浆气化炉激冷室下降管内流动与传热数学模拟

引　言由于工程经验不足及技术方面的原因 ,煤气化设备经常出现故障而导致工厂被迫停产 ,从而造成巨大的经济损失[1] .而煤气化设备中的核心设备气化炉是易损坏的设备 .经分析 ,气化炉激冷室结构设计不够合理 .本文以水煤浆气化炉激冷室为研究对象 ,采用ｋ ε模型[2 ] 、四通量