高爐煤氣減壓閥數(shù)值模擬

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1、2013年第41卷第1期流體機(jī)械41文章編號(hào)：1005—0329(2013)01—0041—04高爐煤氣減壓閥數(shù)值模擬楊金梅，幸福堂(武漢科技大學(xué)，湖北武漢430081)摘要：以某新型實(shí)用高爐煤氣減壓閥為研究對(duì)象，建立了三維穩(wěn)態(tài)湍流模型。通過(guò)ANSYSCFX對(duì)實(shí)用新型高爐煤氣減壓閥的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值分析，得到了速度場(chǎng)與壓力場(chǎng)的分布圖，為減壓閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：高爐煤氣；減壓閥；干法除塵；數(shù)值模擬中圖分類(lèi)號(hào)：TH138；TK037文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．O1．009N

2、umericalSimulationofPressureReducingValveUsedforBlastFurnaceGasYANGlin—mei，XINGFu—tang(WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China)Abstract：Anewpracticalblastfurnacegasvalveisstudied，three—dimensionalsteady—stateturbulencemodelisestablished．NumericalanalysisbyA

3、NSYSCFXutilitymodelofblastfurnacegasvalveinternalflowfield，velocityfieldandpressurefieldarecreated，providesatheoreticalbasisforstructuraloptimizationofthevalve．Keywords：blastfurnacegas；pressurereducingvalve；drydusting；numericalsimulation1高爐煤氣減壓閥結(jié)構(gòu)的噪聲(加隔聲罩和消聲器以及管道外消聲材料包扎)和管

4、道振動(dòng)，投入的資金較大，而降噪的效高爐煤氣干法除塵是近幾年國(guó)內(nèi)外普遍采用果不佳。的一種高爐煤氣凈化工藝，干法除塵與濕法除塵某種實(shí)用新型高爐煤氣減壓閥目前用于鋼鐵相比，具有節(jié)水、省電，TRT出力大等優(yōu)點(diǎn)。但經(jīng)過(guò)冶金聯(lián)合企業(yè)中高爐煤氣的干法(濕法)除塵系干法除塵后的減壓閥組產(chǎn)生的噪聲將大于經(jīng)過(guò)濕統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。法除塵后的噪聲，根據(jù)一些工程的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，同級(jí)管道別的高爐，噪聲將達(dá)10～30dB。同時(shí)由于干法除塵是干煤氣，給噪聲的消除帶來(lái)很大的難度¨叫?，F(xiàn)高爐煤氣無(wú)論采用干法除塵或濕法除塵工藝，在TRT不工作時(shí)，都通過(guò)TRT的靜葉轉(zhuǎn)為減壓閥組來(lái)

5、調(diào)節(jié)和控制爐頂壓力。由于此系統(tǒng)安全、可靠，所以一直沿用至今。但是目前的減壓閥組還存在很多的缺點(diǎn)，比如減壓閥組的調(diào)節(jié)元件為閥板，其氣流不均勻，在將高壓的氣體降為低壓圖1實(shí)用新型減壓閥的結(jié)構(gòu)示意氣體時(shí)，所產(chǎn)生的噪聲很大；或者由于氣流的擾動(dòng)從圖可見(jiàn)，新型減壓閥結(jié)構(gòu)主要包括閥體和大，引起的管道的振動(dòng)大；當(dāng)采用半靜煤氣放散閥芯，閥芯位于閥體的空腔內(nèi)，閥體的進(jìn)口端、出時(shí)，減壓閥組的磨損大，其泄漏率增大，因而減少口端分別設(shè)置有用于管道連接的法蘭；其特征在了TRT的發(fā)電量。當(dāng)前，企業(yè)為了解決減壓閥組于：閥體上靠近閥體的進(jìn)口端的部位為環(huán)形內(nèi)凹收稿日期：201

6、2—06—15修稿日期：2012—08—0442FLUIDMACHINERYVo1．41，No．1，2013部，閥芯為雙錐體；閥芯的一端與第一連桿的一端2．2計(jì)算機(jī)模型的網(wǎng)格劃分固定連接，第一連桿的另一端部與曲柄機(jī)構(gòu)的曲模型采用非結(jié)構(gòu)化的四面體單元來(lái)分塊劃分柄的一端部鉸接，曲柄機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的一端穿過(guò)網(wǎng)格，劃分為兩個(gè)區(qū)域，閥芯為實(shí)體域，剩下的為閥體上的旋轉(zhuǎn)軸孔位于閥體外；閥芯的另一端與流體域。左側(cè)的進(jìn)口截面為計(jì)算區(qū)域的進(jìn)口，右滑動(dòng)軸的一端固定連接，滑動(dòng)軸的另一端穿過(guò)軸側(cè)的出口截面為計(jì)算區(qū)域的出口。套，軸套位于閥體的進(jìn)口端部?jī)?nèi)，軸套由支撐架與2

7、．3分析類(lèi)型與計(jì)算域閥體固定連接。當(dāng)高爐煤氣超過(guò)一定壓力強(qiáng)度此模擬采用穩(wěn)態(tài)模型，計(jì)算域類(lèi)型為流體域，時(shí)，氣流推動(dòng)閥芯向出口方向移動(dòng)，氣體從減壓閥參考?jí)毫?atm。進(jìn)口進(jìn)入到閥體內(nèi)，壓力得到釋放；當(dāng)壓力減小時(shí)，2．4物理模型曲柄又推動(dòng)閥芯向減壓閥進(jìn)口方向移動(dòng)直到減壓傳熱模型為恒溫模型，溫度設(shè)定為135~C；湍閥進(jìn)口成為封閉狀態(tài)，以此來(lái)達(dá)到減壓的目的。流模型選為ShearStressTransport，并用標(biāo)準(zhǔn)的壁此實(shí)用新型的減壓閥用于目前鋼鐵冶金聯(lián)合面函數(shù)修正。企業(yè)中高爐煤氣的干法(濕法)除塵系統(tǒng)中，其主k—e模型不能很準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)湍流的開(kāi)始

8、，要任務(wù)是在調(diào)節(jié)(在TRT不工作時(shí))高爐頂壓的而基于SST模型的k—CO模型卻可以很好的解前提下，達(dá)到降噪、減少管道振動(dòng)，使管網(wǎng)運(yùn)行更決這些問(wèn)題，SST模型特別適用于要求高精度邊