脫硫吸收塔工藝仿真計(jì)算系統(tǒng)

上海安世亞太

2021年1月4日 15:28

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編者按

通過三維建模與仿真計(jì)算工具，實(shí)現(xiàn)了脫硫吸收塔的快速精確建模、高效計(jì)算與結(jié)果報(bào)告，幫助工程師進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品研制周期。

概述

脫硫吸收塔是對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行脫硫處理的設(shè)備，采用濕法煙氣脫硫環(huán)保技術(shù)的核心工藝都是在脫硫吸收塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。

通過CFD流場(chǎng)計(jì)算的數(shù)值仿真技術(shù)，可以準(zhǔn)確模擬脫硫過程中的換熱反應(yīng)、相變反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，成為脫硫吸收塔設(shè)計(jì)的重要手段。

▲ 圖1. 常見噴淋式吸收塔示意圖

在脫硫吸收塔內(nèi)，對(duì)煙氣中的有害氣體進(jìn)行化學(xué)吸收。為了強(qiáng)化吸收過程，提高脫硫效率，需要對(duì)吸收塔內(nèi)噴淋層布局，噴嘴形式，除霧器、肋板、煙氣入口和煙氣出口的位置進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，使煙氣流態(tài)、除塵劑霧化除塵效果達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。借助CAE技術(shù)，可以掌握吸收塔內(nèi)真實(shí)的流動(dòng)狀態(tài)，有針對(duì)性的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，縮短產(chǎn)品研制周期。

脫硫吸收塔三維建模與仿真計(jì)算工具

安世中德針對(duì)脫硫吸收塔等環(huán)保設(shè)備，開發(fā)了專用脫硫吸收塔三維建模與仿真計(jì)算工具，實(shí)現(xiàn)了脫硫吸收塔的快速精確建模、高效計(jì)算與結(jié)果報(bào)告。

脫硫吸收塔仿真計(jì)算工具的優(yōu)勢(shì)

■ 三維參數(shù)化整體建模

包含塔外形、塔煙氣進(jìn)出口、噴淋層結(jié)構(gòu)、增效內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)等的基于部件的全三維交互式參數(shù)化建模；模板中的設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算參數(shù)的對(duì)應(yīng)描述。

■ 實(shí)用噴嘴布局工具

可視化噴嘴布局，針對(duì)多層噴嘴布置的圓形噴嘴布局和矩形噴嘴布局算法，詳細(xì)的噴嘴參數(shù)設(shè)置，自動(dòng)生成Fluent腳本文件。

▲ 圖2. 脫硫吸收塔整體三維有限元模型

■ 高度自動(dòng)化的網(wǎng)格化分

極少的參數(shù)控制，生成高質(zhì)量的六面體主導(dǎo)的模型網(wǎng)格。

■ 友好的面向設(shè)計(jì)人員的計(jì)算設(shè)置

數(shù)值計(jì)算本身固化后置于后臺(tái)，工藝設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)置于前臺(tái)。

■ 定制化結(jié)果顯示

根據(jù)實(shí)際要求，可以給出塔內(nèi)不同物理場(chǎng)合不同位置的結(jié)果圖顯示，并可以給出客戶關(guān)注的數(shù)據(jù)信息。

■ 自動(dòng)化生成仿真報(bào)告

后臺(tái)獲取模型、網(wǎng)格、計(jì)算設(shè)置、結(jié)果后處理等參數(shù)，根據(jù)客戶要求，自動(dòng)生成指定格式的仿真報(bào)告。

脫硫吸收塔工藝仿真計(jì)算工具應(yīng)用實(shí)例

脫硫吸收塔工藝仿真計(jì)算工具已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用，被應(yīng)用于某電力行業(yè)設(shè)計(jì)院的脫硫吸收塔工藝仿真設(shè)計(jì)過程。圖3~圖5所示為某脫硫吸收塔內(nèi)部流場(chǎng)的有限元模型。

▲ 圖3. 吸收塔有限元模型

▲ 圖4. 模型局部圖

▲ 圖5. 噴嘴布局工具界面

應(yīng)用脫硫吸收塔工藝仿真計(jì)算工具實(shí)現(xiàn)了該儲(chǔ)罐的快速建模以及在各種設(shè)計(jì)工況下的高效計(jì)算與組合，獲取了溫度、壓力、煙氣濃度、速度等結(jié)果，為設(shè)計(jì)、驗(yàn)算與改進(jìn)提供了依據(jù)，如圖6-圖11所示。