項目簡介

某廠脫硫系統采用石灰石-石膏濕法，采用出口直排鋼煙囪，系統不設增壓風機，脫硫系統阻力由窯尾風機克服，風機位于系統前端，脫硫系統正壓運行。運行一段時間后，系統在滿負荷運行中出現阻力大的情況，現場分析可能為二級除霧器結垢，即除霧器葉片表面被漿液或顆粒物覆蓋，造成氣流通道變窄，但在停機后檢查，二級除霧器并無結垢現象，也無堵塞。因此分析為工況滿負荷后，煙氣量超過設計煙氣量，造成二級除霧器流速過大，阻力上升，這僅為推測，為驗證這一推測。對脫硫系統建立三維模型做CFD流場分析，判斷運行阻力異常的原因。

建立模型

根據圖紙建立三維模型如下：

三維模型

注：模型中托盤、噴淋層、超凈除霧器層均做簡化處理。

計算參數及邊界設置

塔入口煙氣壓力1500Pa；塔入口煙氣溫度155℃；塔入口煙氣量716840℃

根據上述表格數據設置邊界參數如下：

入口：速度入口（velocity-inlet），20.13m/s

出口：壓力出口（pressure-outlet），0Pa

壁面：無滑移邊界條件，標準壁面函數，對流散熱系數5W/m2·K。

流體屬性：飽和濕空氣，其物性（密度、粘度和比熱等）由UDF定義，隨煙氣溫度變化，忽略液滴/液膜對氣相流場的反作用。

傳熱設置：以塔體內噴淋域的吸熱反應來模擬漿液與煙氣的傳熱。

考慮到煙囪內產生旋流，湍流模型采用realizable k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用Simple算法，對流項采用一階迎風格式。

結果及分析

脫硫塔的模擬運行結果如下：