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轴向型粗粉分离器的数值模拟及改进

张连升  
【摘要】: 作为火力发电厂中间储仓式制粉系统中的重要设备—粗粉分离器,其结构设计以及分离性能的优劣,对磨煤机的寿命、电耗以及炉内燃烧等有重大影响,因此,粗粉分离器的工作性能直接影响到发电厂的运行安全性和经济性。一个性能理想的粗粉分离器一方面要把合格煤粉随气流输出,另一方面要把大于规定粒度级的过粗煤粉分离出来,返回磨煤机重磨,而不随合格煤粉进入炉膛,以免影响锅炉燃烧稳定性和燃烧效率。 本文对轴向型粗粉分离器内部的气固两相流进行了数值模拟,气相流场采用标准的κ-ε模型,求解方程使用SIMPLE算法;将固相作为离散相体系,采用离散相模型(DPM)的非耦合法追踪颗粒的运动轨迹。 通过对原模型的模拟和分析,发现其挡板下部空间内气流流速较高,颗粒的一次重力分离效果较差。为此,本文对原模型提出了改进措施(即:缩小或取消内锥体下部),并对改进后的模型进行了数值模拟。根据模拟结果可知,分离器结构改进后,其下部有效容积增大,从而降低了分离器下部气流的上升流速,增加了分离器下部一次重力分离效果,提高了分离效率;同时减小了气流对筒体的磨损,降低了分离器内气流的流通阻力。


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