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管道阻力的CFD优化控制

发布于:2020-05-11 18:42:11 来自:环保工程/大气治理 [复制转发]

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         1 进气管道形式

窑尾改造运行后存在的最大问题是风机入口负压过大,电机满电流运行,产量提不上去,通过现场检查发现无论磨开或者磨停改造后电袋的设备阻力最大为750Pa,满足合同中小于1000Pa的要求。经过分段检测发现此问题的焦点出现在设备进口阻力过大。磨开时用户压力表1(主管拐弯处)显示压力-1000Pa,压力表2(进气口分布板人孔门处)显示压力-3000Pa,该段进气管道阻力就有2000Pa;磨停时用户压力表1(主管拐弯处)显示压力-1650Pa,压力表2(进气口分布板人孔门处)显示压力-2850Pa,该段进气管道阻力为1200Pa,正常情况下,系统是在磨开情况下运行。

主管道弯头后经左右分风管道进除尘器,该种管道布置形式类似直角三通,阻力产生点肯定在三通管道的汇合点,对于该项目进口管道的降阻方式:一是更改管道,扩大三通对接处的体积;二是管道内加导流板,使用CFD技术调整流场。考虑经济性、整改周期及可操作性,选择按产生较大阻力的磨开工况进行CFD模拟分析增加管道导流板降阻。

CFD模拟结果及分析

模拟数据与实测数据对比

根据实际测试情况,改造后电袋设备本体阻力符合合同要求,阻力的最大点出现在进口管道段,因此计算机模型只体现进口管道及除尘器进气口,如图2所示:

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             2 模型图

模拟数据如下图表所示:



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              3 压力流线图 

在图3中,由箭头处可见,该处范围内流线紊乱,压降明显,是主要的阻力产生点。

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 4 监测面压力图

模型所做监测面与实测位置相同,由监测面压力云图看,监测面上压力梯度变化小,可提取监测面上的单一压力值。

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 5 监测面压力值

由以上各图可知:

由于进口风速较大,除尘器进口分管道与主管道的结构布置不理想,所得相关检测面位置之间的压差较大,i1- i2阻力为1825Pa(i1、i2的选取位置即为实测位置)。表1对比如下(单位:Pa):

1


主管道测点(i1)

进气口测点(i2)

阻力

实测数据

-1000

-3000

2000

模拟数据

1870

45

1825

与平均值误差为9%,模拟结果可作为优化改进的参考数据。

阻力优化

    根据对原始情况的模拟,发现阻力的最大点就是出现在主管道后左右分风的直角三通处,由于该处气流流线十分紊乱,需增加多层导流板整流.整改方案是在不改变管道结构的情况下,通过增加导流局部调整流场降阻。如图6所示。

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6 导流模型图

模拟数据如下图表所示:



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7 压力流线图

增加多层导流板后,图7显示流线紊流情况得到改善,体现在压力降明显减小。

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8 监测面压力图

8监测面压力云图看,两监测面上压力差明显减小。

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9 监测面压力值

以上图分析可知:

    在主管道内直角三通处添加多层导流板后,由图9计算i1- i2两个检测面之间的阻力为808Pa,比初始状态模拟出阻力降低1017Pa,阻力明显降低。说明在不对原管道结构进行更改的情况下,只通过在局部增加导流板,调整气流流场,就能很好的降低局部阻力。

    根据以上分析结果,出具导流板布置图,在现场进行定位添加。如图10所示。

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10 导流板布置图

实际运行后,磨开工况,用户压力表1显示压力-2216Pa,压力表2显示压力-3095Pa,该进气管道阻力为879Pa。与CFD模拟结果误差不大,增加导流板方案对进气管道阻力起到了大幅降低的作用。目前项目整改后运行已两年多,运行稳定。

  • 尹成
    尹成 沙发

    真厉害!!能不能教我一下

    2020-05-20 18:54:20

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这个家伙什么也没有留下。。。

大气治理

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