煙氣脫硫泵是火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，主要用來輸送一定濃度的石灰石/石膏固液兩相流體。由于脫硫泵的運行環(huán)境惡劣，輸送液體中存在大量的氯離子等其它離子，pH值介于5~8之間，介質(zhì)溫度在之間，會對構(gòu)成脫硫泵過流部件的金屬造成腐蝕。泵內(nèi)部流動為復(fù)雜的兩相流動，兩相流會對過流部件造成磨損。這些因素嚴(yán)重影響了脫硫泵的使用壽命，從而制約電廠的正常運行。

本文基于固液兩相流基礎(chǔ)理論，應(yīng)用Fluent軟件提供的多相流模型，對某電廠TLB350-560型脫硫泵內(nèi)部兩相流動進(jìn)行了綜合分析。通過數(shù)值模擬揭示了泵內(nèi)固體顆粒的分布和運動規(guī)律；根據(jù)顆粒分布和運動軌跡，揭示出該泵的主要磨損部位并與實際運行進(jìn)行了對比。

一、基本假設(shè)

電廠煙氣脫硫系統(tǒng)中，脫硫泵輸送的漿液主要有石灰石漿液、石膏漿液、濾液水等其它液體，TLB350-560型脫硫泵主要用來輸送一定濃度的石灰石漿液。選取石灰石漿液為研究漿體，為進(jìn)行流道內(nèi)固液兩相流動的數(shù)值計算，東莞南方水泵作如下假設(shè)：

1)兩相流中固相顆粒物質(zhì)全部為CaCo3；

2)流體相為連續(xù)不可壓縮相，顆粒相也為連續(xù)介質(zhì)，各相的物理特性保持常數(shù)；

3)顆粒相為球形、粒徑均勻，不考慮相變；

4)采用多重參考坐標(biāo)系（MRF)，分別建立同葉輪旋轉(zhuǎn)的動坐標(biāo)系和固定在蝸殼上的不動坐標(biāo)系。

二、Mixture模型

Mixture是一種簡化的多相流模型，可以用來模擬相之間存在滑移速度的多相流動，但是假定了在短空間尺度上的局部平衡。相之間的耦合應(yīng)當(dāng)是很強的。可以用來模擬泵內(nèi)固液兩相流動。

三、廣東南方水泵計算區(qū)域及網(wǎng)格

TLB350-560型脫硫泵主要設(shè)計參數(shù)為：設(shè)計流量Q=2440m3/h，揚程H=40m，轉(zhuǎn)速n=990r/min，葉輪為開式，葉片數(shù)Z=6，有背葉片。葉片和背葉片利用Pro/E軟件分別造型。對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的實體采用適應(yīng)性強的混合網(wǎng)格分別對葉輪和蝸殼流道進(jìn)行劃分。圖1為葉片及背葉片實體圖。圖2為計算區(qū)域網(wǎng)格。

四、邊界條件

進(jìn)口條件：假定進(jìn)口速度在軸向均勻分布，顆粒相與液相之間均勻分布，等于固體輸送濃度。流速由流量與進(jìn)口面積的比值確定。

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