脫硫泵液固兩相流數(shù)值計(jì)算及磨損分析.pdf

1、本課題系“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“工業(yè)高效水力模型及典型產(chǎn)品開發(fā)研制”(項(xiàng)目編號：2008BAF34810-I)課題研究內(nèi)容之一。
　　 大型脫硫泵在火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，是關(guān)鍵設(shè)備。本文從理論、數(shù)值模擬較全面的分析了脫硫泵內(nèi)液固兩相流動規(guī)律及外特性的變化情況，進(jìn)一步對脫硫泵過流部件的主要磨損部位進(jìn)行了研究，提出結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施及創(chuàng)新設(shè)計(jì)。論文主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1.闡述了液固兩相流理論

2、、兩相流泵的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，兩相流數(shù)值計(jì)算模型的發(fā)展與應(yīng)用。
　　 2.總結(jié)并研究影響脫硫泵性能的因素，主要分析了顆粒屬性、固相體積濃度、變工況等因素對泵外特性的影響。
　　 3.脫硫泵水力設(shè)計(jì)、性能預(yù)測及試驗(yàn)對比研究。對葉輪直徑、出口寬度、出口安放角、壓水室等幾何參數(shù)依據(jù)兩相流泵的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；基于Pro/E軟件建立三維全流場模型，應(yīng)用FLUENT軟件對脫硫泵性能進(jìn)行預(yù)測，并與運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行對比分析，分析發(fā)現(xiàn)

3、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案良好。
　　 4.脫硫泵內(nèi)液固兩相流的數(shù)值模擬。應(yīng)用Mixture模型對脫硫泵內(nèi)液固兩相流進(jìn)行了模擬，分析發(fā)現(xiàn)粒徑、比重、變工況對顆粒的分布影響較大。當(dāng)粒徑增大時(shí)葉片工作面固相濃度增大，隨著比重值的增大，顆粒向工作面運(yùn)動的趨勢越明顯，對葉輪工作面磨損越嚴(yán)重。變工況在大流量時(shí)，會改變顆粒的運(yùn)動規(guī)律，從而減小對葉輪工作面的磨損；
　　 5.液固兩相流對脫硫泵外特性影響的分析。依據(jù)伯努利方程并結(jié)合Report功能分

4、析了脫硫泵揚(yáng)程及進(jìn)出口總壓差的變化規(guī)律，分析發(fā)現(xiàn)增大粒徑、比重、體積濃度均會導(dǎo)致泵揚(yáng)程下降；粒徑增大泵進(jìn)出口總壓差是下降的，比重、體積濃度增大進(jìn)出口總壓差是增加的。
　　 6.過流部件磨損部位預(yù)測與改進(jìn)。應(yīng)用數(shù)值模擬預(yù)測過流部件的主要磨損部位，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行對比分析，在此基礎(chǔ)上對脫硫泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)：①泵前蓋板設(shè)計(jì)成可更換的耐磨套。②增加軸向可調(diào)節(jié)葉輪與耐磨套之間間隙的裝置，保證泵在高效區(qū)運(yùn)行。③采用集裝式機(jī)械密封，密封