高炉鼓风系统止回阀节能改造的数值模拟

《高炉鼓风系统止回阀节能改造的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年第42卷第l2期流体机械55文章编号：1005—0329(2014)12—0055—04高炉鼓风系统止回阀节能改造的数值模拟左可，谢建中，罗雨慧，桂其林，郁鸿凌。(1．上海理工大学，k海200093；2．宝LLJ钢铁股份有限公司能源部，一k海200941)摘要：针对高炉鼓风系统止回阀流阻高、能耗高的问题，提出了止回阀节能的改造方案，即对阀瓣加强筋作开流孔与圆角处理。使用了CFD软件模拟阀内流动，分析了流场情况，计算了流体流经阀门的压力损失，初步探讨了改造后的止回阀的节能潜力。关键词：止回阀；改造；数值模拟中图分类号：TH13

2、7．3文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2014．12．012NumericalSimulationofEnergySavingofCheckValveforBlastFurnaceSystemZUOKe，XIEJian．zhong，LUOYu．hui‘，GUIQi．1in，YUHong—ling．(1．UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．DepartmentofenergyofBaosteelIro

3、n＆SteelCo．Ltd．，Shanghai200941，China)Abstract：Focusedonthesolutionsofhighresistenceandhighenergyconsumptionofthecheckvalveinablastfurnacesys—tem．Buildingorificesontheribsorroundingtheribswasprovedtobehelpfulinreducingtheflowresistanceofthecheckvalve．Analysisoftheflowfiel

4、dandcalculationofthepressurelosswerecompletedbyusingtheCFDsoftwarestosimulatetheflowinthevalve．Thepotentialenergysavingofthemodifiedcheckvalvewasprospected．Keywords：checkvalve；modification；numericalsimulation1前言于这种防倒流的偏心设计，止回阀无法达到100％的开度。止回阀最大回转角度为55。(此时某钢炼铁厂装备4座高炉，备有5台

5、高炉鼓即最大开度70。)，正常运行时阀瓣保持70。的开风机，单台由功率为48000kW的同步电动机驱度。为达到工程强度，回转轴与阀瓣问装有6个动，采用4用1备运行模式，向4座高炉全年连续加强筋。送风。整个鼓风站的电能消耗约为每年10亿度，自动类止回阀要安全地实现逆止功能，阀瓣约占到公司的总电耗10％，是名副其实的耗能大倾角(最大开度)不可轻易更改。为降低其流动户。在高炉鼓风机的出口管道上，为防止出口管的局部损失，根据阀体腔内流场分布对阀芯的加道的气流的倒流而设置了保护用止回阀。流体流强筋作开流孔处理，对筋的迎、背风面进行合适的经阀腔结

6、构元件时，流动层分离，形成涡流、剧烈圆角处理，使流体绕流的截面符合流线型_2J。近紊乱和发热等，造成阀腔内压头损失，对鼓风机的年来，科研人员开始趋向于使用计算流体(CFD)能耗影响为0．3％～0．75％，电耗损失达300多软件对复杂流动情况进行数值模拟。CFD较之万度。如图1所示，该止回阀系偏心、倾斜式、带实验方法，它的优势在于能在十分低的成本下测阻尼缸与配重锤的自动类蝶阀，其公称直径为试不同的流动状态_3]。本文针对带阻尼缸与配1500mm。当介质停止流动或倒流时，蝶板靠自重锤的倾斜式自动止回蝶阀采用了Fluent14．5身重力和倒

7、流介质作用而旋转到阀座上¨J。由(AnsysInc．，USA)对其阀内流动进行有限体积法收稿日期：2014～08—01；修稿日期：2014—10—0958FLUIDmACHINERYVo1．42，No．12，2014现象十分显著；且通过对PCOZ面的观察，发现阀瓣经改造后的止回阀的流阻系数明显减小。对处的二次流现象严重，如图7所示。漩涡、二次阀瓣加强筋开流孔，可减少过流壁面对流体的摩流现象均为造成流动能量损失的原因m。静擦阻力；对阀瓣加强筋作圆角处理，可以使得绕流压力图显示，轴迎风面附近压力梯度非常大，即压截面更加符合流线型，从而减小

8、阻力。力变化迅速，间接地说明此处的能量损失大。由逆止阀阻力而损失的有效功功率计算式：On~x)^p一1000式中9——流量，in／sAp——压力损失，Pa由此损耗的风机原动机输入功率为：AP：撼0。叼式中叼——风机综合效