单入口双进气道旋风分离器内冲蚀特性.pdf

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1、石油学报(石油加212)2016年4月ACTAPETROIEISINICA(PETROLEUMPROCESSINGSECT10N)第32卷第2期文章编号：1001—8719(2016)020289—08单入口双进气道旋风分离器内冲蚀特性王江云，冯留海，张果，毛羽，王娟(中国石油大学重质油国家重点实验室，北京102249)摘要：采用雷诺应力湍流模型、离散相模型和改进的冲蚀模型对一种单入口双进气道旋风分离器内的气一固紊流及冲蚀过程进行了数值模拟，得到旋风分离器内壁面冲蚀速率详细分布规律。结果表明，固体颗粒对旋风分离器内壁的冲蚀主要发生在蜗壳上顶板、蜗壳与简体连接段及排尘

2、口处；在旋风分离器分离空间内，由上至下旋流稳定性逐渐减弱，导致壁面冲蚀速率逐渐增大。与普通单人口旋风分离器相比，在相同处理量时，单人口双进气道旋风分离器内形成的轴对称稳定旋流可以有效减弱颗粒与壁面的碰撞和磨削，从而明显降低壁面摩擦阻力损失和冲蚀速率，有利于旋风分离器的压降降低和长周期稳定运行。关键词：旋风分离器；人口；双进气道；冲蚀；数值模拟中图分类号：TE624文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—8719．2O16．02．009ErosionCharacteristicinaSingleInletCycloneSeparatorWithD

3、oublePassageWANGJiangyun，FENGLiuhai，ZHANGGno，MA0Yu，WANGJuan(StateKeyLaboratoryofHeavyOilProcessing，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract：Thegas—solidmuhiphaseturbulenceflowandwallerosioninasingleinletcycloneseparatorwithdoublepassagewerestudiedbyusingReynoldsstressmod

4、el，discretephasemodelandtheadvancederosionmodeltoobtainthedetailwallerosionratedistribution．Theresultsshowedthattheerodedregionappearedinthevoluteroof，thetransitionsectionbetweenthevoluteandthecylinderandthedustoutletinthecycloneseparator．Intheseparationspaceofthecycloneseparator，thevo

5、rtexstabilitywasweakgraduallyalongthedownwarddirection，leadingtotheincreaseofwallerosionrate．Comparedwiththecommonsingleinletcycloneatthesameprocessload，theaxisymmetricalstableswirlofthecyclonewithdoublepassagecontributedtoweakentheparticlecollisionandcuttingofinnerwall，bywhichthefrict

6、ionalresistanceandtheerosionratedramaticallydecreased．Therefore，withthisflowanderosioncharacteristicthepressuredropcanbedecreasedtoensurethelongperiodoperationofthecycloneseparator．Keywords：cycloneseparator；inlet；doublepassage；erosion；numericalsimulation旋风分离器具有结构简单、设备紧凑、造价低、广泛存在于石油、化工、

7、机械等领域的固体颗粒的维修方便等优点，适用于高温、高压和腐蚀性环境，冲蚀破坏所造成的壁面磨损问题，直接制约了旋风在催化裂化装置内作为油气和催化剂分离的关键设分离器的长周期运行。备，具有非常重要的地位。然而，在实际运行中，对于由固体颗粒碰撞造成的旋风分离器壁面磨收稿日期：2014—01—04基金项目：国家自然科学基金(21106181)和中国石油大学(北京)基本科研基金(KYJJ2012—03—15)资助通讯联系人：王江云，男，助理研究员，博士，从事多相流动与分离、腐蚀及燃烧过程的数值模拟与实验研究；Tel：010—89733293E-mail：wangjy@cu