基于Fluent对空气幕防腐功能的研究-论文.pdf

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1、第31卷第6期计算机与应用化学Vo1．31，No．62014年6月28日ComputersandAppliedChemistryJune28，2014基于Fluent对空气幕防腐功能的研究郭志平，孟玉刚，周朋飞，张超，张艳锋，郝健美(1．内蒙古工业大学机械学院，内蒙古自治区，呼和浩特，010051；2．山东煤机装备集团有限公司，山东，泰安，271000)摘要：对于化工行业，由于高温烟气在流经换热设备时，温度不断下降，当达到某个温度时，气体中的酸性物质就会液化造成露点腐蚀。这种露点腐蚀会严重影响换热器的使用寿命。借

2、鉴目前国外换热器领域的最新技术，针对化工行业中存在的露点腐蚀技术难题，在流道内增设了空气幕隔板，以在换热板边界层形成空气气墙的方式，达到提高换热板温度的作用，有效地防止露点腐蚀。通过对实际结构进行合理简化的基础上，在影响板式散热器腐蚀的主要部位建立了板式换热器温度场数值计算模型，利用CFD软件fluent对采用空气幕技术的板式换热器壁面温度进行数值模拟，得到了换热器流道的速度场、温度场数据，对比了传统的板式换热器与采用空气幕技术的板式散热器叉流单元与逆流单元的换热效果，研究结果表明空气幕技术可以有效地降低换热器入

3、口处换热板的换热效率，提高换热板的板面温度，显著改善板式换热器的防腐性能。关键词：fluent；空气幕；换热器中图分类号：TQ015．9：TP391．9；06．39文献标识码：A文章编号：1001．4160f2014)06．675—678D0I：1O．11719／com．app．chem201406071引言率，提高换热板的板面温度，有效的防止露点腐蚀a水在一个大气压、湿度为100％时，露点温度为2空气幕技术防腐原理100℃，但烟道内由于烟气中水蒸汽浓度较低，所以水如图1所示，传统结构的空气预热器的壁面温度的露点

4、温度比较低，且容易在低温受热面结露。一般情基本等于冷流体温度tc与热流体温度th的平均值，即况下，水蒸汽的分压在0．O1MPa左右，烟气中的水露点tp=(th+tc)／2。温度在30℃～60℃之间。对于化工行业，当高温烟气或介质在流经换热设备时，温度不断下降，达到水露点温度后，烟气中的酸性物质便会在设备的内壁形成露点，由于液滴是酸性的，会不断地腐蚀液滴处的管壁，造成露点腐蚀。部分冷凝—一鹋游律———-——一液还会以非常细小的雾滴通过烟囱，排放到环境中，这--d·-_●■‘__H_·_■-___·H-·’■h种酸的

5、雾滴通常会在附近环境中大范围内造成酸雨。所Fig．1Generalstructureofheattransferplates以，要求空气预热器除承担换热功能外，还要有效地防图l传统结构的板式散热器止露点腐蚀。在传统条件下，腐蚀几乎是不可避免的，但可以控制和尽可能减缓的。据统计，如果充分利用现显然露点腐蚀主要发生在冷流体入口处(逆流时的有的防腐蚀技术，腐蚀损失可以减少1／5至。热流体出口处)，因为此时换热板的温度最低。不发生露目前有国内企业使用铸铁材料制造板式空气预热器点腐蚀的唯一条件是烟气出口位置的换热板温度高于

6、酸以达到防腐蚀的目的，采用抗腐蚀材料的方法只是增强露点温度在1O℃以上，而不是烟气出口温度高于酸露了空气预热器的抗腐蚀能力，固然可以延长露点腐蚀下点温度10℃。对于普通的空气预热器，如果换热板壁的使用时间，但不能从根本上避免露点腐蚀的产生，露面温度要求不低于77．8℃时，其排烟温度通常不得低于点腐蚀依然存在。而且空气预热器的损坏也不都是露点155℃，否则必然引起低温结露腐蚀。腐蚀造成的，还有许多是由于结露点长期凝结致使烟气如图2所示，采用空气幕技术的平板式空气预热器中的粉尘积累，堵塞了部分气体通道，发生的垢下腐蚀

7、。是在冷流体侧(空气侧)加装了空气幕隔板且与主换热针对化工行业中存在的露点腐蚀技术难题，借鉴目板间隔(1～1．5)mlTl。在此间隔内充满了不流动的空气。前国外换热器领域的最新技术，所以采用空气幕技术来与未采用空气幕技术的空气预热器相比，热流体与冷流实现防腐效果。空气幕技术是使空气在入口端形成体的热量传递过程中增加了空气幕隔板与不流动空气的f1～1．5)mm的滞留空气幕，降低入口换热板的换热效热阻。收稿日期：2013．08—02；修回日期：2014—0416基金项目：科技人员服务企业行动项目(2009GJA400

8、37)作者简介：孟3K~(1988-)，男，山西人，硕士研究生，E—mail：mengyugang@sina．tom联系人：郭志平(1957一)，男，教授，博士生导师，E-mail：121375322@qq．tom676计算机与应用化学由于界面突然变小而造成过多的压力损失。Fig．2Thesrucnlfteofplatheatexchangers曲aircurtain．图