摘要：環隙洗滌器作為第四代轉爐煙氣凈化技術的核心部件，得到越來越多的重視。通過三維建模軟件Pro／E、前處理軟件GAMBIT、流場仿真軟件FLUENT建立三維模型及模型網格的劃分，對環隙洗滌器進行仿真模擬分析，得出結論：模擬結果與數學計算結果相一致，仿真結果有一定指導作用；考慮到除塵效率和流速穩定性問題，最佳行程控制在30—50 mm。

關鍵詞：環隙洗滌器,轉爐煙氣凈化,仿真模擬分析

l 概述

 氧氣轉爐煉鋼是目前世界上最主要的煉鋼方法。轉爐煙氣經過凈化處理后可回收加以利用，煙氣溫度為1450，1650 oC，濕法OG系統在中國具有廣闊的發展空間。自OG法出現以來，先后經歷了“一文二塔”、“二文一塔”、“一文+RD可調二文”，現在已發展到“蒸發冷卻塔+環隙洗滌器”的第四代OG系統。

 環隙洗滌器具有占地少、壽命長、噪聲低等優點，最初在20世紀60年代用于轉爐煤氣除塵。環隙洗滌器結構如圖1所示。其關鍵部件是由文丘里外殼和與之同心的內錐兩部分組成，后者可在文丘里管內由液壓驅動沿軸上下運動，在外殼和錐體之間構成環縫形氣流通道，通過錐體的移動來調節環縫的寬度，即調節環縫的通道面積和氣體的流速，以適應轉爐的不同操作工況，達到除塵和調節爐頂壓力的目的。

 為了獲得較強的截流效應，環縫最窄處的寬度設計得非常小，在此形成高速氣流以保證好的霧化效果，足夠的通道長度有利于液滴的聚合，提高除塵效率。

 通過三維建模軟件Pro／E、前處理軟件GAMBIT、流場仿真軟件FLUENT建立三維模型及模型網格的劃分，對環隙洗滌器進行流場仿真分析，并與數學計算結果進行比較，從而對其性能有進一步的了解。

2 模型的建立、網格的劃分及仿真輸入條件

 通過模擬仿真軟件對環隙洗滌器的內部流場進行分析，首先建立環隙洗滌器流場的三維物理模型，以實驗室實物為原型，將建好的三維模型分別導入CFD仿真軟件前處理軟件GAMBIT中，進行網格劃分。三維模型采用T/d(混合網格)進行劃分，網格單元主要由四面體組成的Tet／Hybrid單元。

本文采用標準的湍流模型進行數值計算。

 除塵器模型仿真時所選用的流場參數如下：流體選用20℃的常溫空氣為實驗物系，空氣的密度為1.164 ks／m3，動力黏度為1．824×10一Pa·s。

 邊界條件：進氣口邊界條件設為FLUENT 6．0中的空氣速度進口；出口邊界條件設為FLUENT 6．0中的壓力出口。

收斂條件：為了確定計算結果收斂，把方程組中各項結果的殘差定為10-3。

3 工程應用

3.1承鋼40 t轉爐工程應用

 承鋼煉鋼廠現有小轉爐4座，原來設計生產能力為20 t，主體擴容后達到40 t，最大鐵水裝入量增值46 t。氧槍改造后，每分鐘最大脫碳速度可以達到0．5％，從而使一次煙氣量增加了近50％，原有的除塵設備能力明顯不足，煤氣在爐外燃燒，車間內部和煙囪排放都不理想。

 2007年4月，承鋼轉爐車間4#轉爐煤氣回收凈化系統進行改造，中國京冶工程技術有限公司負責環隙洗滌器和液壓伺服裝置供貨。該改造工程中環縫洗滌器和蒸發冷卻塔分開布置，屬于塔文分離的配置。

 經過改造后，不但除塵效率提高，而且用水量有所減少，整個系統的阻力損失降低。環隙喉口的調節裝置采用液壓驅動，液壓裝置設在環隙喉口下方，解決了氣流干擾，布水不均、水的霧化和內錐與環隙外殼角度問題，脫水采用擋板脫水器，使得系統阻力損失減少。

3.2 新鋼210 t轉爐工程應用

 2008年6月，環隙洗滌器用于新余鋼鐵有限責任公司三期技改主體區煉鋼工程210t轉爐煙氣凈化及煤氣回收系統，作為轉爐煙氣凈化及煤氣回收系統的煙氣凈化處理成套設備。在這個工程中，環隙洗滌器和蒸發冷卻塔是連為一體的，即塔文一體的配置。

該系統已安裝完畢，轉爐投產后進行調試運行。

4 結論

 1)運用數值模擬軟件對環隙洗滌器的內部流場進行分析，其模擬結果與數學計算結果相一致，因此仿真結果有一定指導作用。

 2)流速控制在80．120 rids時，環縫洗滌器的除塵效果最佳，行程在35～95 mill之間時流速符合要求，但是考慮到流速穩定性問題，行程在30—50衄流流速比較穩定，故最佳行程控制在30—50 toni。

 3)不管是塔文一體，還是塔文分離的配置，第四代轉爐煙氣OG技術由于整體結構單一，操作簡單，維護方便，運行穩定，已經逐步開始取代以前的“兩文三脫”老系統，從目前來看，應該作為我國轉爐煤氣回收系統的主要發展方向。

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