煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵內(nèi)部流場分析及結(jié)構(gòu)應(yīng)力特性研究.pdf

1、本課題屬于國家科技支撐計劃項目《工業(yè)流程泵輸送系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)行節(jié)能策略》(2011BAF14B02)中“大型煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵”課題的研究內(nèi)容之一。
　　 電力行業(yè)作為燃煤大戶，是SO2減排的主戰(zhàn)場，火電廠脫硫自然成為我國控制大氣污染的關(guān)鍵，石灰石/石膏濕法脫硫是應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)，煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵作為火電廠石灰石/石膏濕法脫硫裝置的關(guān)鍵設(shè)備，因此，對煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵的內(nèi)部流場與結(jié)構(gòu)應(yīng)力特性研究，以確保該產(chǎn)品穩(wěn)定、

2、可靠、高效地運(yùn)行，對于火電廠節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。
　　 本文在借鑒前人的方法及經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，主要研究工作總結(jié)如下:
　　 1.簡要介紹了固液兩相流泵的研究現(xiàn)狀，流固耦合力學(xué)在流體機(jī)械中的應(yīng)用與研究進(jìn)展，總結(jié)了煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵的應(yīng)用和發(fā)展情況。
　　 2.對煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵輸送清水介質(zhì)時的內(nèi)部流場進(jìn)行了三維定常數(shù)值模擬，分析了泵在不同流量下不同截面的速度場、壓力場和湍動能的分布規(guī)律。通過對煙氣

3、脫硫吸收塔循環(huán)泵在設(shè)計工況下輸送清水時的內(nèi)部流場的三維非定常數(shù)值模擬，得到了葉輪轉(zhuǎn)動不同時刻的靜壓分布圖，揭示了葉輪在旋轉(zhuǎn)時和蝸殼之間的相互作用是產(chǎn)生非穩(wěn)定性流動的原因;通過對設(shè)計工況下泵內(nèi)監(jiān)測點的壓力脈動進(jìn)行時域和頻域分析，為整個泵的穩(wěn)定性分析提供一定的參考。
　　 3.在水泵試驗臺上對模型泵進(jìn)行了試驗，得到了泵的外特性能曲線，試驗結(jié)果和數(shù)值計算結(jié)果進(jìn)行對比分析:模型泵外特性試驗值與定常、非定常計算的外特性值變化趨勢一致，但是

4、存在一定的偏差;在設(shè)計工況下，非定常計算的揚(yáng)程偏差為+3.15m，效率偏差為-2.99％，定常計算揚(yáng)程偏差為+3.13m，效率偏差為-2.40％，對于本研究的模型泵外特性預(yù)測而言，定常計算預(yù)測值就可以滿足要求。
　　 4.對煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵輸送石灰石/石膏溶液時的內(nèi)部流場進(jìn)行了三維定常數(shù)值模擬，分析了固相顆粒直徑、固相顆粒密度、固相體積濃度、工況的變化對泵內(nèi)速度場和壓力場的影響，初步揭示了煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵內(nèi)部固液兩相流場

5、隨固相顆粒直徑、固相顆粒密度、固相體積濃度、工況的改變的變化規(guī)律。分析了煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵在不同固相顆粒直徑、固相顆粒密度、固相體積濃度、流量時泵內(nèi)固相顆粒在葉輪流道和蝸殼內(nèi)的分布情況以及固相顆粒的運(yùn)動軌跡，總結(jié)歸納了煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵的磨損規(guī)律，并對泵的磨損部位進(jìn)行了預(yù)測，通過預(yù)測結(jié)果與實際運(yùn)行后情況的比對分析，為泵的抗磨設(shè)計提供一定的參考。
　　 5.分析了煙氣脫硫吸收塔循環(huán)泵葉輪背葉片在平衡軸向力和密封方面的作用，通過