基于顆粒受力的旋風(fēng)分離器沖蝕機(jī)理的研究

李 琴，鄒 康，劉海東，李澤蓉

(1.攀枝花學(xué)院，四川攀枝花 617000；2.西南石油大學(xué)，四川成都 610500；3.中石化石油工程機(jī)械有限公司第四機(jī)械廠(chǎng)，湖北荊州 434024)

基于顆粒受力的旋風(fēng)分離器沖蝕機(jī)理的研究

李 琴1，鄒 康2，3，劉海東1，李澤蓉1

(1.攀枝花學(xué)院，四川攀枝花 617000；2.西南石油大學(xué)，四川成都 610500；3.中石化石油工程機(jī)械有限公司第四機(jī)械廠(chǎng)，湖北荊州 434024)

為了對(duì)旋風(fēng)分離器壁面沖蝕磨損機(jī)理進(jìn)行研究，采用RSM模型和DPM模型對(duì)分離器內(nèi)部氣相流場(chǎng)和顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行雙向耦合瞬態(tài)求解，并運(yùn)用自定義函數(shù)對(duì)失效壁面顆粒的受力進(jìn)行研究。結(jié)果表明：常規(guī)旋風(fēng)分離器中容易失效的部位主要是頂部區(qū)域頂面以下25 mm范圍內(nèi)的入口目標(biāo)區(qū)域，筒體部分的局部穿孔以及灰斗底部的沖蝕磨穿。該區(qū)域呈現(xiàn)出明顯的固體顆粒聚集的現(xiàn)象，從單顆粒的受力分析得出，中間粒徑顆粒和大粒徑顆粒在筒體頂端和錐體底部的受力平衡是導(dǎo)致灰?guī)С霈F(xiàn)的主要原因，從而加劇了頂部和灰斗區(qū)域的沖蝕磨損。

旋風(fēng)分離器；氣-固兩相流；沖蝕磨損；顆粒受力；數(shù)值模擬

1 前言

旋風(fēng)分離器廣泛應(yīng)用于氣固分離領(lǐng)域，具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、分離效率高、工藝性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但是在工程應(yīng)用中分離磨蝕性顆粒時(shí)，分離器壁面會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損，從而對(duì)設(shè)備的運(yùn)行造成嚴(yán)重的安全隱患。Hoffmann對(duì)旋風(fēng)分離器壁面沖蝕磨損機(jī)理及提高防磨性能的方法進(jìn)行了研究[1]。劉人鋒等通過(guò)對(duì)FCC沉降器旋風(fēng)分離器翼閥磨損的實(shí)驗(yàn)分析[2]，得出氣體夾帶催化劑顆粒對(duì)壁面的沖擊是造成磨損的主要原因，磨損部位主要發(fā)生在閥板與閥口接觸的橢圓密封面上?！?br>