焦爐煤氣鼓風機的優化設計

李生耀

（山西焦化股份有限公司，山西 臨汾 041606）

引言

鼓風機是焦化廠中以天然氣或煤炭為原料制備焦爐煤氣過程中的關鍵設備，其主要任務是為焦爐煤氣的凈化提供穩定動力。一般情況，可將焦爐煤氣鼓風機安裝于煤氣初冷之后，也可安裝于煤氣凈化流程末端。在實踐生產中，常用的焦爐煤氣鼓風機包括有離心式和容積式兩種類型。據統計表明，焦爐煤氣在生產中的能耗占比較大，其中由于設備效率較低導致無用功消耗較大[1]。因此，進一步提升焦爐煤氣鼓風機的應用效率、擴大其工況應用范圍以及保證其在實際使用中的安全性對于焦爐煤氣凈化工藝具有重要意義。本文將基于對焦爐煤氣鼓風機內部流場分析的基礎上對其幾何結構參數進行優化設計。

1 焦爐煤氣鼓風機內部流場數值模擬分析

本文重點研究對象為離心式焦爐煤氣鼓風機，該型鼓風機的具體參數，如表1 所示。

表1 離心焦爐煤氣鼓風機關鍵參數

參照上述離心式鼓風機的關鍵參數基于Solid-Works 軟件建立其三維模型，從整體上分為進口、出口以及蝸殼三部分。為了兼顧仿真時長和計算精度，合理設置仿真模型的網格數量尤為重要。綜合上述因素，設定離心式焦爐煤氣鼓風機葉輪進口網格數量為283 064，設定焦爐煤氣鼓風機葉輪出口網格數量為228 646，設定焦爐煤氣鼓風機蝸殼的網格數量為1 640 046。

仿真條件設置如下：仿真操作中設定設備的入口壓力為101 325 Pa，溫度設定為20 ℃；葉輪轉速按照其額定轉速計算。……