LYZH型急冷箱数值模拟与结构优化

为适应加氢反应器大型化趋势,开发了集旋流、撞击及挡板分流等功能于一体的LYZH型急冷箱,其结构由上至下依次为旋流冷氢管、冷氢盘、喷射管和接液盘。采用CFD软件对LYZH型急冷箱进行数值模拟研究,结果表明LYZH型急冷箱具有优秀的传热性能及气液混合性能。为使LYZH型急冷箱的性能得到进一步提升,对其结构进行了优化,最优结构的旋流冷氢管中径为2218.9 mm、喷射管直径为526.9 mm以及接液盘到冷氢盘高度为175.4 mm。与原始结构相比,最优结构的传热性能提高7.61%,压力降降低14.4%,LYZH型急冷箱的综合性能得到较大改善。

用黑盒电弧模型的爆炸开关中直流电弧的仿真

爆炸开关是一种由炸药驱动、快速响应、高可靠性的直流断路器,已在ITER、EAST等多种失超保护系统中得到应用。作为一种直流断路器,电弧是决定其换流过程的主要因素,其水下燃弧、熄弧的特性的相关研究是目前此类断路器设计中的空白。电弧动态模型是研究电弧特性的常用方法,当建立的模型与试验过程中所观察到的断路器性能有良好的对应关系时,模型可用于建立爆炸开关的结构设计和换相特性之间的关系,为开关的设计优化提供理论依据。通过分析对比了几种不同的电弧模型,给出了适用于爆炸开关设计过程中的黑盒电弧模型,应用了Parameter Sweeping Strategy,研究了电弧模型中的参数取值规律,并结合试验验证了这种模型的可行性,为中国核聚变工程试验堆(CFETR)失超保护系统中爆炸开关中的研制提供了理论依据。

电石渣制水泥生产线优化升级改造

针对电石渣制水泥生产线出现的水泥窑结圈、预热器结皮堵塞、出篦冷机熟料温度过高、烘干破碎系统断料故障频发、窑尾NO_(X)排放不达标风险等问题,制定了一系列优化改造措施。通过采取合理控制工艺参数,更换窑头燃烧器,新增窑头废气处理系统,将篦冷机一段固定篦床更换为新型急冷充气箱,优化电石渣输送系统,加长、加粗鹅颈管,采用三次风管单路侧旋进风等措施,较好地解决了长期困扰稳定生产的难题,现已实现电石渣制水泥生产线的高效低耗连续运行。优化升级改造后,在窑尾NO_(X)排放<100mg/Nm3的工况下,吨熟料氨水用量下降>50%。

BL型冷氢箱气液两相混合与传热的放大性能计算

采用标准的kε双方程湍流模型和欧拉多相流模型模拟冷氢箱内多组分气体与液体的两相流动、混合与传热过程,对BL型冷氢箱结构进行工程放大性能预测计算。结果表明,BL型冷氢箱具有良好的工程放大性能,混合与传热效果良好,其环状冷氢管、弧形板和导流板结构有利于提高冷氢箱的混合与换热性能。

应对原料劣质化的新型高效加氢反应器内构件技术

介绍了中国石化石油化工科学研究院开发的新型高效加氢反应器成套技术特点及其在劣质化重油加氢工艺装置上的应用效果。相比于原有技术，新型加氢反应器内构件整体物流混合及分配性能优异，液相分配不均度因子仅为0．08，催化剂整体利用率可达95％，扁平化结构可使床层多装300～500mm高度的催化剂；工业应用结果表明，新型加氢反应器内构件解决了劣质化重油加氢工艺装置存在的床层热点及物流分配难题，催化剂床层出口平均径向温差均值仅为5．3℃且允许更大的轴向温升，有利于反应温度灵活调控及装置长周期高效稳定运转。

新型固定床加氢反应器内构件的研究与应用

叙述了抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的固定床加氢内构件,包括内置集垢器、喷嘴式分配器、旋叶式冷氢箱,主要介绍了其结构及工作原理,并且在国内应用的效果。该内构件技术能保证直径3 400 mm柴油加氢反应器的径向温差小于2℃。

新型加氢反应器内构件的研究

在专用的加氢反应器试验装置上,中国石化集团洛阳石油化工工程公司设备研究所开发了新型加氢反应器内构件:ERI型入口扩散器、ERI型和BL型气液分配器、ERI型和BL型急冷箱,并将这些内构件与美国联合油公司开发的UOC型反应器内构件进行了比较。与UOC型内构件相比,ERI型入口扩散器液体分配曲线较平缓,压力降较低;ERI型和BL型气液分配器的液体分配曲线平缓,在压力降方面ERI型最低、UOC型居中、BL型较高;ERI型和BL型急冷箱的温度分布不均度均比UOC型的低,在压力降方面ERI型最低,UOC型居中,BL型最高。

加氢反应器内件——急冷箱的性能研究

通过试验研究,对新型急冷箱结构进行了分析,从流体力学、传质、传热三方面进行了性能综合评价,并与国外急冷箱进行了比较,结果表明新型急冷箱结构性能优良。

超重力旋流式冷氢箱的微观混合性能

开发了一种具有多重旋流结构的超重力旋流式冷氢箱，并以α-萘酚与对氨基苯磺酸重氮盐之间的串联竞争反应为测试体系研究了操作条件对其微观混合过程的影响，并以离集指数表征微观混合性能。结果表明，离集指数随气体流量的增加而显著减小，随液体流量的增加而增大。这说明气液两相在超重力旋流式冷氢箱内实现了良好的接触，液体可以充分利用气体的推动作用提高自身的湍动程度和微观混合效果。在实验基础上，采用团聚模型获得了离集指数与微观混合时间的关系，并计算出超重力旋流式冷氢箱的微观混合时间为40～100ms，与搅拌器处于同一量级，且远小于自身的平均停留时间，说明超重力旋流式冷氢箱具有优异的微观混合性能。

气体喷射-气液旋流式冷氢箱的传质特性

开发了一种具有多重旋流结构的气体喷射-气液旋流式冷氢箱，并通过大型冷模实验对其进行传质性能测试。在气体喷射速度10～80 m·s-1和液体进口速度0.2～0.7 m·s-1条件下，采用氧吸收法测量了液相体积传质系数kLa，采用空气-Na2SO3溶液化学吸收法测量了相界接触面积a。结果表明：kLa和a均随气体喷射速度和液体进口速度增大而增大，其中受气体速度变化影响更为明显；由测定的传质参数数值可知新型冷氢箱传质效果较传统冷氢箱大幅提高，与机械输入设备处于相同量级，具有优异的气液混合性能。还采用量纲分析法对数据进行了归纳拟合，得到传质参数与气相Reynolds数、液相Weber数之间的关联式，可以较好地关联预测冷氢箱的传质性能。

BL型急冷箱的试验研究

急冷箱是加氢反应器重要内构件之一。在对国内引进的联合油型急冷箱结构剖析的基础上,开发研究出结构独特的BL型急冷箱。在专用的加氢反应器内构件试验装置上,将BL型急冷箱与联合油型急冷箱进行对比试验。结果表明,BL型急冷箱的混合传质性能及混合传热性能优于联合油型急冷箱。

加氢反应器内构件急冷箱的试验研究

通过对联合油型急冷箱结构进行研究,开发出结构合理的新型急冷箱。在加氢反应器内构件实验装置上,将新型急冷箱与联合油型急冷箱进行对比实验。结果表明:新型急冷箱的综合性能优于联合油型急冷箱。

UOC型冷氢箱数值模拟与结构优化

以文献中UOC型冷氢箱流体力学实验数据为基础,对所选数值模型进行验证,验证了模型的准确性。以工业操作条件为基础,采用Fluent软件对UOC型冷氢箱流体力学性能进行数值模拟,对混合方箱收缩流道间距及筛孔挡板与方箱间距进行结构优化,并在收缩流道出口处增设挡板。结果表明,优化改进后的冷氢箱性能与基本构型相比,温度分布不均匀度降低了36.8%,压降降低了21Pa,冷氢箱综合性能得到较大改善。

车轮淬火加热动态测温试验及分析

通过采用"黑匣子"高温测温仪对车轮在淬火加热炉内的温度进行动态跟踪测试,验证了马钢车轮轮箍分公司在淬火加热炉完成技改后所采用的临时工艺是合理的,同时提出了工艺的优化方向。

水力旋流冷氢箱的流体力学

A hydrocyclone quench box was designed according to the fluid dynamics of spiral flow.The quench box size, the drainage tube diameter, and the inlet tube diameter were designed based on Froude number and conservation of mechanical energy.The pressure drop of the hydrocyclone quench box was measured, and the liquid volumetric mass transfer coefficient was determined by oxygen absorption.The hydrocyclone quench box was compared with the horizontal flow quench box.The streamline of hydrocyclone quench box was simulated by computational fluid dynamics software.It was found that the pressure-drop and liquid volumetric mass transfer coefficient of the hydrocyclone quench box was better than the horizontal flow quench box .The pressure drop was less than 20 kPa and the liquid volumetric mass transfer coefficient was 0.0256 s -1 at 10 m 3·h -1 liquid flow rate and 60 m 3·h -1 gas flow rate.Simulation indicated that the average length of streamline under spiralling was 4 times of that under non-spiralling condition, which enhanced mixing for gas and liquid.

CFX软件在新型冷氢箱开发中的应用

采用CFX流体力学模拟软件对所开发的新型冷氢箱在汽油加氢反应器中的应用进行了模拟计算,考察了新型冷氢箱在反应器内冷热物流混合传热过程中的重要作用。结果表明:在不设置冷氢箱的情况下,下催化剂床层入口的最大径向温差超过5.0℃,说明设置冷氢箱是必要的;新型冷氢箱为冷热物流的混合传热提供了充分的时间和空间,其下催化剂床层入口的最大径向温差小于1.0℃,说明冷氢箱具有良好的混合传热效果;采用新型冷氢箱时,汽油加氢反应条件下可以最大程度地简化冷氢管结构,甚至可以不设冷氢管;采用新型冷氢箱时,较小的压力降就能够达到良好的混合效果,有利于降低装置的能耗;在冷氢箱出口下方设置筛板可以有效纠正新型冷氢箱出口处的偏流现象。

炉膛结构对钢管淬火炉流动与传热影响的模拟研究

采用CFD流体仿真软件建立了某公司的钢管淬火炉炉膛模型,并采用黑匣子实验对所建立的模型进行了验证。得到了炉内温度场、压力场与流场的分布。对比4种不同燃烧器倾角,发现倾角越大,炉内传热效率越低,0°倾角下炉内传热效率最高;对比3种不同高度挡墙,发现增加挡墙有利于提高炉内传热效率,挡墙越高,传热效率越高,炉内压力越大,挡墙高度为1 m时传热效率较高,且炉膛压力在合适范围内。

旋流式急冷箱性能试验研究

介绍了中石化洛阳工程有限公司开发的一种新型旋流式急冷箱,并将其与UOC型急冷箱进行了比较。对比分析了2种急冷箱的结构特点与工作原理,旋流式急冷箱设置的内混合环板和外混合环板强化了气液混合物的碰撞接触效果。在同一试验装置上从压降、传热和传质3个方面对旋流式急冷箱和UOC型急冷箱的性能进行了试验研究,运用气液混合物的温度分布不均匀度σ及液相体积传质系数KLa来量化衡量2种急冷箱的性能。研究结果表明,旋流式急冷箱的综合性能优于UOC型急冷箱。

抱轴承箱材料的二次淬火

对机车抱轴承箱材料ZG2 5Mn进行了正火、调质、二次淬火的热处理工艺试验 ,比较分析了不同工艺的金相组织和机械性能 ,阐述了二次淬火的强韧化机理 ,认为二次淬火可以改善组织 ,提高强度与韧性。采用了二次淬火的强韧化工艺后 ,提高了抱轴承箱的综合性能 ,达到了法国

连铸机铸坯在线三次冷却自动化控制系统

根据板铸坯热送后续生产产生的裂纹,采用三次冷却控制系统,增加快淬箱装置,使铸坯表面温度降至600℃以下,有效避免红送裂纹的发生,提高产品成材率,同时降低能源消耗,减少温室气体排放,提高产品的市场竞争力。