李晓琪

（合肥水泥研究设计院有限公司，安徽 合肥 230051）

1 模型介绍

图1和图2为合肥水泥研究设计院项目中应用较多的两种沉降器，图1为上进风侧出风式，图2为侧进风上出风式，两种沉降器均设置了内外筒体，为了比较分析，这里选用筒径相同的模型进行模拟。在实际工程中，考虑窑头烟气温度高且粉尘和固体颗粒冲刷腐蚀，设备筒体内侧设置了隔热和耐磨材料，筒体外侧采用保温材料贴敷。

图1 上进侧出沉降器

图2 侧进旋风沉降器

2 模拟分析

2.1 隔热保温分析

根据隔热计算及工程应用经验，工程中设备内部隔热耐磨选用硅钙板+耐碱耐磨浇筑料的保护方式，总厚度100mm，其中硅钙板热导率0.056W/m·K，密度230kg/m3，浇注料热导率3.7W/m·K，密度2.8t/m3。外保温采用热导率0.037W/m·K，密度200kg/m3的岩棉，厚200mm。图3为采用图1模型，设置烟气入口温度为400℃外部环境温度20℃时，设备Z轴为-3m初截面各层温度分布，模拟结果显示，由于设备内壁采用了隔热硅钙板隔热，外筒体钢板温度维持在310℃左右，对于采用Q235材质的外筒体的安全运行十分必要，同时采用200mm厚岩棉外保温厚，保温层外表面温度维持在了57℃，满足了设计要求。

图3 设备截面温度分布

2.2 内部流场分析

图4和图5分别为上进侧出式和侧进上出式沉降器的内部流场剖面视图，由图5可见，侧进上出沉降器内部流体流动迹线明显较上进侧出式复杂，烟气流程更久，而且沉降器锥部流速较大，对于收尘会造成一定的影响。上进侧出式进出口烟气压损约为70Pa左右，侧进上出式的进出口压力损失约为135Pa，而且这是使用空气代替烟气进行模拟的情况得到的结果，真实压损更高。……