高嘉楠，方小里，刘彬超

(哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046)

0 引言

遵循世界能源清洁、高效、减排的发展趋势，推动煤炭清洁高效利用是“十四五”期间我国能源转型的首要任务。带有显热回收的清洁高效型煤气化废锅流程技术具有效率高、环境友好的特点，其技术优势越来越明显，将是现代大型煤化工发展的趋势。对流废锅则是大型煤化工显热回收设备中最为关键的设备之一，其安全可靠运行决定着整个系统的效率。

对流废锅的壳程为高压高温的工艺合成气，管程为高压过热蒸汽，可作为动力、工艺、园区发电用蒸汽等。对流废锅的合成气入口多采用对冲结构的布置方式，对入口区域的受热面存在高温冲刷、磨蚀的风险；且合成气中携带一定的灰粒，分析入口区域的速度场分布及湍流剧烈的程度，从而可得到炉墙内颗粒撞击壁面的主要区域。目前，对冲燃烧锅炉关于此方面的研究分析较多，用于指导水冷壁受热面的结构布置、风量分布等。本文利用CFD软件对某项目的合成气对冲进行模拟分析，给出方形炉膛入口处的流场分布特性，为类似结构的设备设计提供一些参考。

1 设计参数

1.1 合成气参数

设备入口是高温高压的合成气，参数见表1。表中为总的合成气量。

表1 合成气物料特性

1.2 设备结构参数

本次分析结构模型主要由DN600的合成气通道及方形炉膛组成，见图1。

图1 模型结构简图

2 模型选取及网格划分

2.1 模型选取

整个对冲模拟过程中主要采用湍流模型、颗粒相模型，具体所选模型如下：