郑志敏，张银森，汪 洋，李鹏鹏，顾明言

椭圆形换热单管积灰特性的数值模拟研究*

郑志敏†，张银森，汪 洋，李鹏鹏，顾明言

（安徽工业大学 能源与环境学院，安徽 马鞍山 243002）

椭圆形换热管作为一种强化换热元件，在抗积灰性能方面具有一定优势。本文基于ANSYS FLUENT软件平台建立了一套模拟程序，针对椭圆形换热单管的积灰特性展开了数值模拟研究。重点研究了换热管的椭圆度、烟气流速以及飞灰颗粒粒径对飞灰沉积特性的影响。研究表明，当换热管的椭圆度在1～2之间变化时，5～100 μm粒径的颗粒沉积率最小值大体分布在1.2～1.6之间；烟气流速在1.14～9 m/s变化时，粒径30 μm以上颗粒的撞击率增大，但黏附率下降，最终沉积率呈下降趋势；随着颗粒直径的增大，颗粒的撞击率增大，但其黏附率下降，而其沉积率先增大后降低，烟气流速在3～9 m/s变化时，颗粒沉积率的峰值出现在粒径为20～30 μm之间。

椭圆管；离散相模型，积灰特性；沉积模型

0 前 言

锅炉换热器的积灰问题一直困扰着锅炉的运行[1]。换热器的积灰不仅增加传热热阻，而且带来腐蚀问题，并增大烟道的流通阻力[2]。严重的积灰甚至会阻塞烟道，造成锅炉停炉事故。因此，非常有必要加强对换热器积灰问题的研究。然而，积灰的形成机理十分复杂，影响积灰的因素也是多方面的，如煤质、操作条件、换热管的形状和管束的布置方式等因素[3]。因此，如何有效减少锅炉换热器的积灰问题至今仍存在诸多困难和挑战。

近些年，椭圆形换热管作为一种强化换热元件日益受到人们的重视[4-5]。……