Верификация модели абразивного износа газоохладителя ПГУ–ВЦГ по схеме Shell в пакете CFD

Abstract

Numerical modeling of the gas reversing chamber of a convection gas cooler for the Shell integrated gasification combined cycle (IGCC) process is carried out using the CFD software. The main scope is the verification of the abrasive wear model, which is planned to be used for detailed simulation of erosion of syngas cooler surfaces. Erosion is calculated using the Tabakoff–Grand model. Comparing the results with the analogue [2], it is concluded that the verification of the model is not completed. The obtained erosion rates are underestimated by approximately 2 times (in our calculation the maximum erosion rate is 0.26 mm/yr versus 0.44 mm/yr received by Korean scientists), and there is no erosion region at the opposite side of the gas reversing chamber. The next step is to complicate the model with a porous surface that specifies the pressure drop of the entire length of the gas cooler.

В данной работе проводится численное моделирование поворотной камеры конвективного газоохладителя (ГО) парогазовой установки с внутрицикловой газификацией угля (ПГУ–ВЦГ) по схеме Shell с помощью программного пакета CFD. Основной целью является верификация модели абразивного износа, которую в дальнейшем планируется использовать для детального расчета эрозии поверхностей ГО. Эрозия рассчитывается при помощи модели Табакова–Гранта (Tabakoff–Grand). Сравнивая полученные результаты с аналогом [2], делается вывод, что верификация модели не закончена: полученные скорости эрозии занижены приблизительно в 2 раза (в нашем расчете максимальная скорость эрозии составляет 0,26 мм/год против 0,44 мм/год у корейских ученых), и отсутствует область эрозии у противоположной от входа стенки поворотной камеры. Следующим шагом планируется усложнить модель при помощи пористой поверхности, которая бы имитировала сопротивление всей длины газоохладителя.