Computational and experimental analysis of gas-particle flow in furnance power boiler instalations with respect to erosion phenomena

The paper presents a method for finding such instalation elements which are especially subjected to erosion wear and a method for quantitative assessment of the erosion loss at a given operational time of a pneumatic conveying system. Motion of the gas is described by the Reynolds equation with the turbulence model. Motion of solid particles is described by the Lagrange equation. Then, the erosive loss of the wall material is calculated according to the Bitter model. The calculations are performed for a part of the dust system in BP-1150 boiler. It is found that a "cord" of particles is formed as a result of some changes of the flow direction inside the stream. High local intensity of particle collisions with the walls is the main reason for accelerated erosion of some parts of the system. The numerical calculation results are compared wit h the results of measurements on material losses of the elbow.

W pracy przedstawiono metodę pozwalającą na ocenę prędkości zużycia erozyjnego instalacji jako funkcji jej budowy oraz warunków eksploatacji. Idea metody polega na opisie ruchu fazy gazowej równaniami Reynoldsa, uzupełnionymi modelem turbulencji. Ruch cząstek opisano metodą Lagrange'a. Następnie szacowano lokalny ubytek materiału ścianki w wyniku erozji z zastosowaniem modelu Bittera. Porównanie szczegółowych obliczeń numerycznych z wynikami pomiarów wykonano dla fragmentu instalacji pyłowej kotła BP-1l50. Stwierdzono, że przy zmianie kierunku przepływu formuje się tzw. "sznur" cząstek, powodujący intensywne zużycie niektórych sekcji instalacji. Wystąpienie sekcji szczególnie narażonych na zużycie erozyjne jest uwarunkowane aerodynamiką przepływu. Stwierdzono zgodność w prognozowaniu zarówno obszarów przyśpieszonej erozji, jak i intensywności zużycia.