工业界CFD：湿法脱硫设计成熟，不用做流场模拟？
文章摘要
文章讨论了石灰石石膏湿法烟气脱硫设备的设计与运行问题。尽管这一脱硫工艺已经相当成熟，但由于项目中标价格下降和市场竞争加剧，设计和优化预算被削减，导致许多设备未经流场优化便直接投入使用。作者指出，未经优化的设备可能会出现石膏堆积、顶板腐蚀、脱硫效率不达标和运行阻力高等问题。
这些问题可能会导致后期运维成本增加，包括增加喷淋量、调整钙硫比等措施。文章强调，湿法脱硫设备的内部流场是一个复杂的气液固三相流动问题，涉及化学反应，仿真难度大，但优化是必要的。作者建议设计人员参考现场问题类型和优化方向，以避免设备带病运行，提高脱硫效率和降低运维成本。
正文
石灰石石膏湿法烟气脱硫设备也是早些年就已经很成熟的脱硫工艺，五大发电集团下属环保设计院还有国内的一些头部环保公司，很早就完成了湿法脱硫设备设计经验的积累。当年为了保证设备性能，又是进行缩比物理模型试验，又是搞CFD流场优化，真是下了大力气。
但现在随着业主资金的收紧和环保市场的激烈竞争，项目中标价格越来越低，盈利能力越来越弱。在企业降本增效的呼声下，就连设备性能优化的预算都要砍。很多湿法脱硫设备的设计参照同类项目图纸，修改尺寸直接上。可是每个工程现场情况和烟道走向几乎都不一样，你敢说你家湿法脱硫设备真的不用流场优化吗？
咱之前在研究所搞了几年环保设备仿真，确实遇到过一些复杂的现场问题，有双入口的、单入口的、顶出的、侧出的、单塔双循环、双塔双循环、加托盘的、加旋汇耦合器的等等。总结下来就是，如果湿法脱硫设备没有优化过内部流场，大概率有带病运行的可能。作为设计人员的你认为自家设备没问题，很可能是高端的现场运维人员把你设计的问题和谐的解决了。反正他们总有办法。代价当然就是把前面砍掉的那点设备性能优化的预算再加倍散出去，搞定业主、或者搞定设备运行参数：增加喷淋量、钙硫比，一年多花个几十几百万的运维费用等等。
湿法脱硫内部流场有其复杂的流动特点，是一个气液固三相流动问题，必要时还涉及化学反应。离散相虽然没有硫化床床层密度高，但也绝对不低，收敛性差，仿真难度也较大。以下是咱遇到过的部分现场问题类型及优化方向，可作为设计人员的参考。
第一类，脱硫塔入口石膏堆积及顶板腐蚀。
第二类，脱硫塔效率没有达到工艺设计值
第三类，运行阻力高的问题
运行阻力高的原因可能是现场时间烟气量高于设计值引起的，如果排出这个原因，就很可能是设备设计尺寸的问题。
以上两个图是部分现场问题和优化说明，环保圈的兄弟们凑合理解吧。有同类问题困扰的小伙伴也可以联系咱，多积累些行业经验。当然，现场可能存在的问题千奇百怪，咱遇到的可能也只其中小部分，存在认知局限性，如有不当之处，还请大佬指正。
