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高炉生产过程中产生的高炉煤气(Blast furnace gas,BFG)含大量粉尘,易沉积并板结于BFG管道蝶阀阀座密封面底部(沉积面),造成阀板严重卡塞或损坏,进而影响高炉生产并造成经济损失。对于蝶阀沉积面上板结粉尘清除问题,现阶段尚未有成熟先进的方法出现。通过有效手段减少或防止粉尘在蝶阀沉积面上沉积,不仅能够延缓沉积面上粉尘板结,延长蝶阀使用寿命,减少蝶阀更换次数,而且有利于维持高炉正常生产活动。本文基于数值模拟手段,设计BFG管道蝶阀区域粉尘自动清除装置,并进行其除尘功效的模拟分析。本文首先建立了BFG管道蝶阀区域流场数值模拟的控制方程组,通过对比分析,选择了模拟气相湍流的标准k-ε模型与实时追踪颗粒运动轨迹的离散相模型(DPM),并确立了粉尘颗粒理化性质及粒度组成信息。使用Pro/E建立BFG管道蝶阀区域流场计算域的三维模型。从阀板开度(15°,30°,45°,60°,75°,90°)、流场计算域气相/颗粒相入口流速(8 m/s,12 m/s,16 m/s)等方面对BFG管道蝶阀区域流场中粉尘颗粒运动轨迹进行了实时追踪,获取了蝶阀沉积面上粉尘沉降规律。基于粉尘沉降规律,采用Pro/E构建了BFG管道蝶阀区域粉尘自动清除装置的三维模型,并建立含粉尘自动清除装置的BFG管道蝶阀区域流场计算域三维模型。从阀板开度(15°,30°,45°,60°,75°,90°)、粉尘自动清除装置工作介质入口压力(0.25MPa,0.30 MPa,0.35 MPa)等方面,对不含/含粉尘自动清除装置的BFG管道蝶阀区域流场中粉尘颗粒运动轨迹进行了实时追踪,获得了蝶阀沉积面上粉尘沉降规律,并对比分析了粉尘自动清除装置的除尘效能,证实了其设计方案的有效性。本文首先对BFG管道蝶阀沉积面粉尘颗粒沉降特性进行了追踪分析,获取粉尘沉降规律;重点进行了BFG管道蝶阀区域粉尘自动清除装置的设计,并以模拟分析的手段,验证了其功效性,研究结果可为BFG管道蝶阀区域粉尘实时清除系统的研制提供重要理论基础。