设计仿真 | 高压反应釜深度机理多相流仿真案例

• 关键词：海克斯康,工业软件,CradleCFD
• 摘要：高压反应釜是绿色清洁湿法炼锌工艺的核心设备，其生产效率和精益管控能力直接关系到后续产品质量和全生产流程的安全稳定。但受到现场恶劣生产环境以及设备内部高温、高压、强腐蚀等复杂条件限制，现有仪器仪表测量数据及设备模型不能完全满足监控釜内重要参数诸如各腔室液位、流量、流场/温度场等需求，成为制约传统工艺跨层域优化控制、装备预测性维护的重要技术难题。

高压反应釜是绿色清洁湿法炼锌工艺的核心设备，其生产效率和精益管控能力直接关系到后续产品质量和全生产流程的安全稳定。但受到现场恶劣生产环境以及设备内部高温、高压、强腐蚀等复杂条件限制，现有仪器仪表测量数据及设备模型不能完全满足监控釜内重要参数诸如各腔室液位、流量、流场/温度场等需求，成为制约传统工艺跨层域优化控制、装备预测性维护的重要技术难题。

长沙有色冶金设计研究院有限公司（简称长沙有色院）为了应对以上技术挑战，使用海克斯康工业软件Cradle CFD对高压反应釜进行了深入研究，通过仿真建立了冶炼高压反应釜实时液位监测及优化控制系统，最终成果应用于网络协同智能制造平台。

Part.01

海克斯康解决方案

高压反应釜深度机理多相流仿真

构建高压反应釜深度机理/大数据融合的智慧大模型，是解决这一问题的有效路径，成果基于500万网格划分，首次构建了采用自由液面的高压反应釜内部气、固、液三相耦合多场动态模型，提供了精细化管控感知数据来源，达成科研促产目的，平台累计创效1000余万元。

本次计算采用了海克斯康旗下的Cradle CFD软件，该软件具有强大的前处理功能，针对复杂模型，能够快速划分结构化网格为核心的多面体网格；同时具备强大的多相流功能，适应于气、固、液等复杂多相流仿真；并且具备强大的DEM功能，对于固体颗粒物在反应釜内颗粒动力学仿真有较好的效果，同时可以后期应用于矿石筛选，输送等仿真；并具备高鲁棒性，强大后处理，易上手等特点，适合于本单位。

Part.02

关于长沙有色院

长沙有色冶金设计研究院有限公司（简称长沙有色院）于1953年正式成立，国家高新技术企业，是我国最早成立的大型综合性设计研究单位之一，隶属于中国铝业集团有限公司，为中铝国际工程股份有限公司的全资子公司。

经过近70年的努力，长沙有色院已发展成为有色金属行业全产业链和项目全生命周期的技术和服务提供商，拥有冶金行业、市政行业（排水工程、热力工程、载人索道工程）专业、建筑行业（建筑工程）专业、环境工程设计专项（水污染防治工程、大气污染防治工程、固体废物处理处置工程）、化工石化医药行业（化工工程）专业等甲级资质，业务领域涵盖工程咨询、工程设计、工程总承包、工程监理、工程勘察、工程施工、环境治理、生态修复、科学研究和技术开发等，拥有采矿、选矿、地质、冶炼、化工、机械、建筑、结构、环保、电气、给排水、热能、燃气、总图、技术经济等近40个技术专业。