浸没式多孔道喷枪气体流动与传热特性数值模拟研究

喷枪作为熔池熔炼过程的关键设备,其性能直接影响气流对熔体搅拌效果。本文以阳极泥侧吹炉所使用的浸没式多孔道喷枪为研究对象,建立了长度约为800 mm的多孔道喷枪流动传热物理模型,基于SST k-ω湍流模型对喷枪内的气体流动与传热过程进行了数值模拟研究,分析了喷枪内气流温度、流速以及压力的分布特征,研究了天然气与富氧空气在不同流量下的气流压力沿流动方向变化特性、流量与出口流速间的关系以及流量对喷枪的冷却效果。结果表明,喷枪的多孔道结构有利于提高气体出口流速,强化气流对喷枪的冷却作用;然而,气流在孔道截面突变处以及出口段存在较大压力损失,不利于提高喷枪出口气体流速;随着气体流量的增大,喷枪出口流速显著增大,天然气与富氧空气在喷枪出口段的压力损失分别达到其入口总压的40%和25%;此外,流量对喷枪的冷却效果明显,天然气与富氧空气每增大5 Nm^(3)·h^(-1)、10 Nm^(3)·h^(-1),喷枪出口段温度下降约15 K。

多喷枪顶吹吹炼炉的现状及发展

本文从炉体结构、烟道、喷枪以及炉体寿命方面论述了多喷枪顶吹吹炼炉的现状,阐述了炉体结构的优化、冷却元件结构改进和设置、喷枪技术的突破、炉体寿命延长以及喷吹富氧浓度的提高以增加冷料的处理能力,指出了多喷枪顶吹吹炼炉的发展方向,特别是多喷枪顶吹吹炼炉信息模型的建立,有助于缩短工期,减少投资,降低运行成本,提高产品质量和生产效率,减少管理成本,提高管理效率以及实现“双碳”目标。

多枪顶吹连续吹炼过程中喷枪排布方式的数值模拟

多枪顶吹连续吹炼工艺因其低空污染小、炉衬寿命长、连续化程度高等优点而备受冶金行业瞩目。以工业冶金炉窑为研究对象,基于计算流体力学,对多枪顶吹连续吹炼炉内气-渣-铜锍多相混合流场进行了数值模拟。探索了多枪单排布置和交错式布置对炉内流场、湍动能和气含率的影响。研究表明,相较于双排交错式喷枪布置方案,单排布置具有更强的搅拌能力、较大的熔池横向及纵向扩散范围,以及更小的静态区域体积。此外,喷枪单排布置方案下的气含率始终高于双排交错布置,证明了单排的喷枪排布方式有利于渣层搅拌效率的提高,加速铜沉降,降低生产能耗。

超声震荡加酶与压力蒸汽喷枪清洗口腔门诊诊室椅旁器械效果比较

目的比较超声震荡加酶与压力蒸汽喷枪用于口腔门诊诊室椅旁器械的清洗效果。方法选取该院2023年1—5月口腔门诊诊室椅旁常规使用并进行清洁的器械560支,根据器械清洗方法不同分为对照组279件与观察组281件。对照组采用压力蒸汽喷枪清洗,观察组采用超声震荡加酶清洗,比较两组清洁效果、消毒效果及器械使用满意度。结果观察组目测法、ATP法合格率[99.6%(280/281)、98.9%(278/281)]高于对照组[97.5%(272/279)、96.1%(268/279)],观察组器械消毒合格率[99.6%(280/281)]高于对照组[97.1%(271/279)],总满意度[99.3%(279/281)]高于对照组[96.1%(268/279)]。结论超声震荡加酶用于口腔门诊诊室椅旁器械清洗效果优于采用压力蒸汽喷枪,医生使用满意度高。

贯穿式喷枪在CFB锅炉SNCR脱硝上的应用研究

因受到多种条件限制,某电厂2台UG-75/5.3-M3型CFB锅炉面临NO_(x)超低排放难题。经研究继续采用原SNCR脱硝工艺,仅使用贯穿式喷枪替换原有短喷枪。贯穿式喷枪独特的多喷嘴结构和双层错列的布置方式,使其拥有极大的覆盖面积,使烟气中的NO_(x)与尿素液能够在第一时间充分混合。脱硝系统改造后开启全部贯穿式喷枪时,脱硝效率达85%以上,NO_(x)排放满足超低标准。脱硝改造后氨氮物质的量比与改造前相比降低25%,尿素液用量明显减少,运行费用显著降低。通过两个供暖季的运行总结,贯穿式喷枪的使用对锅炉运行影响较小,炉膛负压与改造前相比未见明显变化,尾部受热面和空预器等状态变化均在可控范围内。冷却水和隔热耐磨层的使用对贯穿式喷枪起到了显著的保护作用,在运行两个供暖期后贯穿式喷枪整体状况良好。贯穿式喷枪独特的结构弥补了普通短喷枪的不足,显著提高了SNCR脱硝系统的脱硝效率,为企业脱硝提供了新的工艺选择。

扩径喷枪压裂技术原理及其在沙曲南区块的应用

当水平井井筒存在漏点且未固井时,无法使用连续油管底封拖动或者泵送桥塞光套管等环空加压的压裂方式,只能通过油管水力喷砂射流压裂,但是受限于喷嘴尺寸,施工排量难以保证。扩径喷枪作为射孔、压裂一体化工具,喷嘴尺寸在压裂施工的过程中,会随着喷嘴过砂量的增加不断扩大,因此同时具有喷砂射孔、大排量压裂双项功能,可以保证油管水力喷砂射流压裂的施工排量。以沙曲南区块SQN-173-L1井为例,详细介绍了扩径喷枪压裂技术原理及其2种不同应用条件下的压裂管柱结构,并在该井的应用中取得了显著效果,研究结果表明:扩径喷枪压裂技术可有效解决井筒存在漏点、且未固井的水平井压裂问题。

优化硫磺喷枪结构设计及其应用

文章详细分析了传统硫磺喷枪的雾化方式、枪体弯曲变形及蒸汽泄漏原因。针对这些问题,提出了相应的解决方案。通过采用高效硫磺喷嘴技术,有效解决了雾化空心问题,提高了焚硫炉的使用容积。采用保温蒸汽均匀分布环和轴向滑动套密封结构,有效解决了枪体弯曲问题。同时,将补偿膨胀节置于焚硫炉外,并对枪体焊缝进行优化设计,有效解决了蒸汽泄漏问题。这些改进措施提高了硫磺喷枪的性能和使用寿命。

高黏度化工废液喷枪设计及雾化性能试验研究

石油化工、印染企业产品生产过程中会产生大量含有机物的高黏度废液,通常采用工业焚烧炉高温焚烧的方式进行处理。废液喷枪作为焚烧炉装置中的核心设备,其雾化性能的优劣直接关系到焚烧炉处理废液的效果。基于给定的废液流量、温度和压力以及设定的雾化介质压力和温度,重新设计废液喷枪,并采用试验的方式对喷枪在不同雾化介质压力下的雾化性能进行了研究,最终在实际项目中进行了应用。试验和实际应用结果表明,在废液参数不变的情况下,雾化介质压力由0.4 MPa(G)提高到0.6 MPa(G)时,液滴时均索达尔平均直径由80.69μm减小到73.18μm,索达尔平均直径没有显著提高,但瞬时液滴粒径最大值由98μm降至81μm,显著减小。实际应用时,通过观察焚烧炉炉膛燃烧情况,新设计的废液喷枪使得燃烧更加充分,解决了燃烧不完全问题和冒火星现象,通过取样检测,烟气排放特征污染物也达到了标准规定的排放限值。

高钒铁贫渣喷枪损毁原因分析与改进

通过对承钢公司冶炼高钒铁贫渣过程中喷枪损毁原因进行分析,得出了影响喷枪使用寿命的主要因素有:枪体耐材的烧损、熔渣的侵蚀、温度剧变产生的循环应力破坏。工业性试验表明,采用电熔融镁砂作为骨料、氯化镁作为结合剂、添加钢纤维作为耐材制成的喷枪,可以显著提升喷枪的耐火度和抗热震稳定性,进而提高喷枪的使用寿命,降低生产成本。

基于CFD的蒸发冷却塔雾化喷枪仿真研究与应用

在某钢铁厂300 t转炉的干法除尘系统中,蒸发冷却器采用蒸汽雾化,雾化效果差,烟气粉尘浓度高,运行过程中烟囱冒烟风险高。此外,使用蒸汽雾化的成本很高,不利于能源成本和能耗控制。通过建立蒸发冷却塔和氮气雾化喷枪的有限元模型,对蒸发冷却塔内的基本流场进行CFD数值分析,研究塔内回流区的速度场分布、流线分布、位置和大小。根据基本流场的分布,建议喷雾系统使用24支氮气枪和氮气介质。通过CFD模拟,模拟了不同枪体长度、倾斜角度和喷枪水流量对蒸发冷却塔湿壁位置和面积的影响,提出了枪体长度为650 mm、喷雾角度为120°的喷枪布置方案。实际应用效果良好,蒸发冷却塔内壁积灰明显改善。积灰的清洗周期从原来的1个月延长到3个月,蒸发冷却塔的出口温度更加稳定,同时降低了蒸汽能耗。

变电站安全高效作业新工具多角度绝缘长杆喷枪实用技术探讨

本次研究着眼于变电站对安全高效运行的要求,对多角度绝缘长杆喷枪的实用性和应用进行论述。通过对该项技术产生的技术背景,理论基础以及应用技术等进行深入剖析,揭示出该项技术在提升作业效率以及安全性上具有显著优势;还探讨了该技术在实际应用中的推广策略。研究发现,该项技术在明显提高作业效率和减少安全风险的同时,还具有操作简单,维修方便的特点。从而为变电站的安全高效运行提供一种全新的解决思路,也为该项技术的深入推广应用提供强有力的支撑。

直流等离子喷枪的研究现状及发展趋势

直流等离子喷枪是等离子喷涂系统中最为核心的部件,决定了粒子的熔融软化沉积效果和涂层性能。总结了阴极、阳极(喷嘴)和气体分配环等关键部件的结构特征对等离子射流的影响。进一步介绍了直流等离子喷枪的结构优化发展,重点从等离子体射流稳定性和涂层沉积效率提升等角度进行阐述,介绍了级联等离子喷枪对射流稳定性的优化,以及送粉方式对涂层沉积效率的提升,并展望了未来的发展趋势。

球团烟气SNCR/SCR联合脱硝喷枪位置优化设计

介绍了以氨水为还原剂,SNCR/SCR联合脱硝在某年产120万t链篦机-回转窑球团烟气上的模拟应用。利用CFD技术重点分析了链篦机PH段及SCR反应器内烟气流场,探索喷枪最佳安装位置。结果表明,在链篦机PH段B区开孔,标高为22.1 m/21.5 m是相对较好的布置方式;在SCR反应器入口烟道段,喷枪应安装至烟道中部,间隔1.2 m,效果最佳。该模拟研究为今后球团烟气的改造提供了理论基础。

基于IPSO-BP神经网络的富氧底吹铜熔炼炉喷枪寿命预测模型

富氧底吹铜熔炼炉喷枪是整个熔炼炉中最重要的部件,并且造价高,易损坏,工作环境恶劣复杂,对其进行准确的寿命预测比较困难。提出了一种基于IPSO-BP神经网络的寿命预测模型,粒子群优化算法解决了BP神经网络容易陷入局部极小值和训练速度慢的问题,优化的粒子群算法优化了惯性权重和学习因子,进一步加快了训练速度和搜索速度,提高了BP神经网络跳出局部极小值的能力。以工作环境中容易对喷枪寿命造成影响的因素作为输入,喷枪寿命作为输出,通过实际生产采集的数据做验证,并与BP神经网络和PSO-BP神经网络预测模型作对比。结果表明,本文构建的寿命预测模型预测效果比BP神经网络和PSO-BP神经网络的预测更加准确,精度更高,该预测模型为富氧底吹铜熔炼的喷枪寿命预测提供了一种方法借鉴。

喷射清理装置喷枪流道优化设计

为提高喷射清理装置的清理效率,基于超音速射流理论,采用半解析方法对喷枪主流道进行了初步设计。在此基础上,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)离散相模型(Discrete phase model,DPM),计算喷枪流道的流动特性,分析了出口直径及颗粒进入位置对喷射效果的影响,据此规律对喷射清理装置喷枪流道进行了优化设计,具有一定的工程指导意义。

脱硫废水浓缩滤液烟气旁路蒸发喷枪设计及系统运行优化

烟气旁路蒸发系统在脱硫废水零排放中的应用越来越广泛,但脱硫废水浓缩滤液含盐量高、腐蚀性强、硬度大,旁路蒸发处理过程易堵塞喷枪喷嘴。试验确定了喷枪尺寸参数,解决了滤液堵塞喷枪喷嘴的问题;根据喷枪喷射特性设计蒸发器尺寸并完成旁路蒸发系统。现场实际运行发现,高温烟气量约为理论计算的1.06~1.20倍,可通过蒸发器测温系统判断滤液雾化蒸发效果和蒸发器堵塞情况,当出现积灰时,启动振打除灰和吹灰系统。投入蒸发器系统后,除尘器入口烟温平均升高3.6℃,对除尘器除尘效率无影响。

可扩径喷枪压裂技术在煤层气水平井中的应用

可扩径喷枪压裂技术是通过油管连接扩径喷枪至压裂点,通过油管内加砂完成压裂作业,该技术适用于水平井水平段套管不固井的井型,也可以处理水平段存在漏点无法进行环空压裂作业的井。以该工艺在某煤层气水平井实际应用为例,介绍可扩径喷枪压裂技术,为今后煤层气水平井提供新的压裂工艺参考。

滇中艾萨炉喷枪控制原理及应用

滇中公司艾萨炉喷枪的作用是提供艾萨炉熔炼生产所需的富氧空气(空气与氧气混合)、柴油,是艾萨熔炼技术的核心部件。滇中公司的艾萨炉喷枪通过一个与喷枪架相连的链条进行提升和下降操作。正常工作中链条通过电动机驱动,通过DCS控制系统控制电动机上升、下降以及变频调速,喷枪根据设定好的控制逻辑以不同速度、不同模式上升或下降,通过喷枪旋转编码器对喷枪所在位置进行准确定位,通过喷枪轴负载对喷枪动作进行双重保护,艾萨炉喷枪在艾萨系统中的设计、控制原理独特新颖,在艾萨炉生产过程中发挥了重中之重的作用。

智能高效硫黄喷枪的设计及应用

对国内传统的硫黄喷枪在硫黄制酸装置运行过程中存在的问题进行了深入分析,介绍了新型智能高效硫黄喷枪的技术参数、结构特点及应用情况。LSG-20系列高效智能硫黄喷枪的喷嘴采用固定式机械强制螺旋雾化和二级拉瓦尔喷管增速技术,枪身保温夹套流通截面上设置4套保温蒸汽均匀分布环,降低了喷嘴雾化压力,提高了喷嘴雾化效果和抗堵能力,保温蒸汽分布均匀,解决了传统硫黄喷枪存在的雾化效果差、枪身变形、蒸汽泄漏等问题。生产实践表明,装置最高负荷由100%提高到105%,24 h最大硫酸产量增加了121 t,焚硫炉内外均无升华硫产生,能够更好地满足硫黄制酸装置的运行要求。

澳斯迈特炉喷枪用不锈钢310S镍基合金堆焊涂层抗高温耐腐蚀性能研究

对澳炉喷枪结构、工作原理、材质等进行分析。使用镍基合金焊丝氩弧焊进行堆焊,形成堆焊涂层,对喷枪前端不锈钢进行涂层保护,使用冰铜作为腐蚀材料在中频炉内模仿澳炉对不锈钢310S进行腐蚀,对失效后的涂层进行形貌及机理分析。建立一种310S不锈钢堆焊涂层方法,延长喷枪使用时间及寿命,降低更换频次,提高生产效率。