宝钢高炉热风炉烟气超低排放治理工艺技术选择及应用示范

基于宝钢高炉热风炉烟气在治理前的排放情况,分析了不同治理工艺技术的优缺点,最终选用了从目前看最为安全、适应高炉热风炉工况的钙基固定床烟气治理工艺技术。介绍了该工艺技术在宝钢4号高炉一年的运行实绩,从安全、脱硫效果、运行维护及成本等多方面,再次验证了其安全性、稳定性、适应性及经济性,从而为宝武集团内及国内外其他厂家提供可借鉴的应用示范,进而助力我国高炉的绿色低碳生产与技术进步。

高炉热风炉不同部位定形耐材选用探讨

高炉热风炉可以根据温度高低分为几个温度区间,分析各区间部位的工况条件,选用合适的耐材至关重要。简要分析了热风炉耐火材料使用范围及使用工况,重点分析了各温度区间,硅砖、高铝砖和黏土砖等几种定形耐火材料的选用。认为:根据工况条件,在合适的地方使用合适的耐火材料是基本原则,“高标低配”或“低标高配”的做法均是错误的;在应用耐材的同时应加强对耐材基础性能的研究,有助于从源头上了解耐材的使用规则,从而达到既节省投资又满足使用寿命的目的。

顶燃式热风炉燃烧过程数学模拟研究

一直以来,工业企业在全球能源消耗中占据着举足轻重的地位。作为这些企业的核心设备之一,热风炉在工业生产中发挥着无可替代的作用。热风炉既是能源消耗的主体,也是工业生产过程中不可或缺的热量提供者。热风炉的工作原理主要是利用燃料燃烧产生的热量,通过热交换器将热量传递给空气,产生高温热风。这些高温热风在工业生产中广泛应用于各种工艺流程,如烘干、烧结、熔炼等,对于提高生产效率和产品质量具有至关重要的作用。在介绍顶燃式热风炉燃烧器结构的基础上,探讨顶燃式热风炉数值模拟现状,重点分析了顶燃式热风炉燃烧几何模型和数学模型,并从速度分布以及温度场分布对数学模拟结果进行分析,望能通过优化燃烧过程,可以提高热风炉的燃烧效率,降低燃料消耗量和能源成本。

设施农业生物质高效节能热风炉的研究与应用

结合设施农业增温设备的发展现状,开发一种新型生物质高效节能热风炉,使其具有省工省力、高效节能的优点。使用生物质双炉双燃专利技术,可使生物质颗粒燃烧充分,燃料利用率高,且无烟排放、节能环保。从经济效益看,占地面积667m^(2)的标准百米棚中的冬季蔬菜生产需要加温设备具有热效率高、升温较快、抑制病害等特点,而试验设计的热风炉可满足设施农业冬春季节的增温需求,同时也可实现节能减排和省力化作业。

武钢6号高炉热风炉绿色低碳改造设计特点

对武钢6号高炉热风炉绿色低碳改造设计特点进行了阐述。针对6号高炉第一代炉役生产中,热风炉送风温度低、吨铁煤气消耗量大、烟气排放不满足超低排放要求等问题,大修时对热风炉进行了绿色低碳改造设计,采用了一系列提高风温、降低煤气消耗的技术,同时增加烟气脱硫末端治理系统,全面提升了热风炉系统的工艺设备能力和现代化、绿色化水平。投产后,单烧高炉煤气条件下风温达到1220℃,吨铁煤气消耗量大幅度下降,低于450m^(3)/t。

喷嘴数量对顶燃式热风炉性能影响的数值模拟

燃烧器是热风炉的核心部件,而喷嘴的结构是决定其性能的关键因素之一。本文基于2 350 m~3高炉配置的顶燃式热风炉,构建一个融合湍流、燃烧和传热的热风炉三维数学模型,采用数值模拟方法研究喷嘴数量对热风炉性能的影响。研究结果表明,当燃烧器配置15个喷嘴时,可以有效提高热风炉燃烧和送风性能。相比于18个喷嘴的配置,采用15个喷嘴的热风炉蓄热量提高了35.76%,送风初始温度提高50.8 K,有效送风时间延长265 s。

戈壁温室生物质热风炉换热器特性分析

为了研究戈壁温室生物质热风炉换热器换热特性,以我国西部某戈壁温室生物质热风炉为研究对象,采用 SST k-ω模型对生物质热风炉换热器进行全流道数值模拟计算,对换热气器的温度场分布、速度分布。研究结果显示本换热器有良好的换热特性,且管程和壳程内流特性较好,在不同的空气入口速度下,努塞尔数(Nu)的增大,增加空气入口速度可增强壳程流道内的换热强度。

热风炉使用对粮食烘干机的影响

安徽省委、省政府《科技强农机械强农促进农民增收行动方案(2022-2025年)》中要求,“十四五”期间,安徽省在58个粮食主产县建设580个粮食烘干中心,实现烘干中心乡镇全覆盖。安徽省计划从2022年起每年度建设145个,通过烘干中心建设,补上粮食机械化烘干短板,全面提高粮食主产区粮食烘干能力。省内生产粮食烘干机及其配套热风炉的生产企业,在利好政策的刺激下,逐步走上良性发展轨道。

关于热风炉推广鉴定大纲的思考

热风炉已广泛应用于粮食等农产品的烘干作业,可为粮食烘干机等设备提供稳定、干净的热风。燃料型热风炉是当前的主流类型热风炉,其主要工作原理是炉膛中燃烧生物质颗粒等燃料产生的热烟气与进风口进入的冷空气进行热交换。据统计,安徽省农业机械试验鉴定站2020—2023年共核发热风炉推广鉴定证书81张,获证产品均为燃料型热风炉。现行有效的DG/T 154—2022《热风炉》推广鉴定大纲(以下简称“大纲”)规定了热风炉推广鉴定的鉴定内容、方法和判定规则。

热风炉性能试验及其改进措施探讨

安徽省委、省政府《科技强农机械强农促进农民增收行动方案(2022一2025年)》提出,“十四五”期间,在58个粮食主产县建设580个粮食烘干中心,实现烘干中心乡镇全覆盖,并计划从2022年起每年度建设145个,以此补上粮食机械化烘干短板,全面提高粮食主产区粮食烘于能力。在利好政策拉动下,安徽粮食烘干机及其配套热风炉生产企业逐步走出疫情以来的困境。

高炉热风炉烟气超低排放技术路线研究

高炉热风炉是钢铁行业生产过程中主要的烟气污染物排放源之一,通过分析当前高炉热风炉烟气污染物排放标准,结合高炉热风炉的烟气特点,提出两种适用于高炉热风炉烟气超低排放的技术路线,经过技术经济对比发现,采用中高温烟气脱硝更具优势。

浅谈热风炉无波动换炉技术的优势及应用

对热风炉无波动换炉技术优势及应用效果进行了阐述。针对热风炉传统换炉方式存在的弊端,提出了一种热风炉无波动换炉技术,采用独立的供风系统,由空压机供风对热风炉进行充压。热风炉无波动换炉技术除了不会引起风压波动外,还具有可避免风口倒灌、可实现全自动换炉、可提高风温、可提高生铁产量、可降低投资等技术优势。采用无波动换炉技术后,热风炉换炉时间缩短、风温提高,以吕梁建龙1800m^(3)高炉为例,热风炉换炉时间从18min缩短到5min,风温从1170℃提高到1210℃,改造投资额为350万元,回收期仅4个月。

富氧燃烧技术在热风炉中的应用

以某钢企新建2座高炉热风炉为研究对象,计算了富氧浓度对高炉煤气燃烧过程中实际空气量、产生烟气量及理论燃烧温度等参数的影响,并与掺烧转炉煤气效果进行比较。结合新建热风炉生产数据,对富氧燃烧效果进行了验证,富氧5.2%可以提高送风温度约59℃;富氧燃烧经济性优于掺烧转炉煤气,富氧燃烧成本较掺烧转炉煤气减少14%左右。

热风炉外均压智控节能技术及应用效果

热风炉外均压智控节能技术由外均压换炉技术和全自动智能控制系统组成,可完全消除换炉的风压波动,实现热风炉系统“一键式”全自动运行。其创新点,一是采用外置高压气罐取代鼓风机为热风炉充压;二是采取“小压差、大流量”控制策略,通过动态调节方法实现了对热风炉充压全过程的压差控制,保障充压过程安全可靠,充压时间缩短至2~4min;三是建立与热风炉工作制度匹配协调的全自动充压换炉工艺;四是建立全流程自动操作模式,由高炉炉长确定风温目标全自动运行,降低人为干预和无效操作。1260m^(3)高炉和5500m^(3)高炉应用效果表明,风温提高20~50℃,同等条件下煤气消耗量降低5%~10%。

延长密闭鼓风炉炉缸使用寿命的生产实践

本文以刚果(金)某密闭还原熔炼鼓风炉为例,结合鼓风炉炉缸特点和多次大修时检查的炉缸耐火材料侵蚀特征,分析其耐火材料侵蚀的主要影响因素,并结合生产实践,阐述延长鼓风炉炉缸使用寿命的措施。研究发现,耐火材料侵蚀主要受炉渣化学侵蚀、铜锍渗透以及熔体冲刷等因素影响。相应措施实行后,鼓风炉炉缸的使用寿命可至少延长5个月。

顶燃式热风炉燃烧器节能低排高风温优化分析

针对顶燃式热风炉出现的NO_(x)排放超标、能耗较高、热风温度不达标等问题,提出一种新的优化思路。以某厂的高炉热风炉为研究对象,利用CFD技术对热风炉燃烧器的运行工况和优化后的工况进行燃烧模拟,通过对顶燃式热风炉建立模型与数值计算,分析了在运行工况下燃烧室的燃烧过程、速度场和温度场,得出了负荷与空燃比等因素对热风炉内燃烧流场及组分分布的影响,并根据计算结果提出了热风炉节能低排放的优化措施。通过对负荷进行优化以及增设智能低氧控制系统对空燃比精准控制后,热风炉排放烟气中的NO_(x)含量可降低至200 mg/m^(3)(标准)以下;每个烧炉周期较现运行工况下可节约31760m^(3)(标准)的高炉煤气以及128560 m^(3)(标准)的助燃空气;可提高理论热风温度30℃左右,降低高炉焦比消耗约2.4 kg/t,相应的每吨生铁成本减少5.76元。

煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制的研究

由于在实际应用中,煤矿工业热风炉智能供电系统存在着功率因数低、谐波扰动大等问题。为此,提出高频率启停煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制方法。利用整流器数学模型计算直流侧稳态电压,并建立功率因数调制信号质量函数,计算高频启停状态下的有功功率和无功功率。获取功率因数复合调制反馈量,对比该反馈量与供电系统稳定状态下的功率,将差值输入至PI调节器内,控制高频率启停设备电流,实现煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制。实验结果表明:计算煤矿工业热风炉智能供电系统稳态电压数值较为准确,有效实现高频率启停煤矿工业热风炉智能供电系统功率因数复合调制,应用效果较为显著,为电力系统工程中功率因数补偿和电压稳定等问题提供有力支撑。

矿井热风炉高温环境下瓦斯巡检机器人集群的协调控制

矿井热风炉高温环境下瓦斯巡检机器人集群的协调是典型的多机器人协作稳态,协作时机器人之间形成闭链连成一体,相互之间的接触必然产生作用力,以及运动位姿随机误差的存在,使环境与机器人之间产生巨大内力,在此情形下如何使系统中各机器人继续保持协作关系成为关键,当前还缺少更为细致的研究。以集群调度为思路,放弃传统的点对点复杂调度方法,提出一种针对矿井热风炉高温环境下的瓦斯巡检机器人集群协调控制方法。该方法以整体集群编队思维为基础,首先基于矿井热风炉高温环境对用于巡检的多机器人实施集群编队。完成编队后使用布谷鸟算法进一步优化机器人队列,使机器人相互之间的协作关系都处于最佳位置;再根据机器人集群编队结果,配合相互之间的最优协作约束关系,设计自适应集群约束协调控制器;最后通过设计的控制器完成复杂矿井下瓦斯巡检机器人集群的协调控制。实验结果表明:利用集群调度思路下的方法开展矿井热风炉高温环境下瓦斯巡检机器人集群的协调控制时,控制效果好、性能强。

基于粒子群算法的高炉热风炉煤气消耗优化方法研究

高炉煤气管网压力与流量具有不稳定性,导致煤气存在严重放散损失。该研究基于粒子群算法进行高炉热风炉煤气消耗优化。首先,基于高炉热风炉煤气消耗量的预测结果,建立一个以煤气产消平衡和煤气放散量最小为目标的高炉热风炉煤气消耗优化模型;其次,引入粒子群算法求解模型,获得最佳优化方案。实验结果表明,经设计方法优化后的高炉热风炉煤气放散量基本为0,证实了该方法可以有效降低煤气消耗。

热风炉燃烧器性能分析及关键尺寸的优化

为进一步提升当前热风炉燃烧器的燃烧温度,通过保证燃烧器出口气流速度的稳定性来实现钢铁冶炼质量的提升,为此设计了实验模型装置并对挡板左右间隙从70~140 mm对应的出口气流均匀性进行对比,基于Fluent软件对挡板左右间隙从140~220 mm范围及不同挡板样式对应的出口气流均匀性进行对比仿真,综合上述成果对指导提升热风炉燃烧温度具有实际意义。