唐钢2号高炉风温提升研究

对唐钢2号高炉进行热风炉制约条件的束缚及高炉操作制度的持续优化,并进行理论系统分析,采取调整烧炉参数、严格执行标准化操作等一系列提高风温的措施,使唐钢2号高炉风温水平得到显著提高,降低了生产成本。

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。

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。

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。

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。

热风炉空燃比并行协作粒子群滑模控制策略

针对热风炉燃烧控制存在的纯滞后、大惯性和强干扰等问题,提出了一种基于并行协作骨干粒子群(Parallel Cooperative Bare-Bones Particle Swarm Optimization,PCBBPSO)优化全局滑模控制(Global Sliding Mode Control,GSMC)的热风炉空燃比控制策略;为改善热风炉空燃比控制系统动态特性,引入全局滑模策略,对燃烧系统进行优化控制,以提高系统稳定性,同时,基于热风炉燃烧系统存在的强干扰特性,利用并行协作骨干粒子群对干扰补偿进行调节以减小其对系统的影响,并求取最优控制率;仿真结果表明:与普通粒子群优化全局滑模和普通粒子群优化PID相比,该控制方法达到稳定用时分别减少了26.4 s和9.3 s,能够保持没有超调量,拥有良好稳定的跟踪和抗干扰效果;将该控制策略应用于某钢铁有限公司2200 m 3高炉配套热风炉,工程数据表明:在该空燃比策略的控制下,热风炉空燃比上下波动幅度仅为8.20%,拥有波动小、稳定性好和抗干扰性强等特点,动态响应较好,能够满足热风炉工程实际应用的需要。

高炉热风炉冷却水系统的改造与应用

莱钢两座1880m^(3)高炉原设计的热风炉冷却水量已不能满足高炉现阶段冷却需要,热风阀破损数量增多,影响到高炉的正常生产和运行效率;通过对炉体冷却系统改造,优化了热风炉冷却水系统,增加了热风阀水量、提高了水压,强化冷却后收到了良好效果,确保了高炉的稳定运行。

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%。

废气再循环技术在温室柴油热风炉中的应用

针对目前使用的温室柴油热风炉存在的热利用率低和排放污染问题 ,提出了利用废气再循环 (EGR)技术来提高柴油热风炉热效率的方法 ,并研制出一种适用于温室内应用的全数字式智能监控柴油热风炉 EGR热交换设备 ,并阐明了其结构及工作原理。试验结果表明 ,该方法引入的废气量最好为总进气量的 5 0 %～ 70 % ;当 EGR率为 6 0 %时 ,与无 EGR率比较时 ,可提高热利用率 17.6 % ,节约了能源 ,并且还降低了排放污染。它是替代传统柴油热风炉加温方式的理想系统 。

热风炉助燃风机变频调速技术的应用

本文介绍了变频调速技术在热风炉中的应用。结果表明,助燃风机变频调速系统能很好地实现冷风恒压送风,稳定冷风流量,节省能源,很好地满足了热风炉烧炉的要求,效益十分明显。

高风温长寿热风炉设计的一些问题

根据国内外热风炉的状况,提出了我国高风温长寿热风炉的设计目标:风温1250℃,寿命25～30年。为了实现此目标,应该做好如下工作:开发新型高效格子砖;注意防止晶间应力腐蚀;对于耐火材料在严格蠕变要求的同时应增加热稳定性的要求;改进热风管道系统的设计;设置功能完善的自动控制系统。

卡鲁金顶燃式热风炉的流场结构及组分混合特性

建立了卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器内空、煤气流动混合过程的物理数学模型,通过模型实验和数值模拟研究了热风炉内的流场和组分混合特性,揭示空、煤气单吹情况下喷嘴中的流量均匀性以及格子砖对燃烧器出口气流的影响机理及规律,为燃烧器的设计和改造提出了建议。

国外热风炉发展综述

通过对热风炉的结构型式、耐火材料材质、燃烧器、高风温技术等问题的探讨,介绍了国外对这些问题的解决方案,并结合我国热风炉发展实际,对我国热风炉未来的发展方向和趋势做了一些设想.

紧凑型蓄热式热风炉的开发

针对目前热风炉系统复杂及热风温度低等问题,基于蓄热式技术原理开发了一种紧凑型蓄热式热风系统,并分析了其优势。该系统采用单燃烧室对应多蓄热室的形式使得系统结构紧凑;采用蜂窝式蓄热体作蓄热介质使得设备结构紧凑,提高了换热效率,解决了风温低的问题;将燃烧室与蓄热室独立砌筑,整个工作周期内燃烧室稳定燃烧,蓄热室周期切换,使得控制系统紧凑。并在此基础上,设计了应用于竖炉焙烧系统的风量为30000m3/h,风温为900℃的紧凑型蓄热式热风炉。

热风炉蓄热室内气流分布的计算机模拟研究

应用紊流三维数学模型对内燃式热风炉内冷风在蓄热室中的分布进行了研究 ,模拟发现其分布极不均匀 ,大大地降低了热风炉的蓄热能力。通过计算机模拟寻求改善其分布的途径。同时把模拟结果应用到了生产实际中 ,实践证明该研究成果有显著的经济效益。

基于FLUENT的热风炉蓄热室传热及操作制度研究

为获得热风炉蓄热室内气体及格砖温度随时问的变化规律,用FuJENT软件建立了热风炉蓄热室温度场计算的简化模型,并进行了蓄放热过程的模拟计算。在分析不同操作制度下热风炉工作特点的基础上,比较计算了具代表性的三座热风炉在二烧一送、一烧二送和半交叉并联三种操作制度下的风温变化状况和热效率。模拟计算结果表明:该方法可以得到符合设计计算精度要求的模拟结果,可以方便地进行蓄热室传热特征分析,预测热风炉在不同操作制度下的工作特点,为热风炉生产选择优化操作制度提供了便捷有效的方法。

特大型高炉高风温新型顶燃式热风炉设计与研究

对首钢京唐5500m^3特大型高炉高风温新型顶燃式热风炉的技术特征进行了总结。认为,对于特大型高炉高风温新型顶燃热风炉每个环节的设计,都必须运用现代科学的技术手段,进行科学理论的分析计算、仿真模拟、实验室冷态试验、热态模拟试验、现场测试等研究,以确保特大型高炉高风温新型顶燃式热风炉设计的优化。

宝钢热风炉拱顶钢板防腐蚀的探讨

由于热风炉在燃烧过程中产生大量的NOX等气体,在一定条件下这种含有NOX的高温气体通过炉内耐火材料缝隙对炉壳钢板产生严重的腐蚀,会带来严重的安全隐患,影响正常生产。为防止炉壳钢板的腐蚀,设计中选用耐酸涂料对钢板进行防护。通过对不同耐酸涂料进行对比试验,选择出适合热风炉使用条件的合理的耐酸涂料。

基于神经网络遗传算法高炉热风炉空燃比寻优

利用某钢厂高炉热风炉历史数据,提出一种基于神经网络遗传算法寻求高炉热风炉最佳空燃比的方法。文中结合热风炉操作工艺及专家经验分析了高炉热风炉空燃比、拱顶温度与热效率的关系,并通过BP神经网络建立了准确的描述拱顶温度与包括空燃比在内变量的非线性函数关系,最后利用遗传算法进行寻优计算得出最佳空燃比的参考值。仿真结果表明,该方法建立的非线性函数关系准确,通过遗传算法计算得到的空燃比能显著提高热风炉燃烧热效率。

鼓风管对热风炉鼓风室气流分布的影响

利用计算流体力学方法研究了鼓风管数目和布置方式对高炉内燃式热风炉鼓风室内冷风气流分布的影响。由k-ε双方程湍流模型建立了数学模型,并采用SIMPLE算法进行计算。模拟结果表明:不论是单管鼓风还是双管鼓风,都存在着比较严重的“偏流”现象;中心单鼓风管鼓风比偏侧单鼓风管鼓风更有利于鼓风室内气流分布;对称双鼓风管鼓风比单鼓风管鼓风更有利于鼓风室内气流的均匀。