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%。

内燃式热风炉全周期操作优化数值模拟研究

以某钢厂内燃式热风炉为研究对象,采用热风炉整体三维稳态CFD模型与蓄热室格子砖单孔道二维非稳态CFD模型相结合的数值模拟方法,对热风炉内燃烧、流动和传热过程进行计算,预测送风温度,确定热风炉燃烧期的最佳操作条件。数值模拟结果表明,将热风炉整体三维稳态模型的计算结果作为蓄热室格子砖单孔道二维非稳态模型的入口边界条件,能够准确模拟热风炉在各操作时期的热状态。热风炉燃烧期的最佳操作条件是空气消耗系数在1.0~1.1范围内,进入蓄热室的烟气平均温度最高可达1390℃,热风温度最高可达1214℃。

柱流多旋流大功率顶燃式热风炉的开发与应用

热风炉是高炉炼铁工序中的重要设备之一。宏兴钢铁有限公司1号高炉原配置的小帽子顶燃式热风炉因其固有的结构限制导致送风风温常年低于1 200℃、氮氧化物排放浓度高达100 mg/m^(3)以上,吨铁煤气消耗高达550~590 m^(3),影响了公司“降本增效”目标的实现。河南省豫兴热风炉技术有限公司使用其自主创新研发的豫兴柱流多旋流大功率顶燃式热风炉技术对其进行了技术改造,豫兴柱流多旋流大功率顶燃式热风炉通过采用独特的4排多旋流、多角度喷嘴结构,使燃烧室内煤气和空气充分混合燃烧,增大了燃烧器燃烧功率和效率,提高了风温,降低了煤气消耗;通过优化燃烧器拱顶高径比和上下部直径比,全面消除应力降低燃烧室高度,缩短烟气在高温区的运行距离和停留时间,降低空气过剩系数等技术手段,保证热风炉安全长寿和氮氧化物低浓度排放。改造后,热风炉送风风温稳定在1 250℃左右,氮氧化物控制在50 mg/m^(3)左右,吨铁煤气消耗350 m^(3)左右,单座热风炉格子砖蓄热能力和换热面积增加31%。

大型高炉集成技术及装备的应用实践

高炉大型化是炼铁发展的趋势,在大型高炉建设中研发、集成了一系列技术先进、成熟可靠、节能降耗、高效长寿、绿色低碳的集成技术及装备,重点对新型铁钢界面技术、炉顶均压煤气回收技术、高炉长寿综合技术、高炉顶燃式热风炉技术、全干法布袋除尘技术、现代化出铁场综合技术、高富氧大喷煤技术等主要技术和装备进行详细阐述并予以应用实践。将该系列技术成功应用到山钢日照公司5100 m^(3)高炉上,高炉投产后主要技术经济指标均达到了国内领先水平,并推广应用到莱芜分公司3800 m^(3)高炉和邯钢老区搬迁3700 m^(3)高炉中,为实现高炉“高效、优质、低耗、长寿、环保”的目标打下了坚实的基础。

秸秆捆包直燃热风炉的应用

粮食烘干是粮食收储运环节中的关键一环。粮食不干燥易造成粮食霉变、发芽等损失。几千年来,我国农户一直采用自然晾晒的方式,但随着城镇化的快速发展,受场地限制等因素,对于产粮区自然晾干不能满足粮食干燥需要。粮食烘干能精准控制水分,粮食品质有保障,不仅能减少损失而且降低劳动强度。

内燃式热风炉燃烧器结构优化

在钢铁冶金行业中,热风炉是一种重要的加热设备。它能够提供高温空气来干燥物料、预热后续工序等。随着国家对环保要求越来越高,传统的燃煤或燃气热风炉已经不能满足新时代下的生产需要了。文章通过内燃式热风炉燃烧器结构设计及数值模拟,研究出一种新型燃烧器,以期为相关学者提供参考。

酒钢2号高炉6# 热风炉顶燃式改造实践

热风炉是高炉炼铁工艺的主要配套设备之一,其作用是为高炉提供持续不断的热风。酒钢2号高炉6#热风炉为霍戈文型内燃式热风炉,后期使用过程中出现燃烧室靠蓄热室侧耐火砖塌落和开裂变形情况,热风炉送风温度急剧下降无法满足高炉正常生产。通过进行顶燃式悬链线热风炉改造,较内燃式增加了蓄热体重量,提高了热风炉送风温度,降低了高炉焦比和生铁成本。

罗茨风机用于热风炉长期烘炉保温的实践

由于国家钢铁产能过剩,榆钢公司对生产做出调整,2800 m^(3)高炉停炉检修。根据热风炉生产工艺要求,3座热风炉需长期烘炉保温,采用变频控制的小功率罗茨风机代替大功率空压机来保证热风炉烘炉保温所需的助燃空气,是节约电能的有效手段,经济效果明显。

热风循环自动烘茧机与江苏83型灶的应用比较

鲜茧烘干可有效防止蚕蛹、寄生蚕体的蝇蛆羽化和蛹体腐烂、茧层霉变等现象,有利于保全茧质。本文比较了热风循环自动烘茧机与江苏83型灶的烘茧效果,结果显示,热风循环自动烘茧机的优势明显,有利于提高蚕茧解舒率和净度等指标。

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。