Dome Combustion Hot Blast Stove for Huge Blast Furnace

In Shougang Jingtang 5 500m 3 huge blast furnace ( BF ) design , dome combustion hot blast stove ( DCHBS ) technology is developed.DCHBS process is optimized and integrated , and reasonable hot blast stove ( HBS ) technical parameters are determined.Mathematic model is established and adopted by computational fluid dynamics ( CFD ) .The transmission theory is studied for hot blast stove combustion and gas flow , and distribution results of HBS velocity field , CO density field and temperature field are achieved.Physical test model and hot trail unit are established , and the numeral calculation result is verified through test and investigation.3-D simulation design is adopted.HBS process flow and process layout are optimized and designed.Combustion air two-stage high temperature preheating technology is designed and developed.Two sets of small size DCHBSs are adopted to preheat the combustion air to 520-600℃.With the precondition of BF gas combustion , the hot blast stove dome temperature can exceed 1 420 ℃. According to DCHBS technical features , reasonable refractory structure is designed.Effective technical measures are adopted to prevent hot blast stove shell intercrystalline stress corrosion.Hot blast stove hot pipe and lining system are optimized and designed.After blowing in , the blast temperature keeps increasing , and the monthly average blast temperature reaches 1 300℃ when burning single BF gas.

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。

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。

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。

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。

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℃。

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。

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。

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。

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。

高风温热风炉设计理念的调整及相关问题讨论

通过研究热风炉换热面积和废气温度对于传热过程的影响,提出了调整高风温热风炉设计理念的建议,并重点对相关问题进行了讨论。设计理念调整后,可以强化热风炉的换热过程,缩小拱顶温度与送风温度之间的差值,在较低的燃烧温度下获得高风温。这样既缓解了热风炉高温热量供给不足的困难,又避开了燃烧过程大量形成NO_x的温度界限,而且热风炉系统具有较高的热效率,有利于炼铁系统节能减排。

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。

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。

热风炉燃烧过程智能优化控制方法的研究

为了实现在不同工况条件下通过调整空燃比使热风炉燃烧系统保持在能耗最低、效率最高下运行,根据高炉生产的特点和蓄热式热风炉燃烧方式,设计了以模糊BP神经网络为智能优化算法的自寻优控制策略,实现了PID控制器参数实时、动态、精确的调整,实现了动态PID参数的准确调整,保证了煤气流量和空气流量的合理比值;经仿真结果表明,该系统不但有效地解决了传统热风炉的燃烧控制系统非线性、建模难和强耦合性的问题,而且使热风炉处于安全、节能的燃烧状态。

热风炉燃烧系统研究现状

分析了当前国内外热风炉的各种高风温技术,提出了通过测量热风炉拱顶、格子砖、烟道废气、高炉煤气及助燃空气等的温度,建立数学模型,达到自动控制空燃比,从而实现对燃烧系统优化控制的研究方向。

高炉热风炉采用的双预热技术

鞍钢新5号高炉2008年大修过程中,在热风炉系统采用了助燃空气、高炉煤气双预热技术。助燃空气预热是通过建2座卡普金式顶燃式预热炉来实现的,高炉煤气预热是通过在热风炉烟道上设置一台管式换热器回收烟气余热来实现的。这种双预热技术实现了在使用100%高炉煤气条件下达到风温1200℃的目标。