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。

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NOx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NOx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。

基于模糊神经网络的热风炉温度智能控制研究

钢铁工业始终是我国现代工业的支柱之一,在经济和社会方面都有着重要的影响,钢铁是现代工业发展的重要基础材料。随着我国工业化水平的不断提高,对钢铁的需求也在不断增加,因此钢铁的冶炼生产直接关系到我国的基础设施建设。热风炉属于热动力机械,是工业冶炼生产的的重要设备,其控制系统直接关系到高炉蓄热以及节能问题。本文在现有文献资料基础上综合分析了模糊神经网络控制系统、热风炉燃烧变化过程包括温度的变化以及智能燃烧控制策略,针对性提出了基于模糊神经网络的热风炉温度智能优化方式,最后对设计的模糊神经网络温度控制进行了系统仿真研究,发现应用模糊神经网络能够使得热风炉温度较快的到达稳态,从而提升了热风炉自动燃烧的控制效果。

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℃。

九钢4号高炉热风炉快速凉炉及烘炉实践

因九钢4号高炉3座顶燃式热风炉热风出口及支管经常出现发红跑风的现象,故利用这次大修机会,对其进行凉炉检修。通过制定合理的硅砖热风炉凉炉方案,采用助燃空气从下部经冷风管道通风冷却的方式,按照计划凉炉曲线降温实现了安全顺利的凉炉。对此次凉炉总结操作经验,为今后硅砖热风炉凉炉及烘炉提供重要参考。

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。

顶燃式球式热风炉烧炉过程温度场建模

针对热风炉烧炉过程中蓄热体温度难以实时在线检测的难题,结合计算流体动力学以及传热学,建立顶燃式球式热风炉烧炉过程温度场分布模型。首先,在综合分析炉内的煤气燃烧反应、烟气湍流规律和蓄热体与烟气动态热量交换过程的基础上,建立热风炉的烟气流动模型和融合蓄热球自身热传导的局部非热平衡多孔介质模型;其次,根据实际现场检测的温度、流量和压力合理设定所建模型的定解条件;最后,采用有限体积法对模型进行求解,得到热风炉的温度场分布。研究结果表明:所建立的模型能够正确、有效地模拟热风炉烧炉过程的温度场分布,模型温度计算值与实测拱顶温度的平均相对误差低于1%,与实测废气温度的平均相对误差为2.6%。

顶燃式热风炉烟气分布的研究

分析了顶燃式热风炉烟气分布的状况及其后果 ,通过模型试验 ,研究了拱顶过渡段高度、燃烧器布置方式及火道倾角对烟气分布的影响关系 ,得出了经验公式 ,并据此为热风炉的设计与改造提出了建议。这些措施可有效地提高顶燃式热风炉的热效率和风温 ,并节约投资 。

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。

首秦卡卢金热风炉技术研究进展

综述首秦一期1200m3高炉上引进国际先进水平的俄罗斯卡卢金顶燃式热风炉,通过仿真和冷态试验研究了其流场分布,并介绍其投产基本情况,为该技术推广应用和改进设计提供参考。

热风炉冷风分布计算机模拟

应用紊流三维数学模型模拟内燃式热风炉内冷风在格子砖柱中的分布，讨论了加设不同宽度不同布置的导流板对气流分布的影响，寻求改善其分布的途径。

顶燃式热风炉多火孔无焰陶瓷燃烧器的研究与应用

通过冷态模拟试验,研究了多火孔无焰陶瓷燃烧器的阻尼特性、喷口流体的均匀性、燃烧室以及扩张段的流场特性,开发和设计了一种顶燃式热风炉用多火孔无焰陶瓷燃烧器,实践表明,在单烧高炉煤气的情况下,使用该燃烧器的热风炉可稳定提供1200℃风温,热效率达到78.95%,节能效果明显。

热风炉蓄热室内温度场的简化模型

建立了热风炉蓄热室内温度场计算的简化模型 ,对该模型用于预测热风炉蓄热室的热力行为是满意的。采用本模型模拟的结果表明 ,热风炉蓄热室内的温度分布在烧炉过程和稳定送风过程中具有较大的不同。同时 ,不同热物性的格砖也会极大地影响蓄热室的热交换行为。该模型对于热风炉的设计运行具有直接的工程指导意义。

考贝式热风炉拱顶空间烟气分布的数值模拟

应用大型商用计算流体力学软件CFX4·3,选用k-ε湍流模型和SI MPLE算法对新钢1200m3高炉考贝式热风炉拱顶空间内烟气分布进行了数值模拟计算.模拟结果表明:悬链线形拱顶比半球形拱顶的烟气分布均匀;在一定范围内,随着悬链线形拱顶高度的增加,在蓄热室横截面上的烟气分布趋于一定程度的均匀.

热风炉辅助设计的仿真模型

研究热风炉提供热风优化控制,要求设计出高效且经济的热风炉,热风炉数向高炉提供稳定高风温。针对热风炉设计要求,合理选择参数,保证系统稳定性。为控制高炉温度的稳定性,提出采用数值仿真方法建立热风炉内燃料燃烧、蓄热室热交换相关的稳态与非稳态热工计算的热风炉全过程仿真模型;仿真蓄放热过程中对格砖的非稳态温度变化可进行热风炉设计参数调整和优化。热风炉工程设计示例的仿真结果表明,反映热风炉对蓄热室格砖温度控制保证了稳定分布,并验证了模型的正确性与适用性,为热风炉辅助设计提供了便捷的工具。

济钢顶燃式热风炉烟气分布研究

运用CFD软件对卡鲁金热风炉和ZSD热风炉的气体燃烧和流动进行了数值模拟,得到燃烧室出口烟气速度的分布,并对卡鲁金热风炉燃烧室出口烟气的压力和温度分布进行了测试,分析了两种炉型燃烧室的结构特点。结果表明,卡鲁金热风炉燃烧室出口烟气分布的均匀程度大大高于传统的ZSD热风炉,其结构特点对ZSD热风炉的改造有很大的参考价值。

秸秆成型燃料热风采暖炉炉膛温度分布试验与分析

[目的]了解生物质成型燃料热风采暖炉炉膛的温度分布。[方法]在风门αpy为1.20、1.60、2.30、3.50 4种工况下,分别对秸秆成型燃料热风采暖炉炉膛温度分布进行分析。[结果]炉膛垂直方向、深度方向4种不同工况的温度变化呈现相似规律,炉膛宽度方向的温度分布不同。在燃料层内,炉温增加到一定程度突然增高,达到最高值。进炉口处炉温较低,距炉口15 cm处4种工况的炉温达到峰值。工况2、3炉膛空气与燃料混合良好,燃料燃烧速度快,炉温较高,且随炉膛深度增加,炉温变化幅度小。[结论]当αpy为1.6时秸秆成型燃料热风采暖炉的炉膛温度在炉膛垂直方向、深度方向、宽度方向分布均匀,燃料燃烧速度快,燃烧效率高。

生物质热风炉燃烧器的数值模拟研究

根据生物质燃气的特点及燃烧稳定性的需求,对燃烧器进行了必要的结构设计。在对生物质热风炉进行试验的基础上,建立了相应的三维分析模型;湍流燃烧模拟采用标准κ-ε模型,通过求解动量方程和能量方程,模拟了生物质燃气的燃烧过程,得到了燃烧器的温度场、流场及生物质燃气各组分的质量分数等高线图,并通过试验验证了分析模型的正确性,为相关设备的设计、模拟、优化及应用提供了有价值的数据。

迁钢2号高炉热风炉系统高风温技术研究

针对使用单一高炉煤气实现热风炉1250℃以上的风温问题,比较分析国外内各项空煤气预热技术,认为迁钢2号高炉采用高温预热炉和分离式热管换热器等技术相结合工艺方法实现高风温是较佳方案。为此,利用仿真、试验等手段,系统研究了预热热风炉、霍戈文热风炉和混风炉等关键设备的炉内流场、温度场等分布的均匀性问题。研究结果表明,预热热风炉具有炉顶、炉墙温度低、燃烧完全等优点,能满足高风温热风炉系统使用要求,但中心存在回流问题;霍戈文热风炉流场均匀,但存在偏流,燃烧不完全问题;设计简单的混风炉和改进的高风温管道,均能满足使用要求。通过烟气残氧、CO浓度测试表明,预热炉和霍戈文热风炉的燃烧状况与仿真基本一致。投产应用表明,迁钢热风炉系统实现了高风温,降低高炉焦比、煤比,实现了高炉工序的节能。

热风炉冷风分布的计算机模拟研究(Ⅰ)

应用紊流三维数学模型模拟内燃式热风炉内冷风在格子砖柱中的分布，讨论了加设不同高度的竖直导流板对气流分布的影响．结果表明，通过在支柱空腔内加设竖直导流板可以抑制主流股正对前方的边缘气流，使主流股在整个畜热室断面上展开而不形成大的回旋流；若竖直导流板位置向下，则边缘气流减弱，中心气流加强，反之，边缘气流加强，中心气流卷吸加强；