燃料对阳极焙烧炉燃烧过程影响的数值模拟

针对燃气的阳极焙烧炉和燃油的阳极焙烧炉炉内燃烧情况,本文采用数值模拟的方法和CFD软件分别进行了计算与分析,并对比了两种燃料对阳极焙烧炉运行情况的影响,认为燃气阳极焙烧炉的综合性能优于燃油阳极焙烧炉。     

燃气式真空热处理炉技术研究开发及应用

本文概论述了燃气式真空炉技术的发展概况，重点阐述了燃气式真空炉的主要炉型，结构及特点，以及蓄热式辐射管燃气真空炉技术的特点，HTAC烧嘴结构，炉内温度分布，热平衡计算和NOx特性等，同时简介了电炉和燃气真空炉的技术经济效益比较，并对我国高温空气燃烧技术和天然气燃气处理技术设备的研究开发和推广应用进行了探讨。     

低压天然气烧嘴的研制与锻造加热炉改造

针对现有锻造加热炉中天然气烧嘴无法在2~8kPa低气压条件下实现正常点火或燃烧的现象,通过分析燃烧装置工作原理和气体燃料燃烧原理,以及加热炉火焰的流动方式、气流速度、燃气发热量及空耗系数等影响因素,对烧嘴和加热炉结构进行改进。通过增加烧嘴中央气流孔、加大中央孔直径、调整喷孔直径和数量等方法,设计了DTX3、DTX4和DTX5这3种结构的烧嘴,分别进行了点火及火焰试验,试验结果表明,DTX5烧嘴性能改善最显著。并采用DTX5新型烧嘴对加热炉进行风量计算、防爆筒结构及双层火焰设计改造与试验。试验结果表明,DTX5新型烧嘴适用于天然气压力2~8kPa、空气压力0.6~3kPa、调节比1∶8、火焰长度1~3m;改造后加热炉炉温均匀,炉温控制精度达±6℃,高出同类设备温控精度40%以上,生产率提高75%。     

燃气自身预热烧嘴的应用

较为全面系统地总结了本单位应用燃气（天然气）自身预热烧嘴的成功经验，通过热平衡测试的方式，找出了这种烧嘴的节能机理、改造前后的节能数据对比、改造费用投入与节能回收的时限。在实践的基础上，提出了进一步提高节能效率的措施。     

燃气自身预热烧嘴的应用

较为全面系统地总结了本单位应用燃气（天然气）自身预热烧嘴的成功经验，通过热平衡测试的方式，找出了这种烧嘴的节能机理，改造前后的节能数据结比、改造费用投入与节能回收的时限。在实践的基础上，提出了进一步提高节能效率的措施。     

城市燃气管网阴极保护可行性与设计要点

城市燃气管网阴极保护设计是天然气工程应用中的热点与难点。在分析城市燃气管网腐蚀与防护状况的基础上,重点结合2012年拉萨市设计实践,论证了对城镇燃气管网进行阴极保护的必要性、可行性。并总结探讨了城镇钢质燃气管网阴极保护设计中的要点和注意事项。     

城镇燃气钢质管道带压焊接工艺研究

阐述城镇燃气钢质管道带压焊接的意义,分析带压焊接工艺中避免产生氢致裂纹的条件。按照相关标准的要求,确定带压焊接适用范围。采用管材为Q235B,规格为D426 mm×7 mm的管件制成试验装置,以水代替天然气,模拟燃气管道实际运行条件,进行带压焊接试验,对试样进行检验。结果表明,在运行压力不大于0. 4 MPa,规格为D426 mm×7 mm的燃气钢质管道上实施焊接,可以避免产生氢致裂纹,同时对实施带压焊接工艺提出了合理化建议。     

燃气不换向蓄热式熔铝炉

蓄热式熔铝炉是一项先进节能技术，但至今在铝行业普及率不高，主要是一次性投资较大，维修费用较高。新近开发的燃气不换向蓄热式烧嘴，设备投资少、系统简化、设备故障少，使用安全可靠。     

无人机在城镇高压燃气管道巡线中的应用

天然气高压管道遍布佛山市内五区，负责接收所有进入佛山的燃气气源，对城市燃气供应发挥重要作用。成为推动佛山经济发展的重大能源动力。佛山市高压燃气管道分布错综复杂，管道遭受破坏的因素众多，人工巡检难以全面覆盖。随着无人机技术的日渐成熟，自2015年佛山市天然气高压管网有限公司引入无人机巡线技术，极大提高了巡线效率，使得高压管道巡查覆盖面达到最大化。在完成巡线任务的同时，还可利用无人机观测燃气场站情况，让燃气场站管理效率得到提高。本文结合实际巡线情况，对比了多旋翼和固定翼两种无人机的类型和性能，分析了无人机应用的可行性，选择适合高压燃气管道巡查工作的无人机类型，并明确后期的研究方向。     

提高燃气炉回火工艺炉温均匀性的研究与应用

为满足铸件回火工艺高精度炉温均匀性的需要，基于室式燃气热处理炉，对影响温度均匀性的因素进行研究。设计了新结构组合均火托盘，采用高速烧嘴和微脉冲燃烧技术，以及Fuzzy-PID温度智能控制相结合的技术路径，解决均匀加热的难题，取得了±5℃的良好使用效果。     

高效低污染燃气燃烧器燃烧特性的数值模拟

运用流体动力学软件Fluent6.3对自行设计的燃气燃烧器的燃烧性能进行了数值模拟研究,分析了不同外圈助燃空气和中心辅助空气配比条件下炉膛内的速度场、温度场以及NOX的生成情况,并对试验结果进行了验证.结果表明,采用适当的外圈助燃空气和中心辅助空气比例,该旋流燃烧器的燃烧性能稳定,燃料燃烧完全,烟气中可燃成分比例不超过0.06%(600 ppm);炉膛内温度分布相对均匀,炉内气体温度偏差不超过30℃,满足高效燃烧的要求;烟气中NOX的含量平均不超过0.006%(60 ppm),远远低于国家排放标准,可以很好控制燃烧产物对大气的污染.随着外圈助燃空气和中心辅助空气的比例增大,炉膛最高温度和平均温度降低,NOX生成量降低,加入空气总量增大,系统的热效率有所降低,但燃烧器产生的高温高速气流,强化了炉内的对流传热,可提高炉子生产率.     

基于CFD的差压式气动量仪主、测喷嘴流场分析及参数优化

提出一种基于CFD的差压式气动量仪主、测喷嘴流场分析方法,通过气体流动速度云图及压力云图直观地分析气体流动状态,为其参数优化提供依据。绘制差压气路特性曲线,对气动变换环节的各主要参数进行优化。该方法为差压式气动量仪的设计提供了参考。     

Study on prevention of angular distortion in fillet-welded T-joint by welding with a trailing reverse-side gas heating

Reduction or control of angular distortion without additional processes is demanded because it takes a lot of time and effort to correct the angular distortion of fillet-welded T-joints. In this study, the reduction or control of angular distortion of both sides of a fillet-welded T-joint by welding with trailing reverse-side gas heating was investigated through a welding experiment and its numerical simulation. First, the effect of gas heating position and intensity on the reduction in angular distortion was experimentally investigated using a gas burner. The results showed that angular distortion became smallest when reverse-side heating using the gas burner was located 50 mm backward of the welding torch. Also, the concentrated gas flame with increased propane and oxygen gas flow was effective for reducing angular distortion. It was clarified that the angular distortion could be controlled completely with an appropriate reverse-side gas heating condition. Next, the numerical simulation model of welding and gas heating was constructed based on comparison with the measured temperature histories and angular distortion. Through the numerical simulation of welding with a trailing reverse-side gas, more detailed understanding of the effect of gas heating condition on reduction in angular distortion was developed. In addition, it was confirmed that the gas heating position for the smallest angular distortion is dependent on the temperature distribution along the thickness of the flange plate.     

暂冲实验气源两级调压阀串联调压的参数设计及测试

高压气体轴承实验具有压力高、流量大等特点。而现有的气体轴承实验气源的压力调节方法由于工作压力低、流量小无法应用于高压和大流量工况。为了对高压气体轴承暂冲实验气源的输出压力进行控制,提出了两级自力式压力调节阀串联调压方法,通过计算确定了自力式压力调节阀的相关参数,并进行了实际测试。测试结果表明:两级串联阀组能使阀后压力在4 s内由1.2 MPa快速下降至设定压力,可实现压力的快速调节。因采用流程工业广泛使用的自力式压力调节阀作为主要调压部件,显著地降低了高压气体轴承暂冲实验气源系统的建设成本,获得了较好的输出压力稳定性,具有较高的工作可靠性。为小型实验室内的暂冲实验气源系统的压力控制提供了一种简单有效的解决思路。     

铝电解槽燃气焙烧启动过程中的非稳态温度场仿真

本文运用有限元分析软件ANSYS，针对几何形状和边界条件比较复杂的160kA铝电解槽．建立了1／4槽的几何模型和数学模型．对燃气法焙烧启动过程进行了非稳态温度场仿真。仿真结果表明：阴极表面温度分布均匀，温度梯度小，燃气焙烧能够满足铝电解槽预热启动的要求。同时仿真结果也为铝电解槽的燃气焙烧启动方法提供了一定的理论依据。     

烧嘴对蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的影晌

结合蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的特点,运用FLUENTUDF和FLUENTScheme混合编程,耦合用户自定义熔化模型和燃烧器换向及燃烧量变化模型,实现了蓄热式铝熔炼炉熔炼过程的数值模拟。依据优化原则,获得了熔炼时间随影响因子的变化规律：熔炼时间随着旋流数、燃烧器倾角、空气预热温度或天然气流量的增加而缩短;熔炼时间随着燃烧器间水平夹角或空燃比的延长,先减小而后增加：熔炼时间随着燃烧器高度的增加而延长。     

主气流温度对高压冷喷涂粉末速度和温度的影响

目的研究高压冷喷涂中,送粉气流在室温时主气流温度对冷喷涂粒子速度和温度的影响。方法利用计算流体力学软件FLUENT对冷喷涂流场进行数值模拟,分析不同送粉压差、不同喷管喉部直径的情况下,主气流温度对气体流场、粉末速度和温度的影响状况。结果送粉压差为0.1 MPa且喷管喉部直径为2 mm时,进入喷管的送粉气流流量占总气流流量的比值超过50%,此时提升主气流温度对冷喷涂粒子撞击速度和温度的提升幅度十分有限。在不改变送粉气流流量的情况下,增加喷管喉部直径可有效削弱送粉气流对粒子加速的不利影响。结论考虑送粉气流时,主气流温度对冷喷涂粉末沉积效果较弱,为了提高冷喷涂粉末沉积效率应保证顺利送粉的前提下尽可能地减小送粉气流流量,并且在设计喷管时应适当增加喷管喉部直径。     

气体辅助挤出中影响气垫形成及稳定性因素分析

对一种新型挤出技术———气辅挤出中的气垫层形成及其稳定性影响因素进行了实验研究和分析,对气体压力的研究表明,当气体压力高于熔体压力时,气流就会影响到挤出口模内熔体的流动,使挤出物表面出现竹节状突起,但气体压力太低时(实验条件下低于0.2MPa)形成不了稳定的气垫膜层;气体流量的大小影响到气垫层的厚度和气垫层内气体的速度,并可通过调整气体流量控制挤出物的截面尺寸;气体温度影响到气垫层的稳定,为保持稳定的气垫层,气体温度应保持和口模温度一致。     

焙烧生产与恩德炉煤气配套生产合理值探讨

铝用阳极生产中,焙烧工序采用的燃料主要有重油、天然气、煤气三种,天然气热值在8500kcal/m3(N)以上,重油热值可达9500 kcal/kg以上。对于这两种燃料,普遍的炉室设计、设备配备都能够满足焙烧炉产能的自由调整,对于恩德炉制备的冷煤气,其热值在1000kcal/m3(N)～2000kcal/m3(N),要根据实际热值制定合理的产能,保证限定条件产能最大化,又要维持车间的整体生产稳定。本文着重对焙烧生产的综合状况与煤气热值的关系进行阐述。     

高压气淬过程的数值模拟

应用有限体积法建立了数学模型,对高压气淬过程中气体的速度场、气体和工件的温度场以及工件内部的组织场进行了耦合计算,针对一组小棒料高压气淬的模拟结果,分析了气体流动、工件温度与相变各自的影响因素以及它们之间的相互影响,指出几何模型准确建立的重要性.另外通过模拟结果与实测冷却曲线的比较,该模型基本反映了高压气淬过程,其中加入相变计算能更符合实际,并且还能预测出工件的最终组织.应用本文中的相变计算模型,相变的计算结果与工件金相照片中的实测结果基本吻合.