阳极炉气相燃烧过程数值仿真研究

以装配某天然气烧嘴的阳极炉为对象,针对其熔体上部空间内的燃烧过程开展数值仿真研究。对仿真结果进行分析后发现:阳极炉保温期时,阳极炉炉膛内部烧嘴两侧区域均存在较大的回流,炉内最高温度为2 311 K;氧化期时,由于烧嘴右侧形成回流,因此炉内火焰出现向右偏转的现象并造成单侧炉壁温度偏高,阳极炉中心气相最高温度为2 506 K。     

天然气单蓄热烧嘴富氧燃烧的数值模拟

建立了天然气单蓄热烧嘴的物理模型和数学模型,采用CFD软件对蓄热式烧嘴的燃烧过程进行了三维数值模拟。研究表明:氧气浓度的提高可以提高炉内温度,增加火焰的长度和直径,提高烟气黑度,从而加强炉内的传热。     

步进式加热炉富氧MILD燃烧流场与温度场的数值模拟

针对富氧MILD燃烧步进式加热炉,应用Fluent软件建立了炉内流动与传热的数学模型,对加热炉内流场、温度场进行了数值模拟,得到了炉内详细的速度温度分布.结果表明:侧烧嘴加装高速氧枪可以实现加热炉富氧MILD燃烧.高速射流卷吸大量烟气形成巨大的回流区流场,其卷吸率最高可达21.高速射流在卷吸作用下速度急剧下降,1 m内从220 m/s下降为30 m/s.炉内温度分布均匀,无集中高温区,预热段平均温度为1175 K,加热段平均温度为1521 K,均热段平均温度为1580 K.     

单侧上烧嘴均热炉上应用高速烧嘴的流场研究

本文提出在单侧上烧嘴均热炉上使用高速烧嘴的设想,针对该设想设计制作了有机玻璃质的相似物理模型,借以试验研究使用高速燃烧器后此均热炉炉内的冷态流场特征。从定性和定量两方面探讨了炉内流场的影响因素,表明了在此类均热炉上使用高速烧嘴是可行的。     

长坑均热炉采用高速烧嘴的试验研究

本文拟以某钢厂单侧上烧嘴长坑均热炉进行的技术改造项目为研究对象,对采用高速烧嘴的炉内流场进行了冷态模拟试验研究。探讨了烧嘴设置、烟道内增设挡墙等对炉内气流循环的影响。考虑均热期炉子处于中低负荷,进行了烧嘴负荷变化与相应减少烧嘴个数的对比实验,所得结果为炉型改造设计和生产实践提供了理论依据。     

加热炉烟气反吹系统对蓄热体的影响

蓄热式加热炉在煤气换向阀切换为抽烟气时,烧嘴内的残余煤气与高温烟气发生二次燃烧,导致烧嘴局部温度瞬间高于蓄热体的最高使用温度,在高温和氧化铁粉末的共同作用下会造成煤气烧嘴第1层蓄热体出现开裂、变形、气孔堵塞的现象。研究了在加热炉上增设一套烟气反吹系统以解决蓄热体局部过烧的问题。实际应用效果表明,该系统以低温烟气将煤气烧嘴及支管内的残余煤气置换到炉内进行燃烧,不仅能杜绝煤气在烧嘴内发生二次燃烧,有效地控制蓄热体温度,延长其使用寿命,还能大幅度降低烟气中CO的含量,减少化学能耗损失和环境污染。     

直接火焰冲击加热技术的研究与开发

为研发直接火焰冲击加热技术，设计了一种三重同心管逆扩散燃烧直接火焰冲击加热烧嘴，燃气采用丙烷，氧化剂中氧的体积分数为40%～70%，实现富氧燃烧。系统研究了燃气流量、氧化剂氧含量、空气过剩系数、烧嘴内外层通道氧化剂分配比例等燃烧工艺参数对烧嘴火焰形态和燃烧特性的影响，并在此基础上设计出窄间距多火焰烧嘴，提出了高温火焰温度间接测量方法。研究结果表明，三重同心管烧嘴外层通道微小氧化剂流量起到稳定高速火焰的作用。内外层氧化剂流量分配比例为20∶1时，火焰温度最高。各种燃烧工艺条件下，火焰温度都随着氧化剂中氧含量的增加而增加，火焰温度最高点距烧嘴出口的距离在70～120mm范围内。     

平焰燃烧加热炉内流体流动的数值模拟

采用有限体积法开发了ALE框架下的三维非稳态流体流动的数值模拟程序，对包钢平焰燃烧加热炉内的冷态流场分布进行了计算模拟，并且为了优化炉内流体流动，改进了旋流烧嘴的设计。模拟结果显示：采用优化烧嘴后炉内气流分布更加合理,建议生产中采用优化设计烧嘴。     

在超长退火炉上采用高速烧嘴的试验研究

本文以某钢厂对超长退火炉采用高速烧嘴为研究对象,对冷态流场进行了研究,探讨了烧嘴安装高度、布料位置与方式,以及排烟口大小对炉内气流循环的影响,对低负荷及低产量时炉内气流运动状态也进行了实验研究,所得结果为炉子设计提供了理论依据.     

19.8＊2.55米^2轧钢连续加热炉的改造

轧钢分厂是我厂自行设计和建造的,其中建有一台炉底面积为19.8×2.55米~2三段式连续加热炉.燃料采用我厂自产的发生炉煤气,发热值为5852千焦/米~3.烧嘴布置如下:加热段顶部设2排6个平焰烧嘴,侧墙两侧共设8个高速烧嘴,下部端墙设3个高速烧嘴,均热段顶部设2个平焰烧嘴,端墙设3个高速烧嘴.高速烧嘴喷出速度为80～100米/秒.当时燃烧能力分配为上加热和下加热各50%.由于上的急,竣工投产后发现该炉存在一些问题: