顶燃式热风炉周期性工作的数值模拟

提高高炉热风炉热风温度对于降低能耗、实现经济绿色发展具有重要意义。以某2 500 m3高炉热风炉为原型,建立了顶燃式热风炉的三维数学模型。采用Fluent软件对热风炉在“两烧一送”工况下烧炉和送风的过程进行多次连续性仿真模拟。选用可实现的k-ε湍流模型、P-1辐射模型和涡流耗散模型分别应用于模拟流体的流动、辐射传热以及化学燃烧。在此基础上,进一步分析了混烧不同比例的焦炉煤气对热风炉内部温度场和热风温度的影响。模拟结果表明,在这两个工作过程中,热风炉蓄热室内部温度相差200 ℃,这是冷风在蓄热室中所吸收的热量;混烧1%和2%焦炉煤气均可以提高热风平均温度20 ℃。     

海泡石密封焦炉蓄热室的使用效果

介绍几种焦炉蓄热室封墙的保温方式，梅山２号焦炉用海泡石密封蓄热室封墙，取得了机侧炉头平均温度提高了１５０℃，焦侧炉头温度平均提高３９℃、每月节约焦炉煤气６．５万ｍ＾３的显著效益。并且改善了操作环境，减少了调火工作量。     

顶燃式热风炉蓄热室气流分布的数值模拟

气流分布的均匀性是评判顶燃式热风炉蓄热室容积利用率的重要标准,直接影响到蓄热室的蓄热量和送风温度。采用数值模拟方法,应用标准k-ε模型、多孔介质模型求解了顶燃式热风炉的动量方程和能量方程,并进一步研究了蓄热室顶部不同结构对气流分布的影响。结果表明,传统平顶蓄热室气流分布呈现边缘速度大、中间速度小的趋势;将蓄热室顶部改为四周高、中间低的凸顶结构后,气流分布均匀度得到改善。     

焦炉蓄热室密封技术的应用

针对莱芜分公司焦化厂6#焦炉蓄热室密封不严的实际情况,研究应用焦炉蓄热室密封技术,制定了在线热修补方案,即采用半干法喷补废气盘两叉部承插缝,采用喷浆处理受损砖煤气道。密封处理后,焦炉各项工况指标良好,焦炉煤气消耗量平均减少了900 m3/h,废气温度平均降低了11.4℃,低温号炉头温度平均提高了76.6℃,改善效果较为明显。     

换向时间对加热炉蓄热室内温度分布的影响

采用高温空气燃烧技术的蓄热式加热炉在钢铁企业应用广泛。蓄热室是蓄热式加热炉的重要组成部件，换向时间是加热炉蓄热室的重要操作参数。为了探讨换向时间对蓄热室内温度分布的影响，以鞍钢连轧作业区1号加热炉为原型，搭建了加热炉蓄热室的试验装置。填充了10层蜂窝陶瓷蓄热体，开展了换向时间对蓄热室温度变化规律、沿蓄热室长度方向温度梯度变化规律影响的试验研究，分析了换向时间对蓄热室传热性能的影响。研究表明，蓄热室的温度随换向时间的延长呈现周期性变化。随换向时间延长，蓄热室平均温度呈现出先降低后升高的趋势，沿蓄热室长度方向的平均温度梯度先增大后减小。试验用加热炉的最佳换向时间为70 s，对应的热回收率、温度效率和综合传热系数分别为81.6%、91.4%和18.3 W/(m2·℃)。     

邯宝2号高炉低风温原因分析及应对实践

2016年以来邯宝2号高炉热风炉工况持续恶化,送风温度大幅下滑,烧炉和送风时均出现阻力过大现象,分析认为是热风炉蓄热室格子砖堵塞所致;通过热风炉的维护和高炉操作制度的调整,高炉可保持长期稳定顺行。     

利用焦炉煤气还原球团矿的研究

净化后的焦炉煤气具有较强的还原性能,在温度1100℃、配氧量6%的条件下净化时,(CO+H2)%达到了93.6%。调整此时的焦炉煤气温度,通入竖炉内还原球团矿,在其他条件一定时,焦炉煤气温度每升高50℃,竖炉气体出口温度升高约45℃;出铁温度每升高50℃,气体温度下降约15℃;竖炉反应温度对气体出口温度影响不大。     

轧钢加热炉蓄热室压力分布试验

蓄热式轧钢加热炉因具有节能环保优势，在钢铁企业应用广泛。然而，强制排烟和供风方式造成炉膛压力高、风机电耗大等负面影响。蓄热室是蓄热式轧钢加热炉的重要部件，弄清楚加热炉蓄热室内压力分布至关重要。与以往冷态试验或数值模拟研究不同，以鞍钢连轧作业区1号加热炉为研究对象，搭建了半工业试验装置，开展了热态试验研究。结果表明，排烟工况下，随着烟气流速增加，蓄热室各点的压力逐渐升高;供风工况下，随着炉膛温度升高，蓄热室各点的压力逐渐增加。对某一固定的蓄热室长度，排烟压力损失均大于供风压力损失;随着蓄热室长度增加，排烟压力损失和供风压力损失均随之升高。     

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。     

迁钢1号高炉新增热风炉设计与应用

对迁钢1号高炉新增热风炉工程设计与应用进行了总结。通过采用助燃空气高温预热、大功率陶瓷燃烧器、蓄热室优化设计、无过热低应力管系等先进技术,投产后热风温度稳步提升,年节约焦炉煤气9.0×10~7 Nm~3/t。     

武钢7.63 m焦炉蓄热室格子砖变形熔损原因探讨

分析得出武钢7.63 m焦炉部分焦炭偏生及废气盘处煤气泄漏等问题是因蓄热室格子砖变形熔损引起;接着对7.63 m焦炉71A～72三个蓄热室格子砖更换的准备工作、更换过程及更换后燃烧室的升温和恢复生产进行了介绍;最后得出,蓄热室格子砖变形熔损主要是由于7.63 m焦炉蓄热室的分格式设计、开工初期石墨问题及加热煤气和格子砖材质所引起;武钢7.63 m焦炉蓄热室格子砖更换恢复生产后横排曲线正常且废气盘处无煤气泄漏情况,焦炉顺产的同时也减轻了企业安全环保压力,给国内同行提供了借鉴.     

焦炉煤气驱动回热式燃气轮机装置热力学分析

建立利用富余焦炉煤气驱动的回热式燃气轮机装置模型,应用经典热力学和燃气轮机循环理论,对该装置热效率和输出功进行分析。通过数值计算,分析了煤气放散率、煤气富余率和回热器有效度等参数对装置性能的影响。结果表明:降低煤气放散率和提高煤气富余率时,装置的输出功都能得到提高;增加回热器后,装置热效率和输出功都得到了提高,焦炉煤气得到了有效的利用;分别存在1个最佳的压气机压比使装置热效率和功率达到最大值,即可通过合理选取压气机压比,使装置性能最优。     

空压密封技术在宝钢焦炉上的应用

介绍了空压密封技术的工作原理和在焦炉上的应用实践,并突出了空压密封技术在新建焦炉上所起到的作用以及在蓄热室上的应用。空压密封技术不仅可以修复焦炉炭化室炉墙面的砖缝、细小裂缝,还可以用于检查新建焦炉炭化室的密封性能,减少新建焦炉初装煤时炉体窜漏及炉门冒烟的问题。     

武钢7.63m焦炉空间温度探讨及应对措施

武钢7.63 m焦炉投产后空间温度达到980 ℃,特别是焦炉处于超负荷生产期间给焦炉安全生产带来极大威胁.通过降低加热煤气支管压力、降低标准温度、调节α系数、提高煤线等技术手段可以将空问温度控制在900 ℃左右,对有效缓解焦炉石墨堆积、稳定焦炉生产起到重要作用.     

焦炉加热自动控制系统的应用

介绍了采用蓄热室顶部温度控制焦炉自动加热系统的原理、特点及应用情况。结果表明系统投用后,有效提高了焦炉炉温的稳定性,使焦炉炼焦耗热量和焦炭吨焦耗煤气量得到明显降低。     

三维分格式焦炉蓄热室传热分析与数值模拟

通过构建真实比例的三维分格式焦炉蓄热室模型,利用CFD软件,模拟计算了实际炼焦过程中蓄热室内周期性非稳态的传热过程,计算值与实际测量值相吻合。结果表明,分格式焦炉蓄热室顶部空间处,在加热期内容易产生较强的气体涡流运动,加强了其与格子砖的换热作用,导致了加热初期的温度梯度异常;得到了不同高度的焦炉格子砖内气固两相温度的周期性变化规律。还考察了格子砖导热系数以及废气流量分配系数对于蓄热室换热效果的影响,发现格子砖导热系数的增大,将导致蓄热室温度效率降低、出口气体温降升高,变化规律呈线性相关;发现操作条件下最佳的废气流量分配系数约为0.94,该废气流量分配系数下的空气与煤气蓄热室的温度效率最为接近。     

干熄焦循环气体对焦炭烧损的影响分析

从空气导入量、循环气体中CO浓度的控制范围、CO2高温下与焦炭的反应能力等方面分析了循环气体各成分对焦炭烧损率的影响,循环气体中O2、CO、CO2的浓度均对焦炭烧损有显著的影响,尤其是CO2在温度高于730℃时对焦炭的烧损率有直接的促进作用,发生碳溶反应。并通过焦炭烧损率小型试验进行了确认,提出了在生产过程中可通过采用减小空气导入量、适当提高循环气体中CO浓度、降低CO2浓度以及洗涤脱碳等预防控制措施,降低焦炭烧损率和提高焦炭产量。     

多点供热对焦化过程影响的数值分析与优化

 针对多点供热式焦炉的结构特征以及工艺特点,建立了描述其内部流动、传热以及燃烧等过程的燃烧室-炭化室三维非稳态数理模型,并进行了数值求解;考察了多点供热方式下的高向加热均匀性以及NO的生成量,与传统下喷式单点供热方式进行了对比分析;并进一步针对装炉煤的水分、堆密度和初始温度,空气和高炉煤气分级数目,以及废气循环倍率等操作参数开展了正交试验模拟分析。研究结果表明：采用分级燃烧技术,有效提高了焦饼的高向温度均匀性,使其在大规模生产的同时,保证了焦炭的质量;同时,较之传统单点供热焦炉,有效改善了局部燃烧温度过高的现象,使NO体积分数明显减少;废气循环倍率、装炉煤堆密度对焦炉生产的影响最为显著。这对焦炉的大型化、高效节能以及清洁生产有一定的指导作用。     

焦炉蓄热室格子砖阻力异常情况的分析与判断

分析了焦炉蓄热室阻力增大时出现的一些异常情况,阐述当焦炉出现这些异常情况时如何进行分析与做出正确判断,以便于及早发现和处理由于蓄热室格子砖变形或堵塞而带来的炉温调节困难等问题。