高炉采用氧煤燃烧器后回旋区煤粉燃烧过程的数值模拟

针对高炉风口前回旋区内氧煤燃烧器喷入煤粉燃烧的过程，应用数值模拟方法对氧煤燃烧器在不同喷煤粉量和氧浓度条件下的燃烧过程进行了计算机数值模拟。结果表明，高炉风口产生的回旋区流场及温度场有利于煤粉的燃烧，而氧浓度大则有利于煤粉较早着火及较高的燃烬率。     

基于二维数值模拟的煤粉燃烧性能的研究

运用数值模拟的方法,建立燃烧炉内煤粉燃烧过程的二维数学模型,对两种混煤粉和新钢高炉现用喷吹煤粉在燃烧炉内的燃烧特性进行了模拟,分别得到了两种混煤及新钢高炉喷吹煤粉在燃烧炉内燃烧形成的温度场和焦炭分布规律。结果表明：两种混煤的燃烧性能明显好于新钢高炉喷吹煤粉。采用热重法测得3种煤的燃烧率和与CO2的反应性,得出了与模拟结...     

在高炉风口内以热风快速搅动混合的煤粉喷枪

为了确保在高喷煤比时的高炉透气性和稳定操作，需要改善煤粉的燃烧效率，在填充层进行了模特和燃烧试验，以便开发出快速混合煤粉流和热风的强搅动喷枪。在风口中煤粉流的模拟试验表明，扩大外径将增强喷枪下游煤粉的分散和预热。使用强搅动喷枪在炉内焦炭层的燃烧试验也表明燃烧效率提高约１０％，在高炉风口内进行了温度测量和煤气取样，以检验在实际条件下强搅动喷枪的效果。由于煤粉和热风混匀得较好，强搅动喷枪使煤粉主流区温     

不同高炉煤粉的基础性能分析

煤粉是高炉冶炼的重要燃料，煤粉的基础性能对高炉的稳定顺行有很大影响。采用灰熔点测定仪测定了3座高炉喷吹煤粉的灰熔融特性，利用热重分析法(TGA)分析了这3种煤粉的燃烧性，并通过新型高炉喷煤模拟燃烧试验装置，模拟了3种煤粉在氧气高炉条件下的燃烧规律。同时，利用DAEM模型计算煤粉燃烧过程的活化能。结果表明，3种煤粉的灰熔融特性温度都不满足喷吹要求；A煤粉的燃烧性和燃烧率最差;A煤粉燃烧的表观活化能为59.16 kJ/mol，同时燃烧过程存在补偿效应。     

昆钢六高炉煤粉燃烧利用效果分析

通过分析高炉喷吹煤粉燃烧机理，研究煤粉燃烧的过程和控制性环节，以及影响煤粉燃烧的主要因素，提出了提高六高炉煤粉燃烧利用率的重点和主攻方向，并在生产实践中取得了比较好的应用效果。通过数学模型计算表明，六高炉煤粉在风口前端的燃烧率高达68．34％，未燃煤粉的综合利用率达到85～90％。     

层流炉内单一煤粉粒子燃烧的直接观察

在层流炉内试验煤粉粒子燃烧时，利用高速摄像机观察煤粒子燃烧，用图像分析观测煤粉粒子周围的温度分布，以此说明喷吹到高炉内的煤粉粒子燃烧基本原理，由于挥发分的燃烧，着火后发现煤粉粒子周围有一个火焰，其火焰的直径是由氧含量及煤种决定的。基于这些结果，所观察到的煤粉粒子火焰面位置以及通过挥发分燃烧得到的热源，影响到燃烧率，此外，在高炉内大量喷吹煤粉时，煤粉粒子分散情况以及煤粉粒子周围的氧含量，对燃烧率有明     

高炉混合喷吹时煤粉燃烧率的研究

试验研究了混合喷吹条件下诸地煤粉燃烧率的影响。试验及回归得出混合喷吹时不同因素 粉燃烧率影响的定量关系，试验表明，简单采用干粉混合的方法添加不可燃粉料恶化了煤粉的燃烧条件，随添加量增加影响加剧，添加粉料中，白云石粉对煤粉燃烧率影响最大。在添加粉料不在于１０％时，喷吹烟分仍可达到较好的燃烧率。     

球团矿内配煤粉燃烧动力学及其过程模型

本文综合分析了各种气—固反应模型的特点,考察了球团矿内煤粉燃烧的内在特征,提出煤粉颗粒形状因子的概念。在此基础上,综合考虑了球团矿内煤粉燃烧过程中的物质平衡与热平衡,首次建立了改进的区域反应模型。实验证明该模型能很好地模拟球团矿内煤粉的燃烧过程。这一模型为分析内燃球团矿中煤粉或其它固体燃料的燃烧过程提供了有力的计算工具。     

含钛炉渣稀释剂对喷吹煤粉燃烧性能的影响

 根据承钢高炉冶炼条件,以其高炉喷吹煤粉作为试验原料,利用煤粉燃烧炉模拟现场高炉风口区域煤粉的燃烧过程,探讨加入含钛炉渣稀释剂CaF2和MgO后,对煤粉燃烧性能的影响,并结合扫描电镜（SEM）观察未燃煤粉颗粒表面结构的变化。试验结果表明,煤粉中添加CaF2后燃烧率有所提高,但提高幅度不大,SEM图未燃煤粉的颗粒减小,这说明CaF2对高炉内煤粉的燃烧有一定的促进作用;添加MgO后煤粉燃烧率明显提高,当添加MgO质量分数为1.20%时,煤粉燃烧率提高了12.41%,此时未燃煤粉SEM图平均粒径为4.30 μm,比未加入稀释剂未燃煤粉的粒径小5.48 μm,并且组织颗粒的大小及分布比较均匀,综合考虑炉渣稀释剂MgO对承钢含钛炉渣的稀释作用和对高炉内煤粉燃烧的影响,含钛炉渣稀释剂MgO的最佳添加质量分数为1.20%。     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧数值模拟

采用CFD技术对不同气氛下煤粉燃烧过程进行了研究。用Fluent软件模拟不同工况下煤粉燃烧,获得煤粉燃烧的一些基础性参数,为实际应用提供相应的指导;建立包括气相湍流流动、气固之间传热、煤挥发分析以及燃烧等过程在内的三维数学模型;将不同气氛下煤粉燃烧的特性进行对比,研究气氛变化对燃烧的影响规律。     

粒径对煤粉燃烧特性的影响及动力学分析

利用TG-DTG热分析技术研究粒径对煤粉燃烧特性的影响。结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉着火温度和燃尽温度降低,最大燃烧速率和平均燃烧速率增加,可燃指数和综合燃烧特性指数提高,粒径减小可以有效改善煤粉的燃烧性能;对比粒径对不同煤质燃烧性能的影响发现,减小粒径对无烟煤燃烧性能的改善更具积极意义。利用Coats-Redfern积分法分析了粒径对煤粉燃烧过程的动力学参数的影响,计算结果表明：随着煤粉粒径的减小,煤粉燃烧反应的表观活化能降低,指前因子增加。     

The Combustion Efficiencies of the Waste Plastics as Supplemental Fuel for Blast Furnace

The possibility of using waste plastics as a source of secondary fuel in the blast furnace has been of interest recently. In order to study the feasibility of injecting waste plastics into blast furnaces, the paper compares the combustibility of several kinds of waste plastics with that of pulverized coal. To improve the combustion efficiency of waste plastics in the blast furnace, the effects of plastic particle size, blast furnace temperature and different atmosphere were investigated in the laboratory. The result shows that compared with pulverized coal, waste plastics have lower thermal ignition temperature, shorter burning time, higher burning rate, lower ash ratio and higher calorific values, which are beneficial for blast furnace injection. With the increase of both the blast temperature and the level of oxygen enrichment, as well as the decrease in the particle size of waste plastics, the combustibility of waste plastics can be improved immensely. The optimization of blast furnace injection utilizing recycled plastics as a source of secondary fuel is possible by considering all these variables.     

高炉中喷吹废塑料的可行性研究（Ⅰ）：——废塑料与煤粉的燃烧特性对比研究

为了研究向高炉中喷吹废塑料的可行性,对几种常见废塑料与高炉喷吹用煤粉的燃烧特性进行了对比研究。结果表明：废塑料具有良好的燃烧性能;废塑料的开始燃烧温度和激烈燃烧温度都比煤粉低,燃烧时间较煤粉短,燃烧速度快,燃烧灰尽少,因此更有利于高炉喷吹。     

高炉煤粉燃烧率通用模型

建立了煤粉燃烧率通用模型,模型可以根据煤粉的工业分析值计算燃烧动力学参数并预测煤粉燃烧率.通过对比前人的实验数据,验证了模型的准确性,同时研究了影响高炉煤粉燃烧率的若干因素.研究结果表明:在高炉喷煤过程中,煤粉颗粒在2 ms左右就可以达到热风速度,由于煤粉颗粒在直吹管内停留时间短并且温度较低,因此在直吹管内煤粉不会发生燃烧.煤粉进入风口回旋区后,挥发分瞬间全部析出,并且颗粒粒径越小,挥发分开始析出时间越早.降低煤粉粒径和增加氧气体积分数均有利于提高煤粉燃烧率.氧气体积分数每增加1%,燃烧率提高2%.随着喷煤量的增加,煤粉燃烧率逐渐降低.当提高煤粉喷吹量时,为了保证较高的燃烧率,实际操作过程中应提高富氧率并适当降低煤粉粒径.      

过剩空气系数对四角切圆煤粉锅炉炉膛内温度分布的影响

四角切圆煤粉锅炉内炉膛过剩空气系数对炉膛内的温度分布有着重要影响。本文对额定蒸发量为130t／h的煤粉锅炉在不同过剩空气系数下炉膛内的温度场、速度场、浓度场进行了耦合仿真。结果表明：过剩空气系数过大时，炉膛横截面温度分布严重不均，从而导致锅炉热效率降低，水冷壁结渣，同时不利于煤粉的着火。     

喷煤助燃剂在三钢1000m~3高炉的试验研究

由于高温下煤粉燃烧的限制性环节是氧的扩散,根据氧传递学说和电子转移学说,提出了在煤粉中添加氧化助燃剂来改善煤粉燃烧的新方法,对三钢1000m3高炉喷煤助燃剂的使用情况进行了试验研究。试验结果表明:添加喷煤助燃剂后,煤粉燃烧率明显提高,为进一步提高煤比,降低焦比创造了条件。     

高炉大喷煤量与富氧率的合理搭配

为改善高炉冶炼效果,采用两段卧式燃烧炉模拟实际高炉喷煤工艺条件,系统研究了不同条件下富氧喷煤对煤粉燃烧过程的影响.在热风富氧的条件下,单种煤和混合煤的燃烧率随富氧率的增加都有提高,而且无烟煤燃烧率的提高幅度略高于烟煤. 缩小煤粉粒度、提高热风温度都有利于煤粉燃烧率的提高,但在鼓风富氧率比较高和煤粉粒度较细小时,煤粉粒度的变化对煤粉燃烧率的影响比较小,混合煤粉的燃烧率随热风温度升高而提高的幅度也略微下降.     

考虑时滞的铁水硅含量预报模型

根据神经网络的特点,建立了高炉硅预报神经网络模型和学习算法来预报高炉铁水硅含量。根据高炉冶炼的实际生产数据,选取风温、风量、透气性、料速、炉顶温度、焦炭负荷、喷煤量、上一炉铁水的硅含量作为输入,并对输入参数进行时效和时滞处理,采取附加动量项和自适应学习步长的措施缩短系统学习时间,提高了预报的准确率。应用表明,当允许绝对误差不大于0.1时,命中率为85.25%。     

高炉下部气固湍流和煤粉燃烧的数值模拟与优化研究

高炉喷吹煤粉时,由于煤粉的不完全燃烧,在回旋区处会产生未燃煤粉,影响高炉的透气性。建立了气固两相湍流和煤粉燃烧的三维数学模型,并且验证了该模型的可靠性。用所建模型对由直吹管、风口、回旋区和焦炭床构成的高炉下部区域进行了喷吹煤粉流动与燃烧现象的模拟研究。模拟结果揭示了高炉炉内气固流动和煤粉燃烧的基本性质和特点;通过正交试验方法研究不同操作因素对评价指标煤粉燃尽率的影响,得到4个操作因素对燃尽率的影响程度依次分别为喷煤量、富氧率、鼓风量和鼓风温度。而工况(喷煤量1 25kg/t,鼓风量1 950m3/min,鼓风温度1 523K,富氧率5.0%)为最佳优化工况,可实现提高喷煤量和煤粉燃尽率的效果。     

高炉内煤粉燃烧速度场的数值模拟

文章利用商业软件FLUENT,采用有限体积法建立了高炉内回旋区煤粉燃烧三维数学模型。在不同煤比和不同富氧率下,分析研究了煤粉燃烧过程的速度场、颗粒轨迹。模拟结果表明:采用动量方程、标准双方程湍流模型、离散相模型对高炉回旋区煤粉运动过程进行数值模拟,结果是合理的、可信的。喷煤量对煤粉颗粒运动过程气体的运动速度影响比较明显,对漩涡内的气体速度影响不是很明显。煤粉颗粒运动过程气体的运动速度随着富氧率的增加而有所增加,卷入漩涡的煤粉颗粒并不是随着富氧率的增加而增加。只有卷入漩涡的颗粒越多,越有利于煤粉的燃烧。富氧率对煤粉燃烧过程的有利影响随着富氧率的增加出现拐点,表明富氧率应该维持在一个合适的水平,并不是越高越好。