氧化铝熟料窑内一维传热模型

综合考虑烟气、窑壁和料床间的传导、对流和辐射传热，建立了氧化铝熟料窑内一维传热模型。应用龙格库塔方法，预测熟料窑任一横剖面气体和物料的温度，对封闭的回转窑内高温烟气和低温物料逆向传热规律以及窑内各带温度分布的合理性进行研究，分析了生料掺煤量对窑内温度分布的影响。结果表明，控制合适的生料掺煤量，可得到合理的燃烧带温度和各带的长度分布，延长回转窑的使用寿命。本模型实用性强，适用于现场对封闭回转窑内气体和物料温度的预测和参数的优化。     

辽西钒钛磁铁矿焙烧回转窑内气固传热数值模拟

在对钒钛磁铁矿焙烧回转窑的传热过程及物料运动行为进行研究的基础上,建立了钒钛磁铁矿焙烧回转窑温度分布数学模型。并应用数值计算方法对该模型进行求解,得到了中试回转窑内物料和烟气沿轴向的温度分布。结果表明:物料在刚进入回转窑时被迅速加热,随后升温速率减慢;当烟气温度较低时,对流换热系数为20 W/(m·K)左右,为辐射换热2倍;随着烟气温度升高,辐射换热成为主要机制,在窑尾处可达对流换热10倍左右;对于中试回转窑,数值计算模型与实验结果误差最高为50 K,具有较高的准确性,可指导生产中回转窑设备的优化。     

联合转炉放散炉气预热废钢的可行性分析

研究了转炉放散炉气在竖炉中预热废钢的传热规律,建立了废钢多孔介质中的瞬态非热平衡流固耦合模型;通过FLUENT模拟得出废钢传热特性曲线和废钢料层内部的温度分布,分析了废钢预热中料层高度、转炉放散炉气温度和进气速度对废钢温度及预热效率的影响.研究结果表明:在1200℃炉气中,废钢经30 min预热后温度达到570.3℃,预热效率为38.3%;随着废钢料层高度从2.5 m降低到0.7 m,废钢温度从570.3℃升高到695.7℃,预热效率下降为13.3%;随着转炉放散炉气温度从1200℃升高到1600℃,废钢温度从570.3℃升高到734.4℃,预热效率上升为44.2%;随着进气速度从2.375 m/s降低到1.125 m/s,废钢温度从570.3℃下降到356.1℃,预热效率上升为54.5%.     

氧化铝熟料窑热工过程分析与优化

通过对氧化铝熟料烧结过程进行分析,建立了氧化铝熟料窑传热数学模型。利用现场实际参数对该模型进行计算求解,得到了熟料窑内气体和物料的轴向温度分布,并分析了生产过程中过剩空气系数和掺煤量等主要参数对窑内温度分布的影响,提出了相应的操作参数。     

水泥回转窑温度分布研究

考虑了回转窑煤粉燃烧和窑内化学反应,建立了计算回转窑温度分布的综合数学模型,并对标准工况的编程求解,计算出烟气、物料、窑内壁和窑筒体外表面温度分布,对物料温度分布进了分析.将计算所得的窑筒体外表面温度分布与实测值相比较,两者具有较好的一致性,验证了所建立的回转窑温度场计算模型的有效性,为优化回转窑内的热工状况提供依据.     

氧燃枪喷吹工艺数值模拟研究

为了研究流场分布更为稳定、废钢预热效果更佳的氧燃枪喷吹工艺,本文参考某钢厂实际生产用的预热废钢系统,采用数值模拟法研究了两种喷吹模式(A-B型和A-B-A型)下四种喷吹方式(CO-O₂式,O₂-CO式,CO-O₂-CO式,O₂-CO-O₂式)的钢包内流场及温度场.研究结果表明,采用A-B-A型O₂-CO-O₂式喷枪喷吹时的流场及温度场更均匀,在气体—废钢界面的气流最大速度为1.51m/s,最大速度与最小速度的差值为1.49m/s;在废钢料层厚度1/2处最高温度为1101K,最高温度点与最低温度点的温度差为27.29K.工业试验验证表明,数值模拟计算结果与实测点的实测结果的最大温度差小于50K,计算模拟的温度场趋势与实测结果吻合较好,证实采用A-B-A型O₂-CO-O₂式喷枪喷吹废钢预热效果更佳.     

氧化铝回转窑内外风比例的数值模拟及优化

应用FLUENT软件对Φ4.5m×90m的氧化铝回转窑内的煤粉燃烧、流动、传热等过程进行数值模拟。通过改变内外风比例,得到相应条件下的温度与速度分布,并进行比较和分析。结果表明,内外风比例为0.6和0.8时,温度分布均匀且基本一致,火焰有效区间长度达到8.6 m以上,最高温度约2 030K,满足熟料烧成要求,实际生产中可在0.6~0.8附近调节内外风比例;轴向速度随外风量的减小而减小,径向速度随内外风速差的减小而减小。     

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.     

纯氧助燃预热铁包中废钢过程气流特性的数值模拟

低热值煤气铁包内燃烧预热废钢是提高转炉废钢入炉量的有效措施之一。基于标准k-ε湍流模型耦合涡-耗散燃烧模型,针对铁包内转炉煤气纯氧燃烧过程进行数值模拟研究,探讨气流分布特性及其对烘烤效果影响。结果表明,纯氧燃烧时高温气流速度大,从料堆中心进入、边缘排出,换热距离大,可有效提高低热值煤气燃烧的热利用效率;燃烧过程中铁包盖-体间隙存在空气卷吸、烟气外溢现象。通过调整煤气流量或出口负压,可减少高温烟气外溢、调节烟气回收温度,实现废钢烘烤的最佳气流分布和效果。本预热装置出口负压为-50 Pa、煤气流量约为3 500 m3/h时综合效果较佳。     

氧化铝回转窑熟料烧结过程影响参数研究

在对氧化铝熟料烧结过程进行分析的基础上,结合煤粉燃烧、物料热解、窑壁散热和窑内传热传质方程,建立了回转窑熟料烧结传热综合数学模型。在此基础上,利用现场实际参数,应用数值计算方法对模型进行计算求解,得到了氧化铝回转窑内气体和物料的轴向温度分布,并分析了熟料烧结过程中空气消耗系数和掺煤量等主要参数对窑内温度分布的影响,提出了相应的操作参数,为实现回转窑的操作优化和自动控制提供了可靠的依据,有利于实现回转窑生产的节能降耗。