豫兴Ⅱ型顶燃式热风炉燃烧室燃烧过程数值模拟

建立了豫兴Ⅱ型顶燃式热风炉燃烧室流动、传热、燃烧及辐射三维数学模型,对煤气在燃烧室内的燃烧进行了数值计算,对空、煤气混合燃烧过程中燃烧室内的流场、浓度场、温度场及火焰形状进行了分析。通过对实际热风炉的工业测试,验证了计算结果的正确性。结果表明:燃烧室出口处气体竖直方向最大速度与最小速度之比为1.1,蓄热室气流分布较均匀;燃烧室出口处烟气中CO最高浓度为510×10-6,煤气与空气混合良好,燃烧较充分;燃烧室出口截面上温差为6 K,温度分布较均匀;火焰在喷口出口处形成,燃烧火焰较短。     

新型环形内燃室顶燃式热风炉燃烧过程模拟及分析

针对内燃式热风炉隔墙温差大的缺点,设计了一种新型环形内燃室顶燃式热风炉,采用Fluent软件建立了这种新型顶燃式热风炉环形燃烧室流动、传热、燃烧及辐射三维数学模型,对不同内燃室高度下的热风炉的燃烧过程进行了数值计算,并对其空、煤气燃烧过程中燃烧室内的流场、浓度场、温度场及火焰形状进行了分析.结果表明:内燃室高度的增加可...     

霍戈文内燃式热风炉传输现象

利用CFD仿真对首钢1780m3霍戈文内燃式热风炉进行了数值模拟分析,主要研究了空气和煤气混合前在矩形燃烧器中的流动,混合气体在燃烧室的燃烧、含量分布、温度分布、火焰形状以及拱顶的速度分布和温度分布.结果表明:空气喷嘴出口界面和煤气出口截面的流场都存在一定程度的不均匀性;沿燃烧室宽度方向,火焰高度变化剧烈;拱顶出口截面残余极少量的一氧化碳,蓄热室表面烟气速度分布不均,最高温差也很大.     

顶燃式热风炉高温低氧燃烧技术

 NOx是制约热风炉实现高风温长寿的主要技术障碍。为有效抑制和降低热风炉燃烧过程生成的NOx,研究分析了NOx的生成机制,运用热力型NOx生成模型计算了热风炉燃烧过程NOx生成速率和生成量,开发设计了基于高温低氧燃烧技术（HTAC）的新型顶燃式热风炉,采用CFD仿真模型对比研究了常规热风炉和高温低氧热风炉的燃烧过程和特性。计算得出2种热风炉的温度场分布和火焰形状、浓度场分布以及NOx的浓度分布。研究结果表明,高温低氧热风炉的温度场分布均匀,在相同拱顶温度下,NOx生成量仅为80×10-6,比常规热风炉降低约76%。高温低氧热风炉可以获得更高的风温并可以有效减少NOx排放,实现热风炉高效长寿和节能减排。     

顶部射流优化热风炉内燃烧行为模拟

提出了一种在热风炉燃烧器顶部增加空气喷嘴的新型结构,并利用计算流体力学方法建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气与格子砖耦合传热的三维数学模型,对比分析了传统顶燃式热风炉与3种带有顶部射流结构的热风炉内流场、CO和温度的分布特点.结果表明：增加顶部空气射流后,燃烧室内形成中心空气与外层空气裹挟煤气的燃烧方式,提高了理论燃烧温度及燃料利用率;与传统顶燃式热风炉相比,顶部6喷嘴和12喷嘴热风炉的蓄热体截面平均温度提升了大约13 K,各个截面的均匀度提升了0.03%～0.5%,送风温度提升了10 K.     

多火孔无焰陶瓷燃烧器顶燃式热风炉的数值模拟

采用CFD软件的FLUENT对多火孔无焰陶瓷燃烧器顶燃式热风炉进行了数值模拟。计算中采用了基于概率密度函数的PDF燃烧模型、P1辐射模型、标准κ-ε湍流模型,建立了三维计算模型,划分了四面体和六面体混合网格。主要对温度场、速度场、可燃物浓度场进行了计算与分析,计算结果与资料介绍的热风炉运行结果基本一致。     

攀钢改进型顶燃式热风炉燃烧器砌筑技术

改进型顶燃式热风炉,由以往的燃烧室与蓄热室两个筒形体为主改为燃烧室设在蓄热室硕部。本文叙述了顶燃式热风炉燃烧器砌筑质量技术要求、施工前的准备、喷涂及砌筑技术。阐述了燃烧器托砖板找平方法、燃烧器支撑砖、空气煤气收集器、球顶的砌筑技术。     

顶燃式热风炉燃烧器的设计探讨

本文在回顾顶燃式热风炉燃烧器发展的基础上,为成都钢铁厂300m~3高炉顶燃球式热风炉燃烧器作了改进,设计了一种细流交叉混合的试验燃烧器,可克服传统套筒式燃烧器粗流细割混合方式,使煤气流穿不透的流股同化现象,强化空、煤气混合,利于经济燃烧,提高效率。     

卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器的燃烧过程模拟研究

高炉热风炉是高炉炼铁生产中的重要设备,提高高炉风温是降低焦比、增加喷煤量、提高冶炼强度的重要措施,合适的燃烧器结构有利于提高热风炉的热效率和送风温度.在对卡鲁金顶燃式热风炉建立初步了解的基础上,运用CFD软件对卡鲁金顶燃式热风炉的燃烧过程进行了数值模拟研究,对比分析了不同燃烧器结构对温度场、CO浓度场、火焰长度以及蓄热室烟气分布的影响.结果表明,燃烧器结构采用“两旋两直”时,卡鲁金顶燃式热风炉的燃烧工况较好.     

顶燃式热风炉陶瓷燃烧器模型的数值模拟

运用CFD软件对顶燃式热风炉陶瓷燃烧器内气体流动进行了数值模拟，比较了煤气环道有无导流砖时燃烧室至蓄热室间流场特性，得到了模型内气体速度分布。模拟结果表明：煤气环道有导流砖时较好的解决了蓄热室的偏流问题，且模型的配气均匀度达到了95．98％。现场使用情况表明，本陶瓷燃烧器在单烧高炉煤气的情况下，风温可稳定在1200℃的水平。     

首钢京唐5500m3高炉BSK顶燃式热风炉设计研究

介绍了首钢京唐钢铁厂5500 m3高炉BSK顶燃式热风炉的设计创新。优化集成了特大型顶燃式热风炉工艺;研究开发了助燃空气两级高温预热技术和顶燃式热风炉高效陶瓷燃烧器。根据顶燃式热风炉特性设计了合理的拱顶和陶瓷燃烧器结构;采用高效格子砖,优化了蓄热室的热工参数与结构,确定了合理的热风炉蓄热面积。优化热风炉炉体内衬设计;采用了有效的防止热风炉炉壳晶间应力腐蚀的技术措施。根据蓄热室传热计算,合理配置了热风炉炉体耐火材料,提高了耐火材料技术性能。优化热风管道系统耐火材料结构设计,使热风管道系统合理化并满足1300 ℃高风温的要求。高炉投产后热风温达到设计水平,实现月平均风温1300 ℃。     

Dome Combustion Hot Blast Stove for Huge Blast Furnace

 In Shougang Jingtang 5500 m3 huge blast furnace (BF) design, dome combustion hot blast stove (DCHBS) technology is developed. DCHBS process is optimized and integrated, and reasonable hot blast stove (HBS) technical parameters are determined. Mathematic model is established and adopted by computational fluid dynamics (CFD). The transmission theory is studied for hot blast stove combustion and gas flow, and distribution results of HBS velocity field, CO density field and temperature field are achieved. Physical test model and hot trail unit are established, and the numeral calculation result is verified through test and investigation. 3-D simulation design is adopted. HBS process flow and process layout are optimized and designed. Combustion air two-stage high temperature preheating technology is designed and developed. Two sets of small size DCHBSs are adopted to preheat the combustion air to 520-600 ℃. With the precondition of BF gas combustion, the hot blast stove dome temperature can exceed 1420 ℃. According to DCHBS technical features, reasonable refractory structure is designed. Effective technical measures are adopted to prevent hot blast stove shell intercrystalline stress corrosion. Hot blast stove hot pipe and lining system are optimized and designed. After blowing in, the blast temperature keeps increasing, and the monthly average blast temperature reaches 1300 ℃ when burning single BF gas.     

Mathematical Model of Combustion in Blunt Annular Ceramic Burner

Symbol L ist　　A—— oxidant flow;　　c1 ,c2 —— constant of the k- ε urbulent model;　　 cg1 ,cg2 —— constant of the turbulent combustion model;　　f—— mixture fraction;　　 f,- f—— value of mixture fraction;　　 fu— fuel;　　F—— fuel flow;　　g—— concentration fluctuation;　　 H—— enthalpy,J;　　k—— kinertic energy for turbulent,m2 / s2 ;　　ma—— mass fraction of material a;　　 ox—— oxidant;　　 r,θ,z—— coordinate axis for cylinder coordinatesystem;　　 s—— equ…     

热风炉富氧燃烧特性与操作措施研究

介绍了富氧燃烧技术的基本特性,根据富氧燃烧特性,分析了热风炉采用高炉煤气时的富氧混合操作、空燃比设定、废气和拱顶温度的变化及其运行效果,提出了富氧燃烧适宜的条件。     

内燃式热风炉燃烧器结构优化

针对内燃式热风炉在燃烧期烟气中CO含量超标问题开展研究工作,提出一种改进型的矩形燃烧器结构,在煤气通道中加入挡板来改变高炉煤气的流动方向。以某公司3号高炉热风炉为研究对象,建立了内燃式热风炉矩形燃烧器和燃烧室的三维模型。利用CFD模拟技术对矩形燃烧器的原始结构和改进后的结构进行燃烧模拟,在矩形燃烧器中加入的煤气挡板分别采用45°、60°、75° 3种倾斜角度放置,分析在不同倾斜角度下的温度场和CO浓度场。与原始结构的结果进行对比,结果表明,优化结构之后燃烧室出口截面的温度场中高温区范围有所扩大,两端眼角处的CO平均体积分数有一定程度减少。当煤气挡板的倾斜角度为60°时出口截面平均温度上升最大,平均温度从1 669 K上升到1 676 K,出口烟气中的CO平均体积分数下降最多,CO平均体积分数从0.007 028%下降到0.005 678%。     

卡卢金热风炉气体燃烧与流动数值模拟

运用CFD软件对卡卢金热风炉的气体燃烧与流动进行了数值模拟,得到燃烧室出口烟气速度、温度、压力及残余CO浓度的分布。并对燃烧室出口烟气温度、压力及残余CO浓度进行了现场测试。结果表明,卡卢金热风炉燃烧室出口截面上烟气速度、温度和压力分布均匀,燃烧室上部温度低,高炉煤气燃烧完全。     

热风炉燃烧控制技术的研究

分析了我国炼铁系统热风温度偏低的原因。针对我国高热值燃料缺乏的现状,阐述了用低热值煤气获得高热风温度的途径。重点介绍了国内外热风炉燃烧控制技术的研究进展与应用概况,分别讨论了传统控制、数学模型及人工智能等热风炉燃烧控制方式的原理、实际应用概况及各自的优缺点,提出了热风炉燃烧控制技术的发展方向。     

顶燃蓄热式热风炉底部空间空气流动特性模拟研究

顶燃蓄热式热风炉具有蓄热面积大、结构对称强度高、热效率高、送风温度高、生产维护费用低和使用寿命长等优点,具有广阔的发展前景。优化热风炉结构、改善流动状况、提高热风炉风温是目前热风炉研究的重点方向。本文通过建立顶燃蓄热式热风炉底部空间内气体流动的三维数学模型,模拟底部空间内空气的流动过程,分析空气流经支撑柱绕流时的流动规律,对比研究不同挡板结构对底部空间内流场及进入蓄热体气体流动均匀性的影响,从而获得最优化的挡板结构。研究结果对热风炉结构优化、进一步提高热风炉风温、节约能源和保护环境有指导意义。