首钢京唐BSK顶燃式热风炉的燃烧技术

 为开发5500m3高炉BSK顶燃式热风炉技术,对顶燃式热风炉的燃烧机制和燃烧特性进行了研究。采用CFD数学仿真模拟研究了BSK顶燃式热风炉环形陶瓷燃烧器的燃烧机制,解析了顶燃式热风炉燃烧室内气体的混合、流动以及燃烧过程,计算分析了顶燃式热风炉燃烧过程的速度场、温度场以及浓度场分布。通过对实体热风炉的冷态测试,验证了CFD数学仿真计算的结果。研究结果表明,BSK顶燃式热风炉采用旋流扩散燃烧技术使燃烧过程速度场、温度场和浓度场分布均匀对称,并可以有效控制火焰长度和火焰形状,使煤气在拱顶空间内充分燃烧。速度场、温度场和浓度场的分布与煤气和助燃空气的初始分布有直接关系。通过燃烧器喷嘴结构优化设计可以显著提高空气与煤气混合的均匀性,改善燃烧室内浓度、温度分布以及火焰形状。     

顶燃式空气、煤气自身双预热热风炉的开发与应用

顶燃式空气、煤气自身双预热热风炉采用了顶燃式燃烧器热风炉专利的燃烧器技术和高温旁通烟道技术.使用该热风炉后所取得的效果是:总烟道内综合排烟温度可达600 ℃;可将空气、煤气预热到300 ℃;以单一高炉煤气为燃料时,热风温度可达1200 ℃以上;烟气经过空气、煤气换热器后温度低于180 ℃.     

新兴铸管5~#高炉热风炉的改造实践

通过对套筒顶燃式热风炉燃烧器结构的改造,增加了空气预热器的烟气余热回收,提高了热风温度,改善了原有管系设计的薄弱点,降低了管道表面温度。     

大型高炉热风炉技术的比较分析

 主要针对5000m3级别大型高炉的高风温热风炉技术进行技术比较分析,选择5000m3级别大型高炉的设计实例,在风温、风量、燃烧介质等热风炉设计参数相同的同口径条件下,对Didier外然式热风炉和顶燃式热风炉进行本体表面积和表面散热比较,同时通过数值模拟分析,比较这2种热风炉的高温烟气速度分布、高温烟气流场分布、格子砖顶面温度分布,为大型高炉热风炉形式的合理选择提供建设性建议。通过比较分析,顶燃式热风炉的本体结构技术、流场热传输技术较其他形式热风炉具有明显优点,顶燃式热风炉技术是目前高风温热风炉技术发展的趋势,对于大型高炉采用顶燃式热风炉技术可以取得可观经济效益。     

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...     

ACL顶燃式热风炉生产实践

ACL 顶燃式热风炉通过冷铁半年来的工业试验初步证实炉顶环形燃烧器具有燃烧均匀、安全、可靠、点火容易;炉体结构对称,炉内气流分布均匀,送风能力强等特性。该顶燃式热风炉是一种高效、长寿、经济、合理的高风温热风炉.     

采用旋切式顶燃热风炉技术改造球式热风炉探析

针对高炉球式热风炉存在的燃烧效率低、蓄热体寿命短、炉箅子易断裂等问题,提出了采用旋切式顶燃热风炉技术对球式热风炉进行改造的方案。旋切式顶燃热风炉具有送风温度高、格子砖阻损小、两代高炉炉龄内不需要更换等优点。认为采用旋切式顶燃热风炉技术对球式热风炉进行改造有明显的优势,据测算,可以提高送风温度200℃左右,降低焦比40~50 kg/t。     

炉膛结构对炉内NOx生成的影响

分析了炉膛结构以及烧嘴布置方式对流场、火焰温度、组分分布和NOx生成量的影响.研究结果表明当炉膛顶部同时布置烧嘴和排烟口时,燃烧主射流对炉膛排烟的卷吸将降低助燃空气射流中的氧气浓度和燃气射流中的可燃物浓度,进而降低氮氧化物的排放;此外,NOx排放量同烟气在炉内停留时间有关,其浓度将沿烟气流程逐渐增加.     

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.     

内燃式热风炉的技术改造实践

热风炉是通过间歇性燃烧燃气,通过蓄热体吸收热量,再间歇性为高炉提供热风的装置,顶燃式热风炉通过优化炉体结构,改善燃烧器形式,提高了送风温度及使用寿命,逐渐有取代其他形式热风炉的趋势.本工程综合考虑了内燃式热风炉的原有设施,将内燃式热风炉整体改造为顶燃式热风炉,提高了风温品质,降低了炼铁成本。     

旋切顶燃式热风炉技术特点及应用效果

本文介绍了河钢乐亭3座2922m³高炉工程第二代旋切顶燃式热风炉的工艺设计情况,阐述了其技术特点和应用效果。该热风炉集成了第二代旋切顶燃式热风炉燃烧器、四段式顶燃热风炉结构、热风管道分段式结构、高效格子砖、设置有多种孔型的炉箅子等多项关键技术,满足了2922m³高炉需要的送风温度,热风炉废烟气中NO_x排放浓度达到100mg/m³。高炉投产后生产实践表明,采用第二代旋风式顶燃热风炉技术是高炉生产中实现高热风温度、热风炉长寿命、节能环保的有效途径。     

ZSD顶燃式热风炉烧嘴改造的模拟研究与应用

济钢高炉ZSD顶燃式热风炉炉顶经常开裂,影响到热风炉的寿命。采用数值计算的方法,对济钢ZSD式热风炉燃烧过程进行模拟研究,发现ZSD式热风炉烧嘴设计存在气流和温度分布不均匀缺陷。据此,对ZSD式热风炉烧嘴结构进行了优化改造,改造后燃烧室内高温气流与温度分布比较均匀,提高了热效率,保护炉壁,延长热风炉使用寿命。     

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。     

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。     

济钢卡鲁金热风炉热平衡测试

对济钢卡鲁金热风炉进行了热平衡测试,包括热风炉顶部燃烧室出口温度、压力、CO与O2浓度的测试和热平衡测试两部分内容。结果表明,卡鲁金热风炉燃烧室出口截面上烟气温度和压力分布均匀,高炉煤气燃烧完全,拱顶温度低,热效率高。     

高温顶燃式热风炉试验及其推广

本文通过对顶燃式、外燃式及内燃式(考贝式)热风炉的对比,说明顶燃式热风炉不仅消除了内燃式热风炉的不均称结构所导致的一些典型缺点,而且在结构上比外燃式热风炉简单稳定,同时建设费用少.并且适合高温、高压大型高炉的需要.通过首钢实验高炉三种不同结构型式的顶燃热风炉对比试验,探索合理的顶燃式热风炉结构型式.在取得实用效果后,已将顶燃热风炉推广使用到其它高炉,并做了进一步改进,使顶燃热风炉在工业上得到应用.     

合达式热风炉技术在济钢4号高炉的应用

对济钢4号380m3高炉采用合达式热风炉技术改造的生产实践进行了总结.合达式热风炉设有新型顶燃陶瓷燃烧器和高温旁通烟道,燃烧时,火焰温度高,气流分布均匀,综合排烟温度600℃左右,空气、煤气可预热到300℃,换热器后烟气温度低于180℃.以单一高炉煤气为燃料,免建任何辅助设施,热风温度可达1250℃以上.     

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。     

ACL顶燃式热风炉工业性试验

经试验室研究及扩大试验,最新开发的ACL顶燃式热风炉于1987年3月在湖南冷水江铁焦总厂进行工业性试验研究,并取得了此项新技术新工艺推广应用的重要数据,4个多月的工业试验表明:只使用高炉煤气,拱顶温度最高达1375℃,平均1267℃,出口风温最高达1320℃,平均1220℃,短焰燃烧器燃烧稳定,空气过剩系数1.02～1.05;热风炉结构合理,径向温度分布均匀,消除了一般顶燃热风炉的结构缺陷。该热风炉操作与传统热风炉相同,安全可靠;每1m~2加热面积投资比改造内燃式热风炉高4％,但热效率高,获得的风温高,经济效益大,对老厂改造或新厂建设均有推广使用的价值。     

新型顶燃式热风炉技术的开发与应用

济钢开发的预燃室置于顶部的新型顶燃式热风炉,其燃烧产生的废气经多次导流并充分燃烧后,均匀进入以19孔高效格子砖为载体的蓄热体,支撑炉箅子的底部支柱具有均匀分配冷风的作用。热风炉具有整体结构稳定、风温高、操作安全等特点,适宜于新建热风炉或改造旧有热风炉。