推钢式板坯加热炉流场、温度场和浓度场的模拟研究

针对推钢式板坯加热炉,建立加热炉内气体流动、燃烧和传热过程数学模型.采用计算流体力学(CFD)商业软件Fluent模拟得到加热炉炉内的温度场、流场以及反应物和生成物浓度分布.结果表明:通过预热空气至350℃和预热煤气至50℃,平均炉温能够达到1300℃,满足钢坯加热温度要求.由于加热炉结构复杂,使得炉内有明显的回流,预热助燃空气可以有效提高炉温,燃烧充分时炉子热效率也高.模拟结果对加热炉优化设计及操作都具有重要的参考价值.     

取向硅钢高温环形退火炉用低NOx天然气烧嘴的试验与数值模拟

确定了一种低NO_x天然气烧嘴结构参数,采用CFD数值模拟方法建立了该烧嘴的燃烧传热模型,并通过试验验证了模型的准确性;研究了烧嘴多级空气配比(一、二级风量之和与总风量之比)、空气过量系数、空气预热温度、烟气再循环量等参数对NO_x生成的影响.研究结果表明：热力型NO_x的生成主要与燃烧温度和高温区的氧浓度有关;可以通过改变烧嘴的多级空气配比和烟气再循环量控制燃烧区域的温度和氧浓度,进而抑制热力型NO_x的生成;增大空气过量系数会增加高温区的氧浓度,提高空气预热温度会提高燃烧温度,两者均会增加NO_x的生成浓度.对不同参数进行正交数值模拟优化分析,发现在炉内温度为1 623.15 K时,低NO_x天然气烧嘴燃烧烟气中NO_x浓度可达到低于150 mg/m³的指标,满足我国钢铁行业对NO_x排放的要求.在天然气中掺入再循环烟气可以降低燃烧烟气中的NO_x浓度,当空气预热温度为723.15 ...     

步进梁式加热炉燃耗的理论分析

通过建立步进梁式加热炉的炉内传热模型以及热平衡模型,详细分析了影响步进梁式加热炉燃耗的主要因素,包括装料温度、出料温度、燃料条件、富氧程度、空气预热温度、煤气预热温度、空气过剩系数、产量,并对加热炉燃耗的影响程度进行了定量计算。     

板坯蓄热式加热炉热诊断分析

通过对板坯蓄热式加热炉热平衡的测试,分析了加热炉热效率和燃料燃烧效率,确定了加热炉生产率、燃烧空气消耗系数和炉墙表面散热温度等因素对加热炉实际能量消耗的影响,提出了宽厚板蓄热式加热炉改进燃烧控制、强化炉墙隔热保温与炉内传热及提高钢坯热装率等节能措施与建议。     

宽厚板蓄热式加热炉热诊断分析

通过宽厚板蓄热式加热炉热平衡测试,分析了加热炉热效率和燃料燃烧效率．确定加热炉生产率、燃烧空气消耗系数、炉墙表面散热温度等因素对加热炉实际能量消耗的影响,提出宽厚板蓄热式加热炉改进燃烧控制、强化炉墙隔热保温与炉内传热、提高钢坯热装率等节能措施与建议。     

蓄热式连续加热炉数学模型的研究

应用封闭灰腔辐射理论,建立蓄热式连续加热炉数学模型.根据模型研究了加热炉炉内温度分布;产量及燃料分配比变化对钢坯温度的影响;空气消耗系数对加热炉生产率和单位热耗的影响.结果表明,模型能真实地反映加热炉的温度制度、供热制度及空气消耗系数与加热炉生产指标的关系.     

甲烷在不同空气温度下MILD燃烧的数值模拟

采用Realizable k-ε湍流模型和EDC燃烧模型对甲烷进行了不同预热空气(303 K和673 K)下的MILD燃烧数值模拟。模拟结果显示:预热空气下炉内温度明显高于常温空气下,而氧气含量则低于常温工况;模拟的CO峰值随着预热空气温度的升高向炉膛中心发生了迁移;对NO的预测,预热空气下的模拟值高于常温工况下,但是总体来讲,模拟炉内的NO含量很低。模拟炉内的近燃烧器区域出现了低温高氧区,表明以燃烧化学反应速率低为显著特征的MILD燃烧,在炉膛进出口处,存在强烈的烟气卷吸混合稀释,针对此区域的燃烧,湍流混合影响可能大于化学反应的影响。     

延迟焦化加热炉燃烧建模研究

在应用Fluent数值模拟软件基础上,对某炼油厂延迟焦化加热炉燃烧过程进行建模优化,考察了空气系数、空气预热温度对加热炉燃烧及NOx排放等的影响,给出加热炉处于最优燃烧状态下的操作条件,并对最佳工况进行可行性验证。     

棒材加热炉热工测试与分析

对武钢棒材厂加热炉在普钢加热的条件下进行热工测试,结果表明,加热炉的热效率为45．41％,吨钢燃料消耗为1．455GJ。造成加热效率低、能耗高的主要原因有：重油雾化不充分、助燃空气预热温度低、排烟温度高、炉墙保温性能下降等。提出了在不进行大规模改造的条件下降低能耗和提高产量的主要措施,包括改善加热炉燃烧控制、促进助燃空气预热器的清灰、强化炉墙保温与炉内传热等。     

空气单蓄热式烧嘴燃烧过程的数值模拟及其参数优化

文章建立了空气单蓄热式烧嘴的物理数学模型,采用FLUENT软件对蓄热式烧嘴的燃烧过程进行了三维数值模拟.研究表明,煤气和空气约在炉宽方向6～7m处燃烧完全,炉宽方向3～7m的区域为高温段,温度最高峰值约在5m处;炉内平均温度随煤气负荷和二次空气预热温度的增加而增加,随一次风比例的增加而降低;煤气负荷和二次空气预热温度对炉内温度场分布的影响最为显著,空气系数次之,而一次空气量的影响较小.     

烟气自循环加热炉内预热空气温度对燃烧过程的影响

高温空气燃烧技术中预热空气温度对炉膛内的燃烧特性及火焰特性有重要的影响。就不同预热空气温度对烟气自循环加热炉的影响进行了模拟研究。结果发现：预热空气温度一般加热到900～1100K为最佳。NOx浓度随着预热空气温度的升高而增大,一旦预热空气温度超过1500K,NOx的生成量将急剧升高。     

梅山高风温长寿命内燃式热风炉的设计与生产实践

简要回顾了梅山内燃式热风炉的历史和现状,分析了梅山2号高炉配置的高风温长寿内燃式热风炉采用的新技术及初步效果。认为强化燃烧能力、提高热流强度、缩短送风时间、发挥预热助燃空气和煤气的作用、回收废气热量、提高总热效率、加强操作技术管理是热风炉高风温长寿的有效手段。     

高温空气燃烧技术在加热炉上的应用

介绍了高温空气燃烧技术及其燃烧机理，结合钢铁企业的能源结构，从理论上研究了高炉煤气在高温空气燃烧技术的支持下应用于加热炉的燃烧特性，说明了高温空气燃烧技术在加热炉上的应用具有节能，环保等的多重效果。     

烟气回流技术在蓄热式轧钢加热炉的应用

采用高温空气燃烧技术结合烟气回流专利技术可以实现高温低氧燃烧,即预热空气高于800℃,含氧量低于21%的燃烧.以韶钢宽板厂加热炉高温空气燃烧技术的改造实践为基础,介绍了应用烟气回流专利技术的效果.实践表明,烟气回流专利技术可以降低能耗,提高产量,减少NO,排放.     

高炉高风温的试验研究

在钢铁工业的节能减排形势下,首钢开展了高炉高风温试验研究.2009年高风温试验情况表明,迁钢2号高炉连续4个月月均风温突破1270℃,实现年均风温1258.7℃,达到了高炉生产降低焦比和提高煤比等目标.采用对比分析法总结分析了高风温试验前、2008年和2009年迁钢2号高炉的试验数据,2009年实现1280℃高风温下的...     

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。     

喷吹预热煤粉对高炉能量影响的计算分析

利用计算机模拟高炉喷吹预热煤粉对能量等相关指标的影响,分析了煤粉预热后高炉热量、理论燃烧温度、热补偿、焦比等指标的变化情况。结果显示:利用热风炉废烟气预热煤粉后,可以降低焦比,提高理论燃烧温度,有效替代热风、富氧所提供的部分热量,起到节能增效的作用。     

Numerical Simulation of Combustion Characteristics in High Temperature Air Combustion Furnace

 The influences of air preheating temperature, oxygen concentration, and fuel inlet temperature on flame properties, and NOx formation and emission in the furnace were studied with numerical simulation. The turbulence behavior was modeled using the standard k ε model with wall function, and radiation was handled using discrete ordinate radiation model. The PDF (probability density function)/mixture fraction combustion model was used to simulate the propane combustion. Additionally, computations of NOx formation rates and NOx concentration were carried out using a post processor on the basis of previously calculated velocities, turbulence, temperature, and chemical composition fields. The results showed that high temperature air combustion (HiTAC) is spread over a much larger volume than traditional combustion, flame volume increases with a reduction of oxygen concentration, and this trend is clearer if oxygen concentration in the preheated air is below 10%. The temperature profile becomes more uniform when oxygen concentration in preheated air decreases, especially at low oxygen levels. Increase in fuel inlet temperature lessens the mixing of the fuel and air in primary combustion zone, creates more uniform distribution of reactants inside the flame, decreases the maximum temperature in furnace, and reduces NOx emission greatly.     

冷轧连续立式退火炉加热过程热工控制

为保证退火炉加热过程的稳定和安全,除了运用传统的空燃比调节烧嘴的燃烧外,还需要利用负载来定量控制.结合退火炉的结构特点,介绍了连续退火机组加热炉混合煤气燃烧的控制原理和控制流程,同时分析了加热炉的动态工艺特性和可能产生的干扰因素,从而为机组工艺操作方法的优化和设备故障的诊断提供了理论指导.     

影响钢氧化的因素及改进措施

通过分析板坯的加热工艺及条件,找出影响板坯氧化的主要因素,在加热温度、加热时间、炉气和燃料成分、空气系数等方面采取相应的改进措施,以降低板坯在炉内加热时氧化铁皮的生成.