蓄热式燃烧技术

<正> 蓄热式燃烧技术是当今国际上先进的燃烧技术——高温空气燃烧技术(HTAC)。其原理是在加热炉两侧炉墙上都布置有均匀分配的喷口,当一侧的喷口在作为烧嘴燃烧的时候,另一侧的喷口则作为烟道用来排烟。经过一个换向周期后,通过换向阀切换,作为烧嘴燃烧的一侧的喷口改作为烟道用来排     

蓄热式烧嘴在加热炉上的应用及改进

介绍了分离式蓄热烧嘴、一体式蓄热烧嘴、整体式浇注结构等不同蓄热式燃烧装置的结构和特点,指出在棒线加热炉上使用一体式蓄热烧嘴较为可行、合理,而对高温加热炉,尤其是板坯加热炉,应优先考虑整体浇注方式。     

烧嘴喷口安装高度对炉内温度场、浓度场的影响数值模拟研究

采用FLUNT软件,研究了烧嘴喷口安装高度对高温蓄热式加热炉内温度场和浓度场分布的影响。研究结果表明:在烧嘴喷口间距、空气、天然气射流流速、喷射方向和温度不变的前提下,喷口安装高度对炉膛内温度分布和烟气浓度影响很大。喷口安装高度距工件550mm时,加热工件表面的温度分布最均匀,处于2100K左右。随着安装高度的升高,出口处CH_4,CO_2和NO的平均浓度随之减少,O_2平均浓度先减小再增大,当高度为550mm时,O_2的平均浓度最小,说明燃烧最充分。     

日本福山厚板厂分批式加热炉采用新蓄热式烧嘴

最近日本NKK公司在福山厚板厂1号分批式加热炉上全面采用新蓄热式烧嘴系统,该炉已于1998年5月正式投产。新蓄热式烧嘴（商品名称HRS烧嘴）是NKK公司和日本工业炉公司共同研究开发成的,是一种将蜂窝状的蓄热体和烧嘴构成一体而进行安装的紧凑式高速切换型高效烧嘴系统。这种烧嘴于1996年12月首先在福山第一热轧带钢厂3号连续加热炉上采用,接着用于京滨厂的加热炉,福山厚板厂是第3家。这次在更新的新型厚板分批式加热炉上采用这种烧嘴,其目的是使燃烧后的高温废气热量被陶瓷蜂窝蓄热体吸收,利用其热量将燃烧用空气预热到高温,以提…     

蓄热式燃烧技术在石特加热炉的应用与改进

介绍了石特棒材线双蓄热步进梁式加热炉的工艺条件、技术参数、蓄热式烧嘴和换向阀的特点,并针对该加热炉存在的蓄热能力不足、蓄热体寿命短、加热质量下降、换向阀故障率高而寿命短、煤气消耗上升等问题,通过增大蓄热体换热面积、将原有烧嘴的扁缝式喷口砖改为多孔射流板、将原旋瓣式三通阀改为直通双关式三通阀、改进加热炉燃烧自动控制系统,使加热能力由改造前的110t/h提高至150t/h,蓄热体寿命由8个月提高到15个月,换向阀的换向周期由60s延长到100s以上,使用寿命由1年延长到3年以上,且改善了加热质量,提高了加热炉的安全性。     

蓄热式加热炉烧嘴结构优化研究

针对北京某公司一台蓄热式加热炉因烧嘴排烟不畅而导致加热炉内压力升高问题进行了分析研究。为了维持加热炉内微负压的状态,改变了烧嘴的结构尺寸,确定了烧嘴空气进口处需要提供的压力。并通过分析确定了烧嘴空气进口处所加挡板的厚度。     

锻造加热炉余热利用—浅谈余热锅炉问题

一、锻造加热炉的余热锻造加热炉,除水压机车间多用台车式加热炉外,主要是室状加热炉。为了保证热量传递,炉温与被加热金属出炉温度间有100～200℃的温差。所以,坯料出炉温度以1250℃计,锻造加热炉的正常炉温应为1350～1450℃。理论上,室状加热炉或台车式加热炉离开炉膛的烟气温度与炉温相同(计算炉子散热量时,垂     

低压天然气烧嘴的研制与锻造加热炉改造

针对现有锻造加热炉中天然气烧嘴无法在2~8kPa低气压条件下实现正常点火或燃烧的现象,通过分析燃烧装置工作原理和气体燃料燃烧原理,以及加热炉火焰的流动方式、气流速度、燃气发热量及空耗系数等影响因素,对烧嘴和加热炉结构进行改进。通过增加烧嘴中央气流孔、加大中央孔直径、调整喷孔直径和数量等方法,设计了DTX3、DTX4和DTX5这3种结构的烧嘴,分别进行了点火及火焰试验,试验结果表明,DTX5烧嘴性能改善最显著。并采用DTX5新型烧嘴对加热炉进行风量计算、防爆筒结构及双层火焰设计改造与试验。试验结果表明,DTX5新型烧嘴适用于天然气压力2~8kPa、空气压力0.6~3kPa、调节比1∶8、火焰长度1~3m;改造后加热炉炉温均匀,炉温控制精度达±6℃,高出同类设备温控精度40%以上,生产率提高75%。     

蓄热式燃气加热锻造炉炉温控制优化研究

通过分析蓄热式燃气加热锻造炉的工作原理,提出炉温控制优化思路。介绍了所设计温度控制系统的总体框架,采用STM32处理器作为硬件电路的控制核心,基于耦合神经网络优化的PID算法,优化了蓄热式燃气加热锻造炉温度控制系统。结果表明,设计的温度控制系统对炉温温度能够进行准确控制。     

电阻加热炉炉温均匀性差的原因及解决办法

某集团公司锻造厂使用的加热炉主要有台车式电阻炉和箱式电阻炉。产品要求工业4级炉的均温性必须保证在±10℃以内。为此,对所有的锻造加热炉要定期进行炉温均匀性测试,以保证合格产品。1电阻加热炉炉温均匀性检测依据GB/T9452—2003《热处理炉有效加热区测定方法》对加热炉的炉温均匀性进行了测试。在电阻炉的有效工作区内,用9点测温法测定电阻加热炉均温性。当炉膛温度达到设定温度后保温2 h,     

铝熔炼炉燃烧器水平夹角的优化模拟

为提升铝熔炼炉热效率、降低污染物排放和提高熔体质量,在对某厂蓄热式铝熔炼炉热平衡测试的基础上,建立合理的铝熔炼炉模型,提出了优化准则。运用计算流体力学软件Fluent对铝熔炼炉燃烧器不同水平夹角下铝液和炉膛的耦合物理场进行了仿真优化。经过对不同燃烧器水平夹角下的优化分析,结果表明,燃烧器水平夹角为90°时,铝熔炼炉能获得最佳的熔炼性能。     

大方坯连铸结晶器水口优化模拟探究

为了研究不同浸入式水口类型对结晶器内流场流动的影响,以结晶器水口优化为出发点,利用物理模拟和数值模拟两种手段对断面280 mm×380 mm大方坯结晶器不同水口开展优化研究。本研究首先构建了一个1∶1结晶器水模拟试验装置,实现不同浸入式水口下的连铸流动模拟,利用PIV测量了不同水口下的结晶器截面流场,然后利用Fluent软件进一步研究了浸入式水口开孔角度、开孔数目、安装角度等参数变化对结晶器内流场以及液面波动的影响。物理模拟和数值模拟研究表明,开孔角度向上时,波动范围大于5 mm;开孔角度水平时,对窄面冲击速度过大,达到0.35 m/s;较双孔水口,四孔水口液面速度为0.22 m/s,小于卷渣临界速度值;水口安装角度改为对角线时,强化了内流场角部流动,整个流场流动更加稳定。     

基于响应面方法圆柱形喷嘴结构优化研究

喷嘴是高压水射流的核心工作部件,其几何结构特征直接影响射流质量及工作效率。利用CFD方法对当前广泛应用的圆柱形喷嘴内流场进行研究,以最大出口速度作为目标变量,采用响应面方法优化喷嘴结构。研究结果表明：圆柱形喷嘴轴心速度与压力呈现近似对偶特性。喷嘴出口直径、喷嘴出口圆柱段长度及喷嘴收缩角对喷嘴出口速度有显著影响,喷嘴入口圆柱段长度及入口直径对出口速度影响较小。其中,喷嘴出口圆柱段长度与出口速度近似呈线性关系,而出口直径及喷嘴收缩角与出口速度呈抛物线关系。影响喷嘴压降的因素为喷嘴入口及出口直径,而其他因素如喷嘴出口圆柱段长度、入口圆柱段长度及收缩角对压降的影响则可以忽略。     

喷嘴结构对微等离子弧输出特性影响的数值仿真与验证

通过数值模拟和试验研究相结合的方法,在考虑微等离子喷枪喷嘴结构的条件下,建立了大气压下脉冲放电微等离子弧的数值模型,重点研究了喷嘴孔径、喷嘴工件距、阴极内缩量以及电流大小对微等离子弧的影响,并通过光谱仪来表征微等离子弧作用的温度分布。结果表明:喷嘴结构对微等离子弧的形成与稳定有重要影响:在有效压缩距离点内,喷嘴孔径的减小以及喷嘴工件距离的缩近才对工件温度的提高有显著影响;一定范围内,工件的温度随电流的增大而增大;阴极内缩量对工件的温度影响不大。微等离子弧温度场的数值模拟结果与光谱仪测量结果基本一致,验证了模型的可靠性。     

连续退火炉冷却气体流场和传热特性的数值模拟

利用数值模拟软件ANSYS-CFX对带钢连续退火炉不同冷却气体的流速、不同喷嘴的倾角、间距及个数情况下冷却气体的流场和传热特性进行模拟,模型建立和网格的划分采用ICEM-CFD,以常温下空气为工作介质,计算结果表明喷嘴的最佳结构为入射角30°,间距为6 mm.同时为使试样宽度方向的冷却均匀,采用间距为130 mm的两对喷嘴,由于上喷流的形成,采用两对喷嘴的换热系数分布更均匀.计算结果为喷嘴的设计提供理论指导.     

新型内吹环的设计与多喷嘴内吹环流场分析

针对车间喷嘴吹扫镀锌钢管内部多余锌粒时,出现的消耗大、喷管出口速度低、吹扫效率低等问题,设计一种新型的内吹环结构。这种结构由4个喷嘴组成,每个喷嘴的结构内轮廓为B样条曲线,喷嘴出口采用椭圆形结构。对原内吹环与新型内吹环进行流场仿真,仿真结果表明:新型内吹环的吹扫效果要高于原内吹环。并且研究了内吹环出口到管口的距离、喷嘴压力以及喷嘴出口直径对于流场的影响。其结果表明:靶距为40 mm的吹扫效果要优于20和30 mm,内吹环压力为0.6 MPa时射流速度大于压力为0.3和0.15 MPa,出口截面积越小吹扫效率越高。     

铝板在双面喷流加热和辊底摆动过程中的温度均匀性

基于辊底式铝板淬火炉加热工艺,针对板材双面多喷口气体喷流换热与内部导热的耦合问题,建立了板材喷流加热过程数理模型,研究了喷口排布、热风流量、铝板厚度和辊底摆动周期对板材表面换热及板温均匀性的影响。结果表明,喷口垂直喷流的换热效果优于倾斜喷流;垂直喷流时喷口以1/4间距错排布置时,铝板表面温度均匀性最好;喷流造成的铝板表面温度不均匀主要集中在加热前期,易造成板材的变形,且对于薄板更加显著;可采用较小的热风流量及较短的辊底摆动周期以改善铝板表面温度均匀性,减小材料的应力和应变。     

喷嘴形状对Al2O3-3TiO2粒子扁平化及其涂层性能的影响*

采用SprayWatch在线监测系统测量了F6大气等离子喷枪在不同喷嘴条件下产生的等离子射流中Al2O3-3TiO2粒子的温度和速度。利用201不锈钢和Q235钢作为基体,分别用来收集粒子和制备涂层。分析了不同喷嘴对飞行粒子温度和速度的影响,并通过扫描电镜(SEM)对扁平粒子的铺展程度和涂层显微组织进行了分析,并对比了涂层的结合强度、显微硬度和磨损失重量的差异。结果表明:在相同的测量位置,圆柱形喷嘴喷出粒子的速度比Laval喷嘴条件下的高出一倍,但是温度比Laval喷嘴条件下略低。圆柱形喷嘴获得的扁平粒子比Laval喷嘴获得的扁平粒子铺展程度要大;圆柱形喷嘴获得的涂层的孔隙率及磨损失重量比Laval喷嘴制备的小,其涂层的结合强度、显微硬度均高于Laval喷嘴制备的涂层。     

宽板坯浸入式水口优化的物理模拟

通过水模型研究方法,对某钢厂200mm×1800mm连铸机结晶器内流体的流动行为进行了研究,在此基础上对水口的结构参数和工艺参数进行了优化。研究结果表明：①拉坯速度、水口底部形式、水口出口形状、出口角度、出口面积比以及浸入深度等参数对结晶器内流场有重要影响,在对其进行优化研究时应综合考虑;②在试验条件下,结晶器优选出的新型浸入式水口的最佳结构参数为：水口倾角15°,出口面积比2.0,出口形状为跑道形,底部形状为平底,结合现场生产实际建议浸入深度为125mm,拉速为1.45m/min。     

高速燃气喷涂枪用燃油雾化喷嘴结构参数优化

为开发出以航空煤油为燃料的新型高速燃气喷涂枪,需设计出高效的煤油雾化喷嘴.文中提出了一种双气流空气助力雾化喷嘴,并运用计算流体动力学（CFD）模拟技术计算了该喷嘴的气流场,分析了喷嘴主、辅气出口截面积比对雾化气流场分布的影响规律,发现主、辅气出口截面积比增大,气流的喷射锥角相应增大,最大速度减小.综合考虑喷射锥角和气流速度对雾化效果的影响,确定主、辅气出口截面积比在1.01~1.34范围内喷嘴雾化效果较好.利用高速摄像系统对优化喷嘴的喷雾形态进行了试验分析,发现拍摄到的喷雾形态和计算机模拟结果一致,具有良好的雾化效果.