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。     

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.     

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。     

武钢3200m^3高炉内燃式热风炉结构特点

武钢３２００ｍ＾３高炉设计采用了风温为１２５０℃的新型内燃式热风炉。该热风炉吸取了国内外热风炉的先进技术，克服了传统内燃式热风炉的缺点。其主要结构特点是：采用了悬链线拱顶、独特的燃烧室结构、自立式隔墙、矩形陶瓷燃烧器和合理的内衬膨胀结构和滑动结构。热风炉投产后，在燃烧单一高炉煤气的条件下，最高月平均风湿达到１１２４℃。若进一步把已经具备的几项提高风温的措施启用，预计风温可长期稳定在１２００℃以上。     

霍戈文热风炉燃烧器烧嘴优化仿真

矩形燃烧器的工作状态直接影响热风炉燃烧室内的流场,在调试燃烧器时,通常经过冷态实验对烧嘴喷口面积、两排烧嘴间距等参数进行适当调整,以达到理想的燃烧状态.本文从优化烧嘴倾角的角度出发,以迁钢2#高炉配备的霍戈文内燃式热风炉燃烧器及燃烧室为研究对象,按照1:1比例建立三维几何模型,利用涡流耗散模型,运用CFX11.0软件对不同烧嘴倾角时燃烧室的燃烧流场进行数值模拟,分析了不同烧嘴倾角的改变对于燃烧室流场与温度场的影响.     

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。     

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。     

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.     

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...     

韶钢3200m~3高炉热风炉烟气CO成分异常的影响

对韶钢3200m~3高炉热风炉烟气中CO成分异常进行了排查,认为煤气在燃烧器煤气通道内的泄漏、燃烧室与蓄热室之间的隔墙有窜气的缝隙,是造成烟气中CO成分异常的主要原因。烟气中CO成分升高后,热风炉热效率降低、能耗升高,同时对热风炉和喷煤系统都存在安全隐患。在热风炉不能停炉维修的条件下,通过提高残氧控制目标值、开烧前延长氮气吹扫时间、对烟气管道进行氮气吹扫、加强烟气管道的管理等,确保热风炉系统的安全运行。     

卡卢金热风炉的工业应用

卡卢金热风炉是一种现代蓄热式高炉热风炉。相对于内燃式和外燃式热风炉而言,卡卢金顶燃式热风炉淘汰了传统意义上的燃烧室(俗称"燃烧井"),被称为"无燃烧井"热风炉,又叫"顶燃式热风炉",真正实现了高炉煤气的充分燃烧和高风温的目标。该炉凭借其高风温、低投资、长寿命的特点,已经成为炼铁行业中广泛应用的热风炉之一。独立的设计和技术服务使其在世界范围内赢得了高品质的称赞。使用20mm孔径格子砖的热风炉已经成为新一代卡卢金热风炉的标志。从高炉热风炉的发展史,技术改革等方面,阐述了卡卢金热风炉在燃烧器设计,格子砖技术,炉箅子结构,余热利用等方面的优势,并介绍了在中国和国际市场的应用业绩。     

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.     

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。     

承钢2500 m~3高炉热风炉工艺优化

介绍了承钢2 500 m3高炉顶燃式热风炉存在的问题,分析了影响热风炉利用效率提高的原因。通过对热风炉工作制度进行优化、改进热风炉燃烧器,进一步提高了热风炉的风温和煤气利用效率,使承钢高炉生产实现了高效、节能、环保、长寿的良好循环。     

现代高炉高风温关键技术问题的认识与研究

提高风温可以有效降低高炉燃料消耗,促进高炉生产稳定顺行,是绿色低碳炼铁技术的重要发展方向之一。研究了热风炉热量传输过程和传热特性,通过传热学机理的研究解析,阐述热风炉加热面积与风温之间的关系,提出提高热流通量以改善热风炉传热的观点。研究了热风炉理论燃烧温度、拱顶温度和风温之间的关系,介绍了利用低热值高炉煤气和回收热风炉烟气余热,通过耦合预热和能量梯级利用的技术方法,实现高风温的技术创新及实践。提出了实现热风炉智能化操作的技术要素,论述了合理控制拱顶温度和抑制NO_x大量生成的工艺方法,以及有效预防热风炉炉壳晶间应力腐蚀的技术措施。指出实现低热值煤气的高效利用和高值转化,提高风温、降低燃料比和CO₂排放,是未来高炉炼铁的关键共性技术。     

地德式热风炉在鞍钢4038m^3高炉上的应用

介绍了鞍钢鲅鱼圈4038 m3高炉采用的德国地德式热风炉的结构和技术特点以及应用效果。采用地德式热风炉后,可有效提高热风炉的理论燃烧温度,从而提高热风温度,在全烧高炉煤气的情况下,热风温度可达1 250℃以上。     

基于双旋流形式的烧结燃烧器结构优化

纯烧高炉煤气烧结燃烧器存在燃烧不稳定和脱火现象,降低了高炉煤气的燃烧效率。为了解决上述问题,提出一种新型双旋流燃烧器,模拟了该燃烧器内部的燃烧流动规律,并分析了双旋流形式对燃烧性能的强化效果。结果表明,模型可准确预测烧结料面处的温度分布,与现场实测数据的平均误差为5.3%;双旋流燃烧器可有效提升高炉煤气的燃烧效率,相比同工况下的单旋流燃烧器,其料面温度提高140 ℃,CO未燃率降低15.9%。研究结果可为现有烧结设备的性能提升和节能改造提供一种有效途径。