水泥三喷腾分解炉煅烧过程数值模拟研究

为了深入研究分解炉内的煅烧过程,提高煅烧效果,运用Fluent软件对国内某水泥公司4 500 t/d TTF分解炉进行了数值建模。在选取Standard k-ε模型、离散相模型和组分传输模型模拟出流场和温度场的基础上,分析了煤粉燃烧过程及生料角度、三次风速度和温度对炉内煅烧过程的影响。结果表明:生料入射角度对分解率有较大的影响;三次风速度较大时,生料分解率和焦炭燃烬率也较高;三次风温度升高,会引起助燃空气不足,降低焦炭反应活性,从而降低燃烬率;通过优化3个参数,CaCO_3分解率达到90.3%,焦炭燃烬率达到88.0%。开展水泥分解炉煅烧过程数值模拟研究并将之应用于实际工程项目中,可为优化水泥生产工况提供理论参考,对水泥工业与资源环境的协调发展具有较大的现实意义。     

NKSV分解炉运行机理及其改进

在系统分析NKSV分解炉气固两相运动规律及其性能特点的基础上，指出了NKSV分解炉的不足之处，提出了改进方案。结果表明：改进后的分解炉在物料分散、煤粉的燃烧环境、物料停留时间等方面均有较大改善，克服了NKSV分解炉存在的旋流强度过大的缺陷，缩口的二次喷腾作用得到了明显的体现，为分解炉的优化设计提供了指导。     

RFC分解炉的性能研究

分析了RFC分解炉内的气固流动、阻力特性以及炉内物料停留时间分布等,研究表明炉内大部分区域气体流动表现出明显的旋流流动特点,炉内湍流强度分布比较均匀,并沿轴向流动方向逐步增强。RFC分解炉的料气停留时间比值约为3.7,如果考虑炉出口与C5进口之间的垂直连接管道,则物料依次通过分解炉系统的平均停留总时间约为13.3s。RFC分解炉的3次风旋流流动的阻力系数为74,窑气喷腾流动的阻力系数为13。研究结果与工厂实际生产情况完全符合,为改进分解炉的设计和优化工厂的操作提供参考。     

新型等离子体点火燃烧筒研究

以装有150kW等离子体发生器的某等离子体点火试验燃烧器为例,应用数值模拟的方法对等离子体点火燃烧器的稳燃性能进行了研究,并提出了一种新型的径向/切向进风等离子体点火燃烧筒.研究结果表明,一次风速(风粉气流流速)、等离子体气流的穿透区域和煤粉浓度等是影响等离子体点火过程及煤粉着火燃烧的主要因素.径向/切向进风可以在燃烧筒内形成多向回流和旋流,使得风粉气流在燃烧筒内不仅有轴向速度,而且还有径向和切向速度,改变了轴向进风气流运动的单一性,增加了煤粉气流在筒内的停留时间,着火区域扩大,火焰充满度好,有利于燃烧筒内的稳燃.     

喷旋管道式分解炉内燃烧、分解过程的CFD模拟

针对水泥分解炉内煤粉燃烧、生料颗粒分解过程共存的特点，提出了相应的计算模型与方法，以CFX4为基础。采用用户软件，二次开发出模拟该现象的工程计算软件，并以工业化中实际使用的5500t／d的喷旋管道分解炉为对象，计算分析了炉内的煤粉燃烧、生料分解率在空间上的变化规律。探讨了炉内的湍流速度场及高温火焰燃烧区域、空气组分、颗粒体积浓度等的空间分布特征，指出了进一步优化的方向。     

天然气再燃低NOx技术的冷模试验分析

在一个几何比例为1：12．5的220t／h切向燃烧深粉锅炉冷模试验台上,通过喷入不同温度的气流并测量炉内温度场,模拟了不同喷射方式和喷射流量时的再燃气体、燃烬气流与主气流之间的混合特性。试验结果表明,前后墙方向喷出的再燃气流与主气流之间形成了快速互均匀的混合,但主燃烧区空气动力场变化较大;切向喷出的再燃气流更适合于切圆燃烧深粉锅炉;四角切向喷入燃烬风对燃烬有利。本文还对再燃气流的喷射量、喷射位置对混合效果的影响,进行了讨论。     

煤粉予燃室锅炉的试验研究

煤粉予燃室是一种新型的煤粉燃烧方式。北京锅炉厂制造的SHF—20(?)13型锅炉在采用煤粉予燃室后,锅炉炉膛体积热负荷高达240×10~3[大卡/米~3时],锅炉外形尺寸大为缩小,约可节省钢材35％。 煤粉予燃室经过改进,采用了Ⅱ、Ⅲ型予燃筒,35°平面叶片旋流器并加装风粉均匀板,在燃烧灰熔点高的烟煤时,已可连续运行15天以上。试验研究说明煤粉予燃室是可能很有前途的。     

分解炉分级燃烧三次风配风优化

针对典型TTF分解炉,采用数值方法研究了不同三次风速下分解炉内温度场、组分场及NO_x分布特性,得到了不同三次风配风方式下分解炉分级燃烧规律和CaCO_3分解规律,确定了最佳三次风速。数值研究结果表明:不同三次风配风方式下分解炉内温度场、组分场及NO_x分布趋势一致,炉内温度合理,均能满足煤粉燃烧和生料分解;随着下三次风速的升高,分解炉内平均温度升高,生料分解效率也提高;当下三次风速升高至36 m/s时,炉内平均温度不升反降,生料分解率降低。综合考虑,下三次风速20. 1 m/s,上三次风速28. 06 m/s时,分解炉内整体平均温度较高,CaCO_3分解效率较大,生成的CaO较多,同时保证了NO_x排放量较低。     

用稳燃腔煤粉燃烧器提高劣质煤稳燃性研究

在分析韶关电厂５＃炉燃煤特性的基础上，进行了采用稳燃腔煤粉燃烧器提高劣质煤燃烧稳定性的研究。试验结果表明，该燃烧器对劣质煤具有很强的稳燃效果。     

再燃燃料对煤粉燃尽特性的影响

燃料分级燃烧低NOx技术采用超细煤粉作为再燃燃料,可解决由常规粒度煤粉作为再燃燃料而引起的未完全燃烧损失较大、NOx还原率低的问题.本文采用热天平和一维热态煤粉炉分别进行超细煤粉的燃烧特性机理和燃尽效果的热态模拟试验研究.试验研究表明,在确保再燃区停留时间和较高燃尽率的同时,对于停留时间为0.8 s左右的高挥发份的褐煤,30μm的粒径可实现较好的燃尽效果.采用低挥发份的煤种,需进一步减小粒度.     

锌钡白干煅窑炉过程控制系统的研制(Ⅱ)——测量数据预处理技术

简要介绍了多种数据预处理技术，并以锌钡白干煅窑炉过程控制系统中煅烧温度测量值的实际数据为例，分析了采样时遇到的测量值异常、波动、采样故障等问题、详细讨论了相应的异常值检测与补偿、故障检测、数据平滑与滤波等数据预处理技术。这些技术在煅烧温度数据预处理中取得 了良好的效果。     

滇西厂RSP分解炉气固两相运动规律

通过冷模条件下的气体三维流场、阻力损失与炉内物料停留时间分布的试验研究,对滇西水泥厂RSP分解炉内气固两相运动规律进行了研究,并结合江西水泥厂RSP的情况,对比分析了滇西厂RSP各室设计的结构和操作参数的合理性,为指导生产操作提供了依据.     

镁砂煅烧窑烟气脱硝SCR法的应用与流场分析

介绍了菱镁石煅烧窑烟气的特点和危害以及SCR脱硝方法的原理与工艺流程,并且利用Fluent软件,采用标准湍流模型和多孔介质模型对SCR反应器的流场进行了数值模拟,此反应器是以某厂菱镁石高温煅烧窑烟气为对象,通过数值模拟来寻求优化设计.数值模拟结果表明,在SCR反应器内加装整流器对流场略有改善,且整流器格子大小对流场影响不大.模拟结果还得出导流板的最佳结构和位置,可以达到良好的脱硝效果.     

隧道窑制品和窑车衬砖瞬态导热数值实验研究

本文采用有限差分法,对耐火材料工业隧道窑窑车衬砖和车上制品进行了二维瞬态导热数值实验研究。研究了两种推车制度和两种温度制度,四种窑车衬砖结构,两种窑长等工况,讨论了燃料消耗与制品、窑车衬砖、窑车金属件传热的关系及节能型轻质窑车的设计。所得结果与实际情况相一致。     

水泥熟料分段烧成模拟分析

通过建立新型干法水泥回转窑烧成带温度计算的数学模型,计算出两种不同水泥窑型的烧成带温度,分析了两种不同窑型的温度分布,进而提出熟料分段烧成的理想化模型。研究发现：短窑在过渡带具有普通窑型约8倍的温度梯度,但是在烧成带两者几乎没有温度变化,而分段烧成依然有15℃的升温,因此分段烧成具有良好的熟料反应温度环境,有利于熟料质量的提高。     

衬砌-锚杆加固碹窑民居的力学行为及稳定性分析

为了提高碹窑民居的安全性能,提出了一种碹窑民居衬砌-锚杆加固技术,通过数值模拟研究方法,分析了加固碹窑民居的力学行为和稳定性能,研究了加固体系的力学机制。结果表明：衬砌结构作为传力构件,可与拱券结构共同传递窑顶自重荷载。加固结构可有效减小接触面的切向应力,同时改变切向应力的分布形态。碹窑民居加固后,最大强度折减系数由2.0增加至5.6,其稳定性能显著提升。衬砌结构左、右两侧拱顶、外侧窑腿及拱脚部位弯矩较大,该部位钢筋网应适当加密,以增大弯矩承载力。     

炭素回转窑内物料停留时间的确定

在前人建立的等径回转窑内物料料层轴向厚度变化公式基础上,推导出了适合于窑尾扩径和内衬增设翻料装置的变径窑内物料层厚度的计算式;同时利用上述两种窑内料层厚度计算式进一步求出了两种窑内物料停留时间的计算式,计算式中综合考虑了窑内径、窑长、窑头挡料圈高度、窑倾角、窑转速、物料体积流率、物料安息角、物料颗粒粒径等多种因素;为了验证计算公式的正确性,建立了实验装置,进行了冷态实验测试.结果表明,公式计算值与实验测试值比较吻合,误差较小,并且计算中不需要引入修正系数.     

炭素回转窑产量影响因素的实验研究

建立了回转窑实验装置,通过冷态实验研究了回转窑转速、斜度、内径、窑尾挡料圈高度等操作参数和结构参数对物料停留时间及回转窑产量的影响.结果表明,当转速小于4 r/min时,物料停留时间缩短程度显著,高于4 r/min时,缩短趋势平缓;随着窑斜度和窑尾挡料圈高度的增加,物料停留时间同样缩短;窑产量随着转速、斜度和窑尾挡料圈高度的增加而增大;当转速小于3 r/min时,窑产量增幅明显,高于3 r/min时,窑产量的增加程度降低;随着窑尾挡料圈高度的增加,窑产量增加显著;同时加料管的安装位置对回转窑的产量也有较大的影响.     

探寻钧窑之路——2001年神垕钧窑发掘追忆

钧窑是宋元时期非常重要的一个制瓷传统,同时也是中国古陶瓷研究中疑问较多、争议较大的一个窑口。为此作者主持进行了2001年对禹州神垕镇钧窑遗址的考古发掘。经过严格认真的考古发掘工作和初步的整理,使我们对钧窑的烧造时间、发展阶段和工艺技术等诸多问题有了新的认识,收获颇丰。通过发掘大体可以确认在禹州市神垕镇西南部的古窑场中,钧釉瓷器的生产大体始于北宋末期（12世纪前半叶）;经过对刘家门窑址发掘资料的初步整理,可将钧窑的发展历史分为三个时期,即北宋晚期到金代前期,金代后期到元代初年,元代时期;发掘中清理出一批遗迹;在下白峪窑址发现了中晚唐时期的遗存,清理了一座窑炉,出土了大量瓷片和窑具。