未燃煤粉在高炉内的分布特性的实验研究

对未燃煤粉在炉内的分布特性进行了二维模型实验研究·通过实验发现进入高炉的未燃煤粉主要聚积在气流流动缓慢和气流发生转折的区域或部位;在块状带,主要滞留在矿石层中·在煤气流主通道未燃煤粉难以聚积,对料柱的纵向透气性和压差影响不大·未燃煤粉积聚的不均匀性造成了局部横向压差增加,从而导致了煤气流的重新分布·特别是回旋区前方和前上方透气性恶化,使中心气流难以发展,促使软熔带向“平底的倒V型”或“倒W型”转变·实际操作中,应采取高炉各风口均匀喷吹和疏通中心的操作方针     

软熔带类型对高炉内未燃煤粉分布影响的数值模拟

为了改善高炉炉况、降低未燃煤粉对高炉的负面影响,利用“Euler-Euler”法对高炉内未燃煤粉的堆积分布进行了数值模拟.考察了倒V型、V型和W型软熔带高炉内的未燃煤粉分布,以及软熔带形状对未燃煤粉分布的影响,并比较了三种软熔带高炉堆积未燃煤粉量的多寡和高炉各区域未燃煤粉堆积量.计算结果表明:未燃煤粉主要堆积在高炉软熔带下方;死料柱、风口回旋区下方、软熔区域、软熔带顶部和根部是未燃煤粉容易堆积的区域.W型软熔带是最佳的高炉操作模式,具体表现在:未燃煤粉在高炉内分布相对均匀; 在一定压差条件下可容纳较多煤粉.     

未燃煤粉在填充床内的分布及对料柱压差的影响

为揭示未燃煤粉在高炉块状带的分布及其对块状带压差的影响,利用冷态填充床模型研究得出,空塔流速对填充床中气流压差具有较大的影响,随空塔流速的增加压差呈线性增加·本试验条件下,空塔流速每增加10m/s,压差将增加037kPa/m;填充床内未燃煤粉积蓄量越多,压差增加越大,当积粉量为60kg/m3,压差将增加25kPa/m;局部的过量积粉可能导致悬料     

高炉软熔带对气流分布影响的研究

本文以模型实验为基础,研究了高炉内不同熔软带形状、位置对气流分布和煤气利用的影响。软熔层之间的焦炭夹层透气性良好,气流容易通过,维持适宜的软熔层藉以形成适宜的焦炭夹层分布,会使高炉压差降低,有利于提高强度,强化冶炼过程。倒V型的软熔带结构有利于疏通中心,促进中心气流开放,形成自下而上“树枝状”的流向线分布,使炉缸工作均匀、活跃、稳定。这种结构也有利于提高冶炼强度,改善煤气利用和获得优质生铁,倒V型软熔带的顶层出现位置高时,炉内压差降低,有利于加风强化,但使间接还原区缩小;顶层出现位置低时间接还原区扩大,但可能导致压差升高和边缘过于发展。软熔带的适宜位置应根据综合冶熔条件确定,一般以始于炉身下部为宜。     

两段式喷煤填充床内煤粉分布规律的试验研究

根据相似原理建立了1∶25的二维冷态填充床模拟高炉喷吹煤粉,通过试验比较了一段式喷煤和两段式喷煤条件下填充床内煤粉的分布规律和压差变化.结果表明:煤粉主要堆积在填充床下部,随高度的增加,煤粉的堆积量呈下降趋势.第二段喷入的煤粉大部分堆积于填充床边缘区域,中心区域堆积的煤粉主要为风口喷入.在喷煤量相同条件下,两段式喷煤时模型高度方向上煤粉分布更加均匀,填充床透气性得到改善;两段式喷煤与一段式喷煤相比,填充床内总压差下降了约29%,主要是填充床下部的压差显著降低;第二段喷入填充床内的煤粉对填充床上部的压差影响不大.     

煤粉燃烬性能与颗粒结构分维的关系

为研究煤颗粒结构与燃烬性能的关系,进行了煤粉动态燃烧试验·采用分形几何理论定义了颗粒结构分维Ds,以描述煤粉颗粒结构特征·几种煤的结构分形维数计算表明:煤粉的颗粒分维数与煤种有关·总体上,烟煤的分维数大于无烟煤·煤燃烬性能主要与煤挥发分产率有关,Ds的数值体现了颗粒结构对煤粉燃烧性能的影响,即煤的化学成分接近时,颗粒结构分维数大的煤粉其燃烧率高·煤岩组成类型、含量是影响煤粉结构分维的主要因素·     

高炉内透气性分布技术的研究

研究透气性沿径向上分布的目的,在于寻求控制炉料和煤气沿径向上合理分布的可测参数,使高炉内能量充分利用。本文在模拟高炉送风和下料的双种条件下,对影响径向上透气性分布的 O/C 比和含粉率的分布进行了测定。实验表明,气流速度对炉内炉料堆角变化的影响,是造成径向上 O/C 比变化的主要因素。在流速相同时,正分装和倒分装造成的堆角变化规律相反。炉料中粉末含量的变化,不仅增加了料柱的气流阻损,更重要的是破坏了正常布料的规律,降低了高炉内能量的利用。     

高炉喷吹常村贫煤时煤粉的利用率

根据岩相显微分析和化学分析的结果,计算了宝钢1#高炉在进行常村贫煤工业实验时炉尘中未消耗煤粉中的含碳量,确定了常村煤的加入量在20%～40%的条件下炉尘中的含碳量和未消耗煤粉含碳量.给出了宝钢高炉在不同喷煤条件下煤粉在高炉内的利用率.     

高炉喷煤过程中未燃煤粉分析

通过测定邯钢高炉喷吹煤种的燃烧率,分析了邯钢高炉喷煤利用现状.测定了高炉除尘灰中的碳含量,利用岩相测试技术分析了除尘灰中未燃煤粉和焦炭存在的不同结构形态,并确定了高炉除尘灰中含碳物质的来源.结果表明,邯钢高炉除尘灰中的碳元素含量都比较高.炉尘中的未燃煤粉颗粒可分成微变原煤颗粒、气孔原煤颗粒和残碳颗粒;焦炭颗粒可分成类丝碳、粒状镶嵌结构、流动结构、片状结构、块状结构.结合邯钢高炉目前配煤情况,给出了提高邯钢煤粉燃烧率的有效建议,邯钢高炉混合喷吹的首选用煤为长治煤与大湾煤.     

改善高炉内煤气能量的利用

高炉内煤气流量和煤气能的利用不是固定关系。合理的高炉炉喉煤气CO_2分布曲線要求是平峯式的。高炉保持顺行,维持较高煤气压力和压差对改善煤气能利用是期望的。正确地运用高炉上部调剂法控制煤气流,通常可按炉喉CO_2曲線分布来进行。     

旋流煤粉燃烧第四类稳燃技术

将国内外旋流燃烧器现有的稳燃措施根据其稳燃原理分为3类.分类分析现有稳燃措施不能适应低挥发分煤稳燃的原因和存在的问题,分析得出:扩口、扩流锥、浓淡燃烧、齿环稳燃器等稳燃措施都没有考虑煤粉气流进入炉膛后与高温烟气迅速混合问题.在这些稳燃措施的流场中,煤粉气流进入炉膛,除脉动外,首先沿回流区外缘流动,向外扩张,与二次风混合过早,而并不迅速与热烟气混合;煤粉气流与高温烟气的混合动力为二者之间的横向湍流脉动,混合强度弱.因此,对于低挥发分煤不能起到良好的稳燃作用.提出了第4类稳燃技术花瓣稳燃器,该技术充分考虑了煤粉气流与高温烟气间的掺混速度和前期掺混强度.花瓣稳燃器能够在其背流面形成轴向和径向多种回流区,使得煤粉颗粒与高温烟气间的混合动力除横向湍流脉动外还有宏观对流混合,加大了二者之间的热质交换强度.     

高炉煤粉喷吹系统的动态辨识

高炉煤粉喷吹是一个时变、非线性复杂系统,采用常规方法无法建立起精确的数学模型·通过对煤粉喷吹系统的研究,提出一种带可调因子的模糊神经网络(AFNN),它通过调节可调因子的大小,实现喷吹对象的动态辨识·实验结果表明,该网络具有快速的学习能力和较强的自适应性能·     

高炉滴落带初渣流动的实验研究

根据相似原理,对高炉滴落带初渣流动进行了区域模拟的实验研究。结果表明:在现代高炉操作条件下,初渣偏流现象是不可避免的;初渣在滴落带横截面上呈二次项分布。在正常操作条件下,铁液的滴落几乎不受横向气流的作用,因而,生铁一经生成便与初渣分离而垂直下滴,而初渣则主要集中在软熔带内边缘附近区域流动。初渣偏流影响到焦窗的透气性。提高焦炭强度,保证滴落带焦炭柱中大于20mm 的大顺粒组成高于80%,或对小颗粒焦炭进行分级整粒入炉,将减轻滴落带初渣偏流,改善高炉下部的透气性和透液性。     

高炉炉尘中含碳物质来源

宝钢1#高炉二次灰粒径主要以小于149μm为主,约为80%,粒度分布是2个正态分布曲线的组合.重力灰粒径主要以74～297μm为主,约为65%,粒度分布是3个正态分布曲线的组合.通过岩相显微分析确定了高炉炉尘中未消耗煤粉和焦炭存在的不同结构形态.根据炉尘中煤粉和焦炭中碳的消耗程度,由显微分析结果进行计算,给出了在常村煤工业试验炉尘中未消耗煤粉碳所占比例的公式.     

高喷煤比时高炉炉尘灰中含碳物质研究

测定了高喷煤比的高炉炉尘(重力灰和瓦斯灰)中矿物组成,给出了在不同煤比条件下未消耗焦炭和煤粉面积比.分析了高喷煤比对高炉炉尘中碳质量分数和未消耗煤粉比例的影响.确定了宝钢高炉在高喷煤比时高炉炉尘中未消耗煤粉量、焦炭颗粒量和煤粉在高炉内的利用率.通过试验发现,随着喷煤比增加,炉尘量增加,但在高喷煤比后,炉尘量波动较大.高炉炉尘中未消耗碳量和煤粉量随着喷煤比的增加逐渐增加,而未消耗焦炭量不受喷煤比变化的影响,基本上保持在3 kg.t-1的水平,表明宝钢高炉焦炭品质很高.     

高炉下部液体分布的试验研究

采用4种填料和2种液体模拟高炉下部的流动状态,在填充床内对液体的分布特性进行了试验研究.结果表明,液体分布与液体流量和初始分布无关,其主要取决于填料自分布性能和液体性质.填料的形状系数越小、直径越大,向外偏流的趋势越明显;液体的密度越大、黏度越小,则不容易发生偏流.即使无煤气流的影响,高炉内炉渣也容易向炉墙附近流动.试验范围内液体以溪流形式流动,而不是呈散滴状流动.     

高炉煤粉喷吹控制系统述评

通过对高炉煤粉喷吹系统各环节工作特性及煤粉喷吹量各调节方式的分析,指出煤粉喷吹量调节系统是一个动态、时变、随机干扰严重的多输入单输出非线性对象·总结并分析了煤粉喷吹量计量和控制技术的发展现状,指出目前煤粉喷吹量调节控制系统存在计量信号不准确、控制规律无自适应性等问题,并对智能控制技术用于解决喷煤量调节控制系统存在的难题作了展望·     

未燃煤粉对高炉冶炼过程中能量分配的影响

通过开发的高炉能量管理优化系统,讨论了高炉富氧大喷煤条件下,未燃煤粉对高炉能量分配及各项冶炼指标的影响。     

聚类匹配方法与BP算法在高炉径向煤气流分布模式识别中的应用

将模式识别中的统计方法与人工神经网络方法有机地结合起来 ,设计了一种综合的高炉煤气流分布模式识别系统·该系统具有精度高、训练时间短、收敛速度快等特点 ,为实现高炉实时操作控制奠定了基础·所研制的高炉煤气流分布式识别系统的可视化软件界面友好 ,美观易用·聚类匹配方法与BP算法在高炉径向煤气流分布模式识别中的应用@姜慧研 @许桂清 @周建常     

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。