蓄热式加热炉流场的数值模拟

利用大型软件CFX建立了蓄热式加热炉炉内速度场的数学模型．采用k-ε模型数值模拟炉内的湍流流动，分析喷口几何形状及尺寸，喷口的分布位置等对炉内的速度分布的影响．计算结果为，蓄热式加热炉炉内流场与传统加热炉迥然不同，流场分布有利于燃料和助燃空气的混合，符合高温低氧燃烧的的流场分布．另外，影响炉内速度场的因素有炉型结构、喷口几何形状与尺寸及喷口的分布位置等．     

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...     

基于加热炉多场耦合传热的板坯加热均匀性

针对某钢厂步进式加热炉建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气和钢坯传热的全耦合三维模型,采用动网格方法模拟钢坯运动.重点分析了炉内烟气与钢坯耦合传热、钢坯温度均匀性及不同垫块结构(一字型垫块、千岛式垫块、错位梁)时钢坯温度的分布规律.研究结果表明:所提加热炉数学模型能够准确描述炉内燃烧、湍流和传热过程;垫块结构对钢坯温度分布具有决定性影响,千岛式垫块、错位梁分别能减少40%和50%的黑印温差.该数学模型解决了步进梁、钢坯、垫块和水管立柱等复杂结构的钢坯运动问题和加热炉与钢坯的共轭传热问题.     

中间辐射体对加热炉内传热过程影响的数值模拟

针对黑体定向辐射技术节能的机理问题，以实验室规模具有中间辐射体的室状加热炉为研究对象，建立了具有中间辐射体的物理模型，以CFD商业计算软件Fluent建立平台计算黑体定向辐射条件下的气体流动、传热、燃烧的三维耦合数学模型，并根据实验结果对数学模型进行验证.研究结果表明:中间辐射体的加入改变了炉体燃烧室内的流动情况及炉墙对钢坯固体辐射的比表面积，分别从气体辐射及固体辐射角度增强了钢坯表面辐射换热强度，燃烧温度降低20K左右，钢坯加热速度提升16.7%，钢坯表面最高温度提升40K.加热效率的提升带来了更好的节能效果.     

基于二维非稳态导热模型的蓄热式加热炉炉长研究

实现了一个钢坯加热二维非稳态导热模型，并基于该模型对蓄热式加热炉的设计特别是有效炉长的确定进行了研究。计算结果与工程数据的对比表明，计算结果是准确可靠的。该模型及由此给出的蓄热式加热炉参考炉长，对蓄热式炉的设计，特别是对确定蓄热式炉的炉长具有指导作用。     

钢坯加热的数值模拟

借助CFD仿真手段,模拟蓄热式加热炉内钢坯加热的实际状况,研究了钢坯长度、宽度方向上下表面和中心温度的温度分布,提出钢坯存在上下温差、四角边缘温度高和靠近出钢口钢坯温度低等问题。同时,研究了炉内不同厚度钢坯与加热时间的基本关系,比较了仿真计算结果与实际炉内加热时间,通过数值拟合,得出钢坯厚度与加热时间的拟合公式,可在生产实际中使用。上述研究结果可为加热炉钢坯加热制度的制定和优化提供依据。     

步进式加热炉内流动与传热过程的数值模拟

建立了步进式加热炉内流动、燃烧和传热的数学模型.湍流模型采用κ-ε双方程模型,辐射换热计算采用六通量法,气相燃烧采用修正EBU模型,流场计算采用Simpler算法.采用上述模型与算法得到了炉内详细合理的温度、速度和浓度分布.     

顶燃式球式热风炉烧炉过程温度场建模

针对热风炉烧炉过程中蓄热体温度难以实时在线检测的难题,结合计算流体动力学以及传热学,建立顶燃式球式热风炉烧炉过程温度场分布模型。首先,在综合分析炉内的煤气燃烧反应、烟气湍流规律和蓄热体与烟气动态热量交换过程的基础上,建立热风炉的烟气流动模型和融合蓄热球自身热传导的局部非热平衡多孔介质模型;其次,根据实际现场检测的温度、流量和压力合理设定所建模型的定解条件;最后,采用有限体积法对模型进行求解,得到热风炉的温度场分布。研究结果表明:所建立的模型能够正确、有效地模拟热风炉烧炉过程的温度场分布,模型温度计算值与实测拱顶温度的平均相对误差低于1%,与实测废气温度的平均相对误差为2.6%。     

面向工程应用的钢坯加热炉零维数学模型

实现了一个钢坯加热炉零维数学模型，并论述了该模型在加热炉的设计计算、校核计算以及自动控制的前馈环节中的应用。模型支持新型蓄热式换热的计算，工程实践表明该模型有很强的实用性。     

高温低氧燃烧技术在唐钢高线厂的应用

为了使应用高温低氧燃烧技术的加热炉达到高效节能、低污染物特别是低NOx排放的目的,采用计算机数值模拟优化设计了加热炉的蓄热式燃烧系统,并运用冶金反应工程学方法开发了成套技术.该技术在唐钢高速线材厂的实际应用表明:在热装钢坯条件下单位能耗为0.879 GJ/t,炉子热效率在67％以上,各蓄热室的排烟温度在160℃以下,NO,排放小于40×10-6(体积分数).     

蓄热式全燃高炉煤气分室快速加热炉操作参数优化

通过对蓄热式全燃高炉煤气快速加热炉的操作参数的调整,从而进一步降低蓄热式全燃高炉煤气分室快速加热炉的燃耗,为蓄热式全燃高炉煤气分室快速加热炉的炉型推广应用提供实践经验。     

油田水套加热炉高温空气燃烧瞬态模拟及最小换向时间

为解析蓄热式高温空气燃烧过程,采用Fluent软件对油田水套加热炉高温燃烧系统进行换向瞬态模拟,分析了氧气体积分数、空气预热温度、负荷对燃烧特性及最小换向时间选取的影响。结果表明:换向后炉内燃烧可分为4个过程:乏汽排空、火焰再燃、火焰扩散、稳定燃烧;NO质量分数与温度有相同变化规律,但稍有滞后;降低氧气体积分数、提高助燃空气预热温度能减少最小换向时间,负荷变化对最小换向时间无明显影响;建议将15 s作为油田水套加热炉高温空气燃烧工业应用中最小换向时间的参考值。     

三排料蓄热式加热炉在中板生产线的应用

介绍三排料蓄热式燃烧技术在临钢生产线的应用,新建三排料蓄热式加热炉空气煤气的预热温度,提高低热植煤气的燃烧温度,降低排烟温度三排料蓄热式有效的提高加热炉的产量。     

沙钢集团大盘卷项目蓄热式加热炉的自动控制系统

蓄热式燃气加热炉由于采用换向燃烧,烟气蓄热方式,燃烧充分,余热回收率高达90%以上。故能源利用率高,烧损小,能够有效降低生产成本,减少环境污染。沙景大盘卷生产线采用蓄热式步进梁加热炉,以高炉煤气作燃料,设计能力为200t/h(冷装)。由于炉体较大,加热炉采用双步进梁形式以灵活控制坯料进出,以满足后续工序需求。     

一种间歇式轧钢加热炉温度场的研究

钢坯由加热炉加热至轧制所需温度,加热过程中炉内的温度分布对最终钢材质量起决定性作用.以间歇式天然气轧钢加热炉为例,采用CFD(计算流体力学)方法分析加热炉内以及被加热钢坯内瞬态的三维温度场分布,用Fluent软件模拟了多种操作条件下的炉内温度分布,为提高加热炉工作效率提供了理论依据.模拟过程中考虑了更换钢坯时炉门开启引入的热损失.模拟结果可用来优化操作参数和提高出钢质量.     

加热炉内炉气的发射率和吸收率研究

区别了加热炉内炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程,给出计算炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程的简化表达式,并应用Gauss-Laguerre积分公式计算上述平均射线行程.考虑加热炉内炉气的非灰辐射特性,指出三元辐射体系(炉气-炉壁-钢坯)中炉气存在2种发射率和6种吸收率.以某轧钢厂的一座步进梁式加热炉为例,采用Leckner级数式模拟各炉段上炉膛炉气的发射率和吸收率.结果表明,对加热炉内炉气的发射率和吸收率进行上述的区别处理是必要的,为准确求解炉膛内的辐射热交换创造了条件.     

模糊控制在加热炉中的应用

加热炉系统的优劣直接影响到钢材的质量,模糊控制技术是一种新的通过对燃烧气体流量分析和控制来辅助脉冲式烧嘴的技术,该技术主要是通过在本地主管道中采集煤气的热值、空燃比和各个烧嘴的空气、煤气烧嘴的气体流量数据。通过模糊控制调节、加热需求模糊控制的重新计算,得出合适的脉冲烧嘴打开时间。在国内现有加热系统中已经取得了良好的经济和社会效益。     

步进梁式加热炉钢温预报的数学模型

以机理分析与现场实验为基础,开发了一种步进梁式加热炉钢坯温度预报的动态数学模型,该模型具有结构简单,计算量小等优点,且仿真结果表明它能满足精度需要,能够实现对加热炉内钢坯温度分布的在线预报。     

炉内燃烧场数值模拟研究

为深入了解硫磺回收装置中主燃烧炉的燃烧情况,参照现役结构建立了燃烧炉的三维实体模型,依据忠县天然气净化厂燃烧炉的实际运行参数对炉内组分及入口条件进行了设置,采用realinzable k～ε双方程湍流模型及EDC燃烧模型对炉内燃烧场进行了数值模拟。计算结果表明:该方法能够较为真实地反映炉内燃烧情况;现役燃烧炉结构可促进气体间对流换热,实现炉内气体的强力混合;燃烧器是制硫反应的关键区域,单质硫在燃烧器内增量最快,提高燃烧器内气体混合效果有助于反应进行;气体在燃烧炉出口处速度分布不均匀,贴近炉衬处流速较大,说明现役花墙结构及布置有待改进。     

620mm带钢蓄热式加热炉燃烧系统的改进

本文针对620mm带钢蓄热式加热炉燃烧系统存在的问题,对蓄热式烧嘴、换向装置进行了技术改进。提高了钢坯的加热质量,降低了氧化烧损率,取得了良好的实际效果和经济效益。