蓄熱—換熱聯(lián)用式加熱爐爐內(nèi)氣體流動(dòng)規(guī)律的研究.pdf

1、蓄熱式燃燒技術(shù)作為一種清潔高效的燃燒技術(shù)符合時(shí)代的發(fā)展和需要，在我國(guó)鋼鐵行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而多數(shù)蓄熱式加熱爐在實(shí)際應(yīng)用中均存在著爐頭、爐尾冒火、爐壓高且波動(dòng)頻繁的問(wèn)題，惡化了操作條件，過(guò)快地?fù)p壞了加熱設(shè)備，浪費(fèi)了能源。為了有效地解決當(dāng)今蓄熱式加熱爐普遍存在的爐壓偏高的問(wèn)題，論文提出了蓄熱-換熱聯(lián)用技術(shù)，并利用FLUENT軟件分別對(duì)燃用混合煤氣和高爐煤氣的兩種蓄熱-換熱聯(lián)用式加熱爐爐內(nèi)的氣體流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。一方面解

2、決了蓄熱式加熱爐爐壓偏高的問(wèn)題，改善了操作條件，延長(zhǎng)了加熱爐的使用壽命;另一方面節(jié)約了能源。論文的工作為蓄熱式加熱爐的改造設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　(1)論文通過(guò)對(duì)建立的爐內(nèi)氣體沿爐寬方向上的流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，分析了影響蓄熱式加熱爐爐壓偏高的原因。得出了產(chǎn)生爐壓偏高的根本原因是煙氣與被預(yù)熱介質(zhì)的水當(dāng)量比大于1，使得進(jìn)出蓄熱室的流體質(zhì)量不平衡。
　　(2)論文提出了采用蓄熱—換熱聯(lián)用式加熱爐來(lái)解決現(xiàn)行爐壓偏高的問(wèn)題。對(duì)于燃用混合煤

3、氣的蓄熱—換熱式加熱爐，其蓄熱方式應(yīng)為空氣單蓄熱，在爐尾設(shè)置常規(guī)煙道，通過(guò)在煙道內(nèi)設(shè)置煤氣換熱器預(yù)熱煤氣，大部分煙氣（約65％）進(jìn)入蓄熱室預(yù)熱空氣后排出爐外，其余煙氣（約35％）經(jīng)爐尾煙道通過(guò)煤氣換熱器預(yù)熱煤氣后排出爐外;對(duì)于燃用高爐煤氣的蓄熱—換熱聯(lián)用式加熱爐，其蓄熱方式應(yīng)為雙蓄熱，并在爐頭和爐尾處設(shè)置副煙道，將一部分（約10％）煙氣直接排出爐外。
　　(3)論文利用CFD計(jì)算軟件FLUENT分別對(duì)燃用混合煤氣和高爐煤氣的蓄熱—

4、換熱聯(lián)用式加熱爐建立了三維幾何模型，選用κ-ε湍流模型、非絕熱PDF燃燒模型及DO模型進(jìn)行了數(shù)值模擬。得到了兩種爐型分別在煙道開啟與關(guān)閉、不同換向方式及不同產(chǎn)量下的爐內(nèi)流場(chǎng)、壓力場(chǎng)分布，并對(duì)此進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明:①蓄熱—換熱聯(lián)用式加熱爐既具備換熱式加熱爐爐壓控制靈活的特性，也具備蓄熱式加熱爐極限回收余熱的特點(diǎn)，是兩者的一個(gè)有機(jī)結(jié)合;②在設(shè)置煙道時(shí)，爐內(nèi)流場(chǎng)具有沿爐長(zhǎng)方向上的流動(dòng)特性，使得整個(gè)流場(chǎng)的紊流程度加強(qiáng)，進(jìn)而使得爐溫更加均勻