蓄熱式加熱爐熱工測試與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、蓄熱式連續(xù)加熱爐是應(yīng)用高溫空氣燃燒技術(shù)的熱工設(shè)備，它在傳熱、節(jié)能、控制和環(huán)保諸方面比常規(guī)換熱式加熱爐都有了突破性的進步。
　　二十世紀(jì)九十年代末，高溫空氣燃燒技術(shù)開始在我國迅速發(fā)展，蓄熱式加熱爐市場占有率不斷提高。雖然蓄熱式爐在我國已取得一些成績，但我國的蓄熱式爐燃耗水平參差不齊。筆者通過對國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的5家代表性企業(yè)的蓄熱爐應(yīng)用調(diào)研和熱工測試發(fā)現(xiàn)，我國的蓄熱式爐的燃料以低熱值的高爐煤氣和混合煤氣為主，蓄熱式加熱爐爐型結(jié)構(gòu)多樣，使

2、用中普遍存在單位熱耗高，爐壓高，爐門冒火嚴重，蓄熱室排煙不足，副煙道使用不當(dāng)，燃燒不完全，操作不當(dāng)?shù)葐栴}。
　　本文以對國內(nèi)5家代表性鋼鐵企業(yè)的蓄熱爐應(yīng)用調(diào)研為基礎(chǔ)，以對鞍鋼一煉鋼90t/h推鋼蓄熱爐式的熱工測試為依托，數(shù)值分析了蓄熱爐爐段間隔墻的設(shè)置和燒嘴的換向方式對爐內(nèi)溫度場和流場的影響。結(jié)果表明在爐段間設(shè)置隔墻，減少了爐段間輻射和對流換熱，增強了各爐段流體的湍流動能和紊亂度，提高了各爐段爐溫的均勻性，使?fàn)t溫和爐壓分布趨于合理

3、;采用分段集中控制的換向方式蓄熱式加熱爐內(nèi)能獲得較好的溫度場和流場分布。
　　蓄熱爐爐壓高的根本原因是流入和流出蓄熱室的流體質(zhì)量不平衡。通過理論計算加熱爐燃用各種煤氣時煙氣和被預(yù)熱介質(zhì)的水當(dāng)量之比發(fā)現(xiàn)，無論是低熱值煤氣還是高熱值煤氣，其煙氣和被預(yù)熱介質(zhì)的水當(dāng)量之比均大于1，不滿足水當(dāng)量比為1的條件。針對蓄熱爐爐壓波動的原因，提出蓄熱式加熱爐爐型采用蓄熱—換熱聯(lián)用的加熱爐爐型結(jié)構(gòu)，把爐型和換向方式有機結(jié)合等主要解決爐壓的措施。

4、>　　對于燃用天然氣等高熱值煤氣的蓄熱爐，燒嘴的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)對爐內(nèi)溫度場、流場和NOx的排放有著決定性的影響。本文運用數(shù)值模擬的方法對工程中一種常用的空氣分級燃燒的燒嘴進行了數(shù)值分析。結(jié)果表明，一次空氣與煤氣的初級燃燒可以增大火焰體積，降低火焰溫度峰值，提高爐溫分布的均勻性和減少NOx的排放;一次空氣和煤氣的預(yù)熱方式對燃燒空間的溫度場和NOx濃度場有影響，當(dāng)采用一次空氣和煤氣雙預(yù)熱或是均不預(yù)熱時，可以獲得較好的溫度場和較低的NOx的排