自预热燃烧器在工业炉中的应用

自预热燃烧器在工业炉中的应用

一、自身预热烧嘴在工业炉窑上的应用(论文文献综述)

孙全应[1](2017)在《工业炉窑专用设备的优化配置》文中指出依据多年燃气工业炉设计及热工技术服务经验,通过对工业炉窑专用配套设备性能的分析及总结,使工业炉专用设备配置更加优化、为工业炉专用设备选用提供参考。

孙全应[2](2016)在《工业炉窑专用设备的优化配置》文中指出依据多年燃气工业炉设计及热工技术服务经验,通过对工业炉窑专用配套设备性能的分析及总结,使工业炉专用设备配置更加优化、为工业炉专用设备选用提供参考。

陈操,王宏,史建东,辛永献,谭学庆,李正元[3](2012)在《中国兵器行业燃气工业炉发展现状及节能趋势分析》文中提出介绍了我国兵器行业工业炉当前现状及存在问题,结合行业特点提出几种节能降耗措施,并探讨工业炉节能的发展趋势。

郭鸿志,张晓龙[4](2011)在《一种单烧高炉煤气获取高风温的新方法》文中进行了进一步梳理提出了一种单烧高炉煤气获取高风温的新方法。用1台热管换热器回收热风炉余热,将高炉煤气预热到200~250℃;用1对GHZ外燃式小型预热炉烧200~250℃的高炉煤气,一送一烧,可将冷空气预热到1050℃,混风后使热风炉助燃空气温度达到670~800℃;这样通过对高炉煤气的低温预热和助燃空气的高温预热,可使高炉风温达到1300~1350℃以上。

杨军,赵喜军,王志强,底建永[5](2011)在《工业炉节能现状和发展趋势》文中研究指明介绍了我国目前工业炉能耗现状,通过分析目前工业炉节能的一般措施,指出工业炉节能发展的趋势。

闫申[6](2010)在《采用高温空气燃烧技术的铝矾土煅烧窑的数值模拟》文中提出高温空气燃烧技术(HTAC)是上世纪90年代由日本成功开发的一项节能、环保的新技术。现已经给各国进一步提高燃料利用水平和降低环境污染带来了新的机遇。高温空气燃烧技术通过回收炉膛排放烟气的余热,将助燃空气加热至800℃~1000℃以上的高温烟气排放温度降低到较低温度;高温预热后的助燃空气与燃料射流在炉内混合形成扩散燃烧,从而提高热利用率。与传统燃烧方式相比,运用该技术可以节约能源50%~60%,设备尺寸减少可达30%左右。本文采用具有模拟复杂外形的流体流动及热传导的流体软件,建立了一个三维燃烧空间,对采用高温空气燃烧技术的铝矾土煅烧窑进行模拟研究。选用k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO离散坐标辐射传热模型对三维空间进行数值模拟。首先分析了采用高温空气燃烧技术的窑炉与传统窑炉的温度场和组分场;其次,通过改变空气进口压力、燃料喷口速度、空气预热温度和燃料烧嘴与底面烟道间的距离,研究了燃烧过程中,不同运行参数对炉内温度场、组分场以及NOX排放量的影响。研究结果表明:1、传统倒焰窑内部温度水平总体较低,温差较大,而新型倒焰窑温度水平高,温差小,燃料燃烧较完全,节约能源。2、不同工况对温度场的模拟结果分析表明,随着空气压力的减小,高温区域缩小,温差减小,温度的均匀性增加;随着燃料速度的增大,烧嘴截面上的最高温度升高,高温区扩大,温差减小;随着预热空气温度的提高,窑炉内的温差减小,高温区缩小,温度的均匀性明显增强;随着燃料烧嘴与底面烟道间距离的增大,烧嘴截面上的最高温度升高,温差增大。3、不同工况对炉内组分场的模拟结果分析表明,随着空气进口压力的减小,甲烷的浓度分布均匀;氧气的浓度分布更加均匀,且高氧浓度区域减少,低氧区域增加;二氧化碳的生成总量增加;随着燃料喷口速度的提高,燃料烧嘴所在截面上氧气浓度高的区域减少,氧气浓度低的区域增加;在低氧浓度区域二氧化碳的浓度较高,高氧浓度区域二氧化碳的浓度低;随着空气预热温度的提高,氧气的浓度分布更加均匀,二氧化碳的量在增加,且在氧浓度低的区域,二氧化碳的含量较高;燃料烧嘴与底面烟道间的距离增大,甲烷的浓度分布趋于均匀;低氧浓度区域增加,高氧浓度区域缩小;二氧化碳的浓度增加。4、不同工况对NOX排放量的模拟结果分析表明,随着空气进口压力的增加,氮氧化物的排放量减少,当空气进口压力由50变为100时,氮氧化物的量下降最快;燃料射流速度的增加,氮氧化物的量增加,氮氧化物增加的速度减小;空气预热温度的提高,促进了氮氧化物的生成。5、在建立的试验炉进行热态试验,主要研究了不同换向周期下炉内温度的波动变化和蓄热体的蓄热效果。换向周期为450秒时的平均炉温波动(平均炉温差)最大,换向周期为90秒时平均炉温波动最小。

田野,刘训良,温治,丁建亮[7](2009)在《自身预热式辐射管的研究进展及发展方向》文中提出对国内外目前使用的自身预热式辐射管从内部结构、理论研究、数值仿真和实验研究等方面进行了详尽全面的评述,指出了目前存在的主要问题并表明了今后发展的主要方向。

孔维军,刘瑞钧,吴新忠[8](2008)在《工业炉节能与发展趋势》文中研究说明介绍了目前工业炉常用的几种节能降耗措施,着重从节能技术、筑炉材料、炉型结构、燃烧技术、余热回收、能源管理等方面进行节能技术分析,并探讨工业炉节能的发展趋势。

孙斌,陈振东[9](2007)在《工业炉节能现状和发展趋势》文中研究表明介绍目前工业炉常用的几种节能降耗措施,并探讨工业炉节能的发展趋势。

欧俭平[10](2004)在《高温空气燃烧技术在冶金热工设备上的应用及数值仿真和优化研究》文中认为高温空气燃烧是燃烧学和热工领域的一项重要技术革新,研究高温空气燃烧过程及其在冶金工业炉窑中的热工特性,对于进一步发展高温空气燃烧技术的理论和应用具有重要意义。 本文对高温空气燃烧技术的发展、计算流体力学的理论和燃烧过程数值模拟方法的研究和应用状态进行分析,针对高温空气燃烧的基本特征,采用工业应用现场研究和CFD数值模拟相结合的方法,研究了高温空气燃烧过程特点及其在钢包烘烤和轧钢加热炉中的流体流动、燃烧、传热等全过程。主要研究内容和特点包括: (1) 详细地阐述了高温空气燃烧技术的基本原理、主要特点、研发现状及存在的问题;研究了高温低氧空气的获得方法、燃料在高温低氧条件下的燃烧特征及其高效加热性能。 (2) 系统地归纳了钢包的工作条件及其烘烤技术的发展,分别以采用空气-煤气双预热和采用空气单预热的HTAC钢包烘烤器为对象,对高温空气燃烧技术在钢包烘烤中的应用进行了较全面的现场研究,开发了一套安全、可行的钢包烘烤现场研究方法,并在生产现场成功实施。 (3) 基于商业软件CFX4.3,建立了具有多入口、多出口的三维非稳态高温空气燃烧过程的数值仿真系统,通过数值模拟对两种不同类型HTAC钢包烘烤器的加热均匀性及钢包内高温低氧燃烧特性进行分析,研究了预热温度、气体流量等操作参数对炉内燃烧状况的影响,并用试验结果对数值模拟研究进行验证,分析了误差产生的原因。 (4) 通过对唐钢160吨钢包蓄热式烘烤器的数值优化研究,获得了空气与燃气喷嘴的间距以及射流入口与烟气出口的相对位置对进口、出口同侧布置的钢包烘烤型燃烧室内气体温度场、氧气浓度场以及NOx排放量的影响。 (5) 对高温空气换向燃烧的非稳态过程进行数值研究,获得了反映换向过程燃烧特征的大量可视化信息,丰富了对高温空气燃烧过程的认识,对简化高温空气换向燃烧的数值模拟提供了参考。 (6) 对同一HTAC装置的燃料适应性进行数值模拟实验研究,分析了几种不同的燃料组分和热值对钢包内温度场和NOx排放的影响。具有不同成分和热值的燃料在高温空气中燃烧的火焰峰值温度、火焰长度和形

二、自身预热烧嘴在工业炉窑上的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、自身预热烧嘴在工业炉窑上的应用(论文提纲范文)

(1)工业炉窑专用设备的优化配置(论文提纲范文)

1 前言
2 炉用主要设备功能描述
    2.1 炉用烧嘴(燃烧装置)
    2.2 炉用风机
    2.3 换热器(余热回收装置)
    2.4 热工测控装备(自动化控制)
3 典型工业炉专用设备的配置
    3.1 连续式加热炉
    3.2 车底式退火炉
4 结束语

(2)工业炉窑专用设备的优化配置(论文提纲范文)

前言
1 炉用主要设备功能描述
    1.1 炉用烧嘴(燃烧装置)
    1.2 炉用风机
    1.3 换热器(余热回收装置)
    1.4 热工测控装备(自动化控制)
2 典型工业炉专用设备的配置
    2.1 连续式加热炉
    2.2 车底式退火炉
3 结束语

(6)采用高温空气燃烧技术的铝矾土煅烧窑的数值模拟(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 铝矾土的概况
        1.1.1 铝矾土的定义
        1.1.2 铝矾土的分布
        1.1.3 铝矾土的分类及工业用途
    1.2 煅烧铝矾土的热力学过程及其影响因素
    1.3 铝矾土煅烧的工艺及煅烧设备
        1.3.1 铝矾土煅烧的工艺流程
        1.3.2 煅烧铝矾土的设备
    1.4 当前热工窑炉的设计和发展趋势
第二章 高温空气燃烧技术
    2.1 引言
    2.2 高温空气燃烧技术理论
    2.3 高温空气燃烧技术的关键环节与特点
    2.4 高温空气燃烧技术在中国的应用现状及展望
    2.5 本文所做的工作
第三章 高温空气燃烧热态数值模拟
    3.1 引言
    3.2 高温空气燃烧热态数值模拟的控制方程
        3.2.1 数值模拟的基本方程
        3.2.2 湍流模型
        3.2.3 燃烧模型
        3.2.4 辐射传热模型
    3.3 数值模拟步骤及算法
    3.4 窑炉模拟模型的结构及网格划分
        3.4.1 窑炉的结构
        3.4.2 计算区域的网格划分
    3.5 计算条件
    3.6 模拟结果及分析
        3.6.1 炉内温度分布情况
        3.6.2 炉内燃烧组分分布情况
    3.7 本章小结
第四章 高温空气燃烧影响因素的数值模拟
    4.1 引言
    4.2 温度场影响因素的数值模拟
        4.2.1 空气进口压力对温度场的影响
        4.2.2 燃料射流速度对温度场的影响
        4.2.3 空气预热温度对温度场的影响
        4.2.4 燃料烧嘴与底面烟道间的距离对温度场的影响
        4.2.5 本节小结
    4.3 燃烧组分场影响因素的模拟研究
        4.3.1 空气进口压力对组分场的影响
        4.3.2 燃料射流速度对组分场的影响
        4.3.3 空气预热温度对组分场的影响
        4.3.4 燃料烧嘴与底面烟道间的距离对组分场的影响
        4.3.5 本节小结
    4.4 本章小结
第五章 污染物NO_X生成的数值模拟
    5.1 引言
    5.2 NO_X 的生成机理
        5.2.1 热力型NO_X
        5.2.2 快速型NO_X
        5.2.3 燃料型NO_X
    5.3 NO_X 数值模拟结果及分析
        5.3.1 空气进口压力对温度型NO_X 生成的影响
        5.3.2 燃料射流速度对温度型NO_X 生成的影响
        5.3.3 空气预热温度对温度型NO_X 生成的影响
    5.4 本章小结
第六章 高温空气燃烧系统窑炉的热态试验
    6.1 引言
    6.2 高温空气燃烧系统窑炉的关键设备
        6.2.1 燃料烧嘴
        6.2.2 蓄热体
        6.2.3 换向阀
        6.2.4 控制系统
    6.3 高温空气燃烧系统窑炉的热态试验
        6.3.1 高温空气燃烧系统窑炉
        6.3.2 试验步骤
    6.4 试验结果及分析
        6.4.1 炉温分布
        6.4.2 蓄热体的蓄热效果
    6.5 本章小结
第七章 结论与展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士期间论文发表情况

(7)自身预热式辐射管的研究进展及发展方向(论文提纲范文)

1 预热式辐射管的结构
    1.1 燃烧器
        (1) 燃气烧嘴
        (2) 空气导管
        (3) 换热器
    1.2 内层管
    1.3 辐射管体
    1.4 控制系统
2 实验研究
3 理论研究
    3.1 数学模型
    3.2 数值模拟
4 总结与展望

(8)工业炉节能与发展趋势(论文提纲范文)

1 前言
2 目前工业炉节能的一般措施
    2.1 工业炉热工测试
    2.2 炉型结构与筑炉材料
    2.3 燃烧装置与燃烧技术
    2.4 余热回收与利用
    2.5 热工检测与控制
    2.6 能源管理
3 工业炉节能的发展趋势
    3.1 调整燃料结构
    3.2 进一步开发、完善先进的燃烧技术
    3.3 砌筑将向整体化和轻型化方向发展
    3.4 新型蓄热式燃烧技术
    3.5 节能和环保并重
4 结束语

(10)高温空气燃烧技术在冶金热工设备上的应用及数值仿真和优化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 我国钢铁工业的发展、能源消耗及环保工作现状
    1.2 高温空气燃烧技术的发展和在钢铁工业中的应用
    1.3 高温空气燃烧技术在我国开发和应用的前景
    1.4 高温空气燃烧技术的研究现状和存在的问题
    1.5 本研究工作的主要任务、内容和意义
第二章 燃料在高温低氧条件下的燃烧
    2.1 高温空气燃烧技术概述
        2.1.1 基本原理
        2.1.2 高温空气燃烧主要设备及系统的工作原理
        2.1.2.1 高温空气燃烧主要设备
        2.1.2.2 高温空气燃烧系统的工作原理
    2.2 高温低氧空气的获得
    2.3 高温低氧气氛下燃料的燃烧
        2.3.1 燃烧火焰的结构和特征
        2.3.2 燃烧温度
        2.3.3 NOx的生成
        2.3.3.1 NO_x的“热力”型生成机理
        2.3.3.2 NO_x的“快速”型生成机理
    2.4 HTAC的高效加热特征
        2.4.1 HTAC技术强化炉内对流换热
        2.4.2 HTAC技术强化炉内辐射换热
第三章 燃烧过程的数值分析方法
    3.1 计算流体力学的发展
    3.2 数值模拟技术在燃烧过程研究中的作用
    3.3 燃烧过程的数值分析基础
        3.3.1 湍流流动的特点
        3.3.2 湍流流动模型
        3.3.2.1 基本方程
        3.3.2.2 湍流均流控制方程组
        3.3.2.3 湍流输运系数模型
        3.3.2.4 低雷诺数湍流
        3.3.2.5 其它湍流模型
        3.3.3 湍流气相燃烧模型
        3.3.3.1 简单化学反应系统
        3.3.3.2 混合分数
        3.3.3.3 混合燃烧模型
        3.3.3.4 旋涡破碎模型
        3.3.4 辐射换热模型
        3.3.4.1 辐射传播方程
        3.3.4.2 蒙特卡洛法
        3.3.5 NOx生成模型
    3.4 高温空气燃烧过程数值计算中数学模型的确定
    3.5 数学模型的计算方法
    3.6 小结
第四章 钢包烘烤中HTAC技术的应用和现场研究
    4.1 钢包的作用和烘烤要求
    4.2 原有钢包烘烤方法、效果及存在的问题
    4.3 唐钢160吨钢包烘烤中HTAC的应用
        4.3.1 钢包烘烤的HTAC设备
        4.3.2 蓄热式钢包烘烤装置的生产应用效果
        4.3.2.1 空气、煤气双预热的节能效果
        4.3.2.2 降低出钢温度的节能效果
        4.3.3 现场测试条件及结果
        4.3.3.1 测试内容与方法
        4.3.3.2 结果与讨论
    4.4 涟钢100吨钢包烘烤中HTAC的应用
        4.4.1 烘烤设备
        4.4.2 应用效果
        4.4.3 现场测试
        4.4.3.1 测试内容与方法
        4.4.3.2 结果与讨论
    4.5 小结
第五章 唐钢160吨钢包烘烤HTAC过程的数值模拟
    5.1 引言
    5.2 解析区域及网格划分
        5.2.1 解析区域
        5.2.2 网格划分
    5.3 数值计算模型和方法
        5.3.1 数学模型
        5.3.2 求解方法
        5.3.3 边界条件和初始条件
        5.3.3.1 输入条件
        5.3.3.2 边界条件
        5.3.3.3 初始条件
    5.4 计算结果和分析
        5.4.1 包衬温度的计算结果及分析
        5.4.2 钢包内的流体流动特征
        5.4.3 高温低氧特性
        5.4.4 钢包内CO的浓度分布
        5.4.5 污染物NO_x的排放特征
    5.5 数值模拟结果的验证及误差分析
        5.5.1 结果验证
        5.5.2 误差原因分析
    5.6 小结
第六章 唐钢160吨钢包烘烤优化研究
    6.1 引言
    6.2 计算工况
    6.3 网格划分
    6.4 结果与分析
        6.4.1 l/D对燃烧效果的影响
        6.4.2 w/D对燃烧效果的影响
    6.5 换向过程中的流动和燃烧现象
        6.5.1 换向过程中的流体流动
        6.5.2 换向过程中的燃烧
    6.6 小结
第七章 涟钢钢包烘烤HTAC过程的数值模拟
    7.1 解析区域
    7.2 网格划分
    7.3 数值计算模型和方法
        7.3.1 计算条件
        7.3.2 基本计算工况
    7.4 结果及分析
        7.4.1 包衬温度的计算结果及分析
        7.4.2 钢包内的流体流动特征
        7.4.3 包内温度分布
        7.4.4 包内氧浓度分布
        7.4.5 NOx排放与分布特征
    7.5 计算结果的验证
    7.6 燃料组分和热值对钢包烘烤中HTAC过程影响的数值分析
        7.6.1 计算工况
        7.6.2 计算结果及分析
        7.6.2.1 温度场分析
        7.6.2.2 NOx浓度场分析
    7.7 小结
第八章 HTAC加热炉内流体流动、燃烧与传热的数值模拟
    8.1 轧钢加热炉概述
        8.1.1 连续加热炉简介
        8.1.2 连续加热炉的炉型演变及发展
    8.2 蓄热式加热炉简介
    8.3 蓄热加热炉三维仿真研究
        8.3.1 加热炉仿真研究概述
        8.3.2 研究对象及模型的简化
        8.3.3 对钢坯动态加热过程的处理
        8.3.4 网格划分
        8.3.5 基本方法
        8.3.6 边界条件和计算工况
        8.3.6.1 基本计算条件
        8.3.6.2 边界条件
        8.3.6.3 基本工况及初始条件
        8.3.7 计算结果与分析
        8.3.7.1 加热炉内流场特征
        8.3.7.2 加热炉内温度分布特征
        8.3.7.3 加热炉内气体浓度分布特征
        8.3.8 仿真结果的现场验证
    8.4 新钢HTAC加热炉出现烧嘴故障时钢坯加热能力的预测
        8.4.1 加热一段烧嘴故障时炉内温度分布
        8.4.2 加热二段烧嘴故障时炉内温度分布
        8.4.3 均热段烧嘴故障时炉内温度分布
    8.5 不同换向组织方式对钢坯加热能力影响的仿真实验
        8.5.1 全同侧换向控制时的仿真结果与分析
        8.5.2 交叉换向控制时的仿真结果与分析
    8.6 小结
第九章 结论与建议
参考文献
攻博期间参加科研和发表论文情况
致谢

四、自身预热烧嘴在工业炉窑上的应用(论文参考文献)

  • [1]工业炉窑专用设备的优化配置[J]. 孙全应. 冶金设备, 2017(S2)
  • [2]工业炉窑专用设备的优化配置[J]. 孙全应. 特钢技术, 2016(04)
  • [3]中国兵器行业燃气工业炉发展现状及节能趋势分析[J]. 陈操,王宏,史建东,辛永献,谭学庆,李正元. 工业加热, 2012(06)
  • [4]一种单烧高炉煤气获取高风温的新方法[J]. 郭鸿志,张晓龙. 炼铁, 2011(06)
  • [5]工业炉节能现状和发展趋势[A]. 杨军,赵喜军,王志强,底建永. 第八届全国工业炉学术年会论文集, 2011
  • [6]采用高温空气燃烧技术的铝矾土煅烧窑的数值模拟[D]. 闫申. 太原理工大学, 2010(10)
  • [7]自身预热式辐射管的研究进展及发展方向[J]. 田野,刘训良,温治,丁建亮. 冶金能源, 2009(05)
  • [8]工业炉节能与发展趋势[J]. 孔维军,刘瑞钧,吴新忠. 天津冶金, 2008(01)
  • [9]工业炉节能现状和发展趋势[J]. 孙斌,陈振东. 能源与环境, 2007(03)
  • [10]高温空气燃烧技术在冶金热工设备上的应用及数值仿真和优化研究[D]. 欧俭平. 中南大学, 2004(11)

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自预热燃烧器在工业炉中的应用
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