两种类型顶燃式热风炉性能实验研究(rr)

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1、2010年全国全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会两种类型热风炉流动与混合性能的实验研究陈维汉崔方辉王承庆张正涛(河南豫兴热风炉工程有卩艮公司郑州452374；摘要：木文针对两种类型(I型和II型)顶燃式热风炉的燃烧装置模型，测最其气体流场的速度分布与浓度分布，达到一定程度上了解炉内气体流场的流动与传质性能的日的.基于流体流动、传热与传质理论，分析和比较了齐种类型其结构的合理性与性能的优越性，为顶燃式热风炉设计中结构与运行参数的确定提供了可信的依据。关键词：顶燃式热风炉，燃烧装置模型，实验研究，流动与混合特

2、征，结构与性能分析theexperimentalstudyoftheflowandmixingperformancefortwotypesofhotblaststoveChenweiHanCuifanghuiWangchengqingZhangzhengtao(YuxinghotblastStoveengineeringCo.,Ltd.HenanZhengzhou452374)Abstract:Inthispaper,experimentalmodelhavebeenplacedfortwotypes(I

3、andtypeII)oftopburningstove'scombustiondevice,thevelocityofitsgasdistributionandconcentrationweremeasured,thepurposeofthisistosomeextentunderstandthefurnacegasflowandmasstransfercharacteristics.Basedonfluidflow,heattransferandmasstransfer,therationalityof

4、thevariousstructuralandperformanceadvantageswereanalyzedandcomparedforvarioustypesofburners,andacrediblebasiswasprovidedforthedeterminationofthestructureandoperationparametersinthetopburningstovedesign,Keywords：topburningblaststove,burningdevicemodel,expe

5、rimentalstudy,flowandmixingcharacteristics,structureandperformanceanalysis一、概述热风炉是高炉炼铁工程的重要辅助设备,是通过以蓄热体为媒介将煤气燃烧释热传给高炉鼓风的集燃烧过程与传热过程于一体的间歇加热与冷却的周期性运行的热工装置，其结构的合理与稳定总接影响其流动、燃烧、及传热过程的性能，也就关乎其自身及髙炉的运行质量、利用效率以及使用寿命。因此，从工程角度对热风炉进行热工性能的实验研究应该是一件常规的研究工作。综观热风炉的发展历程

6、，从内燃式热风炉到外燃式热风炉，再到今天普遍采用的顶燃式热风炉，处处口J寻热风炉技术创新与改革的踪迹，也展现出热风炉技术在实践中的探索与发展。而今，在进入顶燃式热风炉时代以后，如何在各种纷繁复杂的结构中寻找出真正的结构稳定、配置合理、性能优界的热风炉炉型，应该是热风炉技术创新与应用研究工作所应该做的事情。从热风炉的工作原理上看，它是一个集流体流动过程、燃料燃烧过程、与气流传热过程于一身的热工装置。一个优良的热风炉结构应该能提供一个合适的流体流动与燃烧的环境、和一个适于流体在其屮流动传热的环境。由于热风炉是

7、一个燃烧气体燃料的装迸，而气休燃料的燃烧过程又主要是受物理过程控制，也就是涉及到气流的流型与札I互间的混合以及温度的高低等主要因索。简而言Z,不论何种结构的热风炉，其工作过程都是通过在燃烧室中实现煤气与助燃空气的混合少燃烧进而产生炽热的烟气，并在蓄热室小为多孔蓄热体间进行换热而使其温度升高（蒂热），之后通过反向送入冷空气的换热过程來吸收多孔蓄热体的蓄热量，从而达到为高炉捉供高温热空气的目的。因此热风炉的性能主要是rti高炉煤气与空气混合的燃烧过程及烟气或空气与蓄热体之间的传热过程来决定。这就表明，热风炉良

8、好的工作状态不仅取决于燃烧室中燃烧过程的稳定性、完全燃烧的程度及整体的燃烧状态，而fl与蓄热室中多孔蓄热体的结构与布置状态、空气或烟气在多孔蓄热体中的流动特征为换热性能密切相关。显然，通过实验研究与数值模拟来获得热风炉各个部位的流动、传热与燃烧过程的相关参数的分布特征，并从屮归纳出热风炉的优化设计参数应该成为现代热风炉设计与研究的首要工作之一。基于上述分析，这里针对两种类型（I型和II型）顶燃式热风炉的燃烧装置模型进行其热工性