连续式蓄热燃烧技术方案（上）[ 10-31 08:15 ]

结合国内外关于蓄热燃烧技术的科研成果与我国工业炉上应用过程中遇到的问题，笔者提出一套可实现连续燃烧的高温空气燃烧技术方案。首先笔者研制出专用于蓄热燃烧系统的四通换向阀，专利(申请)号ZL200910037593.8[12]。这种换向阀可以用在高温环境中保持良好的密封性能和较小的阻力。笔者提出了一种连续式蓄热燃烧技术,已成功用于梭式窑的生产并取得良好的节能效果。其原理如图1 和图2。该套系统由燃烧器、换向阀、蓄热体、风机与控制系统组成。图1 所示为连续式蓄热燃烧系统的第一种工作状态。在这种工作状态下,高温烟气经过高温

连续式蓄热燃烧技术的研究[ 10-31 08:10 ]

连续式蓄热燃烧技术的研究稍后于切换式蓄热燃烧系统的研究。早在1995年，德国WS公司和Asper就开始了连续式蓄热燃烧技术的研究。国内在2002年也开始了这方面的研究工作，取得了成果，并且申请了国家实用新型专利高温蓄热式燃烧装置，专利号:ZL01260268.X。在晋能集团铝材公司的熔铝炉上首先使用了连续式蓄热燃烧技术，取得了理想的效果。2005年5月，北京科技大学张欣茹提出了档位式蓄热器的蓄热方案，档位蓄热器吸收了回转式蓄热器的思想，结合了切换式蓄热器的特点，将二者的优势融合在一起，其外观类似于回转式蓄热器，但运

切换式高温空气燃烧技术的优点与不足[ 10-31 08:05 ]

伴随经济的高速发展能源的消耗量一定相应的快速增加，这必然导致能源的紧张，环境污染的加剧。选用先进的燃烧方式和燃烧设备做到提高燃烧效率、降低对环境的污染已经引起各国政府与热工工作者的高度重视。高温空气低氧燃烧技术是从上世纪末就开始在国内外得到推广具有节能减排双重优点的先进燃烧技术。这项燃烧技术的节能效果良好，NOX的排放达到环保要求，还可以缩小设备尺寸或提高产量。因此，目前该项技术各行业工业炉窑上得到广泛应用。十多年的实践证明，有些蓄热式加热炉的综合经济效益跟常规连续式加热炉差不多，节能优势不明显。也就是说对于目前的

自蓄热式高温空气燃烧技术的开发[ 10-30 08:20 ]

伴随经济的高速发展能源的消耗量一定相应的快速增加，这必然导致能源的紧张，环境污染的加剧。选用先进的燃烧方式和燃烧设备做到提高燃烧效率、降低对环境的污染已经引起各国政府与热工工作者的高度重视。高温空气低氧燃烧技术是从上世纪末就开始在国内外得到推广具有节能减排双重优点的先进燃烧技术。这项燃烧技术的节能效果良好，NOX的排放达到环保要求，还可以缩小设备尺寸或提高产量。因此，目前该项技术各行业工业炉窑上得到广泛应用。十多年的实践证明，有些蓄热式加热炉的综合经济效益跟常规连续式加热炉差不多，节能优势不明显。也就是说对于目前的

引风机风量大小与NOx的关系[ 10-30 08:15 ]

图3（b)为火焰温度稳定在1200℃时，调节引风机排烟管道大小即全开、开2/3、开1/2、开1/3及全关五种状态下测得烟气中NOx含量，每种状态测得10组数据，然后将数据取平均值作为图3(b)的作图数据。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化处理设备，欢迎致电咨询:0510-88818999

火焰温度与NOx的关系[ 10-30 08:10 ]

在引风机烟气排放管道全开时，通过调节空气和燃气的配比来控制火焰的燃烧温度，在不同的稳定火焰温度即700、800、900、1000、1100、1200、1300℃下分别测量烟气中NOx的含量，每组测量8个数据，然后取平均值为图3(a)的作图数据。从图3(a)中可以看出：在引风机烟气排放管道全开时，烟气中的NOx量随火焰温度的升高有所増加，但都小于100X10-6,平均值约50X10-6左右。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热

换向时间与温度的关系[ 10-30 08:05 ]

换向时间与空气预热温度和烟气排放温度的关系如图2所示。从热效率来看，换向时间越短越好，但就换向阀装置的寿命而言，则是换向时间越长越好。从图2可以看出，随着换向时间的増加，空气预热温度降低，排烟温度升高。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化处理设备，欢迎致电咨询:0510-88818999

阻力损失与蜂窝高度之间的关系[ 10-29 08:20 ]

图1为直通网状式蓄热体阻力损失与其高度变化的关系。该图由冷态试验所测得数据经整理后制成。在冷态试验中，通过改变空气和燃气的流量来改变气体进入蓄热体的速率，将入蓄热体的气体速率分别调整到u=1、2、3、4、5m/s时，分别测量蓄热体高度H=100、200、300、400、500mm的阻力损失，每组测试8个数据，将每组的8个数据取平均值即为图1的作图数据。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化

自蓄热式烧嘴的系统简介[ 10-29 08:15 ]

本装置系统由蓄热烧嘴本体、换向系统、燃烧控制系统、燃烧室及其他辅助系统组成。烧嘴本体如前所述。换向系统由一对四通换向阀（一个空气换向阀和一个煤气换向阀组成)及相应控制元件组成。燃烧控制系统利用北科大“211”工程现代燃烧实验室的现有控制系统，包括空气与燃气比例自动调节控制、自动测温、自动报警及燃烧过程计算机监控等系统。燃烧室呈圆柱形，其直径约1.5m，长约2m，内衬由工作层和保温层组成，工作层由散状耐火材料捣打而成，保温层由耐火纤维组成。辅助系统包括供风系统、供燃气系统、排烟系统及其管路系统

自蓄热式烧嘴的组成[ 10-29 08:10 ]

烧嘴由进口风箱、蓄热室（内装蓄热体）、出口风箱及其他辅助部件组成，共四组，一侧为空气入口或烟气出口，另一侧为燃气或烟气出口。工作时燃气和空气呈对角线分布，进入燃烧装置内，烟气也呈对角线分布由燃烧装置内排出。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节能技术应用,每年为企业节省40%-70%的能源成本,主要产品加热炉,工业炉,节能炉,蓄热式炉,垃圾气化处理设备，欢迎致电咨询:0510-88818999

自蓄热式烧嘴的设计原理[ 10-29 08:05 ]

蓄热式烧嘴的设计遵循了高温低氧空气燃烧的基本技术原理，即高效回收烟气余热，大幅减少污染物特别是NOX的排放。蓄热式烧嘴采用燃气和空气双预热的设计方式。同一烧嘴上安装有四个独立的蓄热室和相应的四个独立气体通道，空气和燃气经蓄热体与其进行热交换后将其预热到较高的温度O900℃以上)并使其在烧嘴横断面上对角线位置喷向燃烧装置内，而燃烧产物烟气也在烧嘴横断面上另一对角线位置由引风机经蓄热体进行热交换后抽出，其排放温度在150℃左右，这样的设计使燃烧区有大量的高温烟气掺混，这既可使燃烧区的氧浓度大幅降低，又不会造成燃烧温度的

自蓄热式烧嘴研究的前言[ 10-28 08:20 ]

高温低氧空气燃烧技术是燃烧领域于20世纪80年代末90年代初开发出的新一代燃烧技术，具有高效回收烟气余热、高温预热助燃空气、减少污染物特别是NOx的排放等优点。迄今为止，国内外一般通过三种方式将高温低氧燃烧技术工程化。一种是燃气/空气多级燃烧和烟气卷吸回流等；另一种是燃气与空气互成一定角度喷入炉内，使燃气在炉内流动中逐步与空气混合，达到延缓燃烧、降低NOx的目的；第三种是采用互补型蓄热燃烧器。将两个O或多个)燃烧器组合成一个整体，其中每个燃烧器都与其他燃烧器协调工作，按一定次时刻和区域的燃气浓度和空气浓度远离化学当

钢坯温度场求解[ 10-28 08:15 ]

考虑到钢坯加热时，其温度沿炉宽方向均匀分布，且其温度梯度沿炉长方向和厚度方向的分量满足aT／az《aT／ay，因此一块钢坯的加热过程可以简化为一维非稳态导热问题，即：式中，队c、A分别为钢的密度(kg／m3)、比热容(J／(kg·K))和导热系数(W／(m·K))。钢坯温度场的求解，采用时间和空间坐标上离散的方法，将钢坯沿厚度方向划分为若干层，于是钢坯温度场可由有限个节点的温度来离散地描述。式(3)采用显格式差分法离散为：式中，q。、q。分别为钢坯上表面和下表面热流密度， W／

炉温的求解[ 10-28 08:10 ]

在实际炉温控制系统中，炉温采样值(即炉膛热电偶温度的测量值)作为反馈信号，完成了闭环控制。而在线控制系统的仿真研究属于离线研究，在此情况下，炉温采样值不可能从实际工艺系统获得，而只能从炉子的数学模型中获得，即所谓的模拟采样，也就是从软件平台采样。在热电偶温度的求解中，热电偶热点的能量平衡方程为：式中，GT、WT、ST分别为炉气、炉围、钢坯对热电偶的辐射全交换面积[6]，m2；T为温度，K；a为热电偶与炉气间的对流换热系数，w／(m2·K)；F为热电偶表面积，m2；d为斯蒂芬一波尔兹曼常量，W／(m2&

炉气温度求解[ 10-28 08:05 ]

本研究将连续加热炉沿炉长方向划分为若干个模型段，划分根据控制段的实际设置进行。每一模型段都包括一个气体段、一个钢坯表面段和一个炉围表面段，即三元模型中所指的“三元”。通过考察一个炉气段的能量平衡以及钢坯段、炉围段的能量平衡，建立三者的相互耦合关系，然后采用屏蔽段间辐射的模型解耦技术进行求解，从而获得炉气温度。对于一个典型炉气段，根据收入和支出的能量平衡关系，可以建立如下的炉气段能量平衡方程：式中，等号左边为能量收入项，依次为燃料化学热、助燃空气物理热、燃料物理热、烟气流动载热；右边为能量支出

连续加热炉简介[ 10-27 08:20 ]

仿真研究实体是酒钢中板厂的3段推钢式连续加热炉，炉子供热为6段控制，预热段不供热，上下炉膛分别采用煤气平焰烧嘴和调焰烧嘴。加热炉的单炉产量为90 t／h；板坯尺寸为160 mm×1 350mmx(1 800～2800)mm；布料方式为双排料；板坯入炉温度为20℃，出炉为1 200℃；炉子有效长为31 m，内宽为6．5 m，外宽为7．5 m，炉底面积为202m2；燃料为高焦混合煤气，热值为7 535 kJ／m3；单位热耗为1．73 GJ／t。凤谷工业炉集设计研发,生产销售,培训指导,售后服务一体化,专利节

轧钢加热炉的一些研究[ 10-27 08:15 ]

轧前加热是轧钢生产过程的重要环节，直接制约着产品质量和企业效益。加热炉的主要任务是在保证送轧钢坯加热质量的同时，尽可能降低燃耗，以提高经济效益。通过计算机优化组织生产和优化生产过程参数，可以取得明显的经济效益和节能效果。为此，建立数学模型以揭示炉子结构参数、热工操作参数和生产指标之间相互联系的规律，实现以数学模型为核心、以直接数字控制(DDC)为基础的计算机监督控制(SCC)，是加热炉在线控制的重要课题。笔者以酒钢中板厂加热炉为研究对象，建立了基于数学模型的炉子软件仿真平台，研究了典型动态操作时的炉温控制策略。凤谷

泡器设计改善和总结[ 10-27 08:10 ]

消泡器新的设计技术参数：出口直径230mm；泡沫液流速<0．5m／s；缝隙调节方式为垫片；扩散管锥度>79／350；扩散管长度470mm。(1)机械消泡法中的缝隙式消泡器消泡量大，消泡效率较高。(2)随着垫片厚度增大消泡率先增加到最大值，然后降低本论文采用垫片0．6mm是最佳的。(3)随着消泡压力增加消泡率增加。(4)泵转速为840 r／min是最合理的。(5)采用VOF模型对泡沫在消泡器流动的压力变化进行了模拟，通过模拟计算表明，消泡压力越大负压区越大使泡沫消泡量越大。(6)新的消泡器消泡率较高一般在

影响消泡器消泡能力的因素实验研究[ 10-27 08:05 ]

2．1实验仪器和试剂实验设备与试剂主要有：泡沫液注入泵；流量计；空压机；消泡器；贮能管，泡沫；发生器，管子泡沫剂：SDS十二烷基磺酸钠，稳泡剂：羧甲基纤维素钠盐(CMC．H)基膨润土。2．2垫片厚度影响试验研究测试不同的垫片厚度(0．2，0．4，0．5，0．6，0．7mm)。2．3压力的影响试验研究测试不同的压力(0．4，0．5，0．6，0．7MPa)。2．4试验数据分析对所测出的以上一些数据利用Excel分析，从中可得到消泡率与气液比、消泡压力、垫片厚度有关，实验数据如表l、表2和图3、图4所示。从以上测出数据曲

隙式消泡器的研究[ 10-26 08:20 ]

1缝隙式消泡器的设计消泡器是泡沫钻探生产中较为重要的一环，它直接影响泡沫钻进的效率，根据喷射器结构不同分为轴流式消泡器和缝隙式消泡器。缝隙式消泡器，因其消泡量比较大，消泡效率较高，其结构原理及实物如图1、2所示。消泡器的设计经验可初步确定其技术参数：出I=I直径270mm；进气量3～5m3／min；进气压力0．5—0．7MPa；泡沫液流速<0．5m／s；缝隙凋节方式为垫片；扩散管锥度>79／330；扩散管长度>350mm。2缝隙式消泡器工作原理缝隙式消泡器，工作原理足以科安德效应为基础