【摘 要】
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风口回旋区是高炉的能量和热量之源,是高炉稳定操作不可或缺的重要反应区。风口回旋区的形成和反应情况,将直接影响高炉下部煤气的分布、上部炉料的均匀下降及整个高炉内的传热传质过程。研究和分析高炉风口回旋区的特征及其变化规律,对于创造最佳化的高炉冶炼条件、实现生产过程的准确控制以及有效发挥大型高炉生产的优势具有相当重要的意义。本文基于某钢厂实际生产数据,利用CFD模拟方法建立了风口回旋区模型,研究了在煤粉
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风口回旋区是高炉的能量和热量之源,是高炉稳定操作不可或缺的重要反应区。风口回旋区的形成和反应情况,将直接影响高炉下部煤气的分布、上部炉料的均匀下降及整个高炉内的传热传质过程。研究和分析高炉风口回旋区的特征及其变化规律,对于创造最佳化的高炉冶炼条件、实现生产过程的准确控制以及有效发挥大型高炉生产的优势具有相当重要的意义。本文基于某钢厂实际生产数据,利用CFD模拟方法建立了风口回旋区模型,研究了在煤粉喷吹条件下风口回旋区的特性,并将模型应用于富氢喷吹条件下,分析了两种不同富氢喷吹工艺下回旋区的性状,得到了以下结果:(1)使用CFD软件,进行合理假设,采用气—固两相模型描述了煤粉颗粒和流体的的运动,并采用涡耗散模型、双竞争模型、k-ε湍流模型以及动力/扩散—限制速率模型等描述了回旋区内煤粉燃烧的过程,建立风口回旋区的CFD模型.(2)利用模型研究了标准工况下喷煤工艺风口回旋区的性状,发现增大鼓风量,燃烧反应发生位置后移,CO2的含量增加,煤粉燃尽率降低,回旋区平均温度下降;增大鼓风温度,燃烧反应提前,CO和CO2含量增加,煤粉燃尽率上升,回旋区平均温度上升;增大鼓风富氧率,燃烧反应速率变大,CO2和CO含量增加,煤粉燃尽率上升,回旋区平均温度上升。(3)利用模型对焦炉煤气复合喷吹和纯氢喷吹两种富氢喷吹方式下风口回旋区在标准工况下的特性进行了研究,并探讨了热补偿前后,不同的富氢气体喷吹量对回旋区的特性的影响,发现热补偿后,富氢复合喷吹条件下,回旋区内还原性气体浓度增加,鼓风富氧率增加,同时煤粉的燃烧特性也得到了改善。
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