栅格式陶瓷燃烧器的设计与研究

摘要

栅格式陶瓷燃烧的设计与研究工程领域化学工程研究生吴秋廷指导教师袁熙志蒋钧提高风温有多种可行的方法，其中热风炉燃烧器的优化设计对提高热风温度有重要意义。 本文考察了燃烧器的演变历史，对各种不同的燃烧器进行了比较，提出一种新型栅格式燃烧器，并应用传统物料平衡和热平衡计算方法，得出了燃烧时的理论燃烧温度，对各种不同操作和生产因素对理论燃烧温度的影响进行了分析。 通过对此燃烧器进行的冷态模拟和热态模拟，研究了燃烧器的相关性能。冷态模拟中，测量了栅格式燃烧器本体阻力损失系数，并考察燃烧器对空、煤气流的分配是否均匀。结果表明，无论是单通煤气，还是单通空气，燃烧器出口断面的流速分布都不均匀；单通一种气体时，这种气体在本侧的出口速度大于另一侧的速度。模拟煤气和模拟助燃空气同时通入时，燃烧器出口断面速度分布较均匀。 热态模拟中，从热态模拟温度场和燃烧产物的浓度场来看，煤气和助燃空气均不预热时，下部的温度都低，着火位置高，火焰较长，燃烧室上部的温度场并不十分均匀。燃烧器的一般着火位置在燃烧器出口截面之上3.57～7.32d(d为燃烧器出口直径)，火焰长度在7.86～11.61d，而且火焰长度随煤气量增大而变短。二者均预热时，着火位置降低，一般在燃烧器出口截面之上0～1.428d，火焰长度在1.78～2.5d，火焰长度随燃烧室内燃料燃烧释热量的增大而变短，可燃物很快燃尽，燃烧室内温度达到均匀。 用AutoCAD完成了栅格式燃烧器陶瓷的施工图设计，在攀钢集团3号高炉大修工程热风炉系统中投入使用。

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1设计研究的背景

1.1.1我国冶金工业能耗情况

1.1.2炼铁中使用高风温的益处

1.1.3提高高炉风温的方法

1.2热风炉用陶瓷燃烧器的设计研究现状

1.2.1陶瓷燃烧器的特点

1.2.2热风炉用燃烧器的演变

1.2.3陶瓷燃烧器的使用现状

1.3目前燃烧器存在的问题

1.4燃烧器优化设计的方向

1.5课题来源

1.6预期结果

参考文献

2栅格式燃烧器的设计及燃烧计算

2.1煤气条件

2.2空气条件

2.3栅格式燃烧器的设计

2.3.1栅格式燃烧器原理及结构

2.3.2栅格式燃烧器工艺参数

2.4物料平衡计算

2.4.1所需空气量计算

2.4.2考虑一定的空气过剩系数

2.5热平衡计算

2.5.1等当量燃烧的混合分数fst的计算

2.5.2理论燃烧温度的计算

2.6各因素对理论燃烧温度的影响

2.6.1不同空气和煤气预热温度的影响

2.6.2煤气热值的影响

2.6.3空气过剩系数的影响

2.7小结

参考文献

3栅格式燃烧器的冷态模拟

3.1冷态模拟

3.2第二自模区和临界雷诺数的确定

3.3燃烧器出口断面速度分布的测定

3.4燃烧器模型阻力损失系数k值的确定

3.5小结

参考文献

4栅格式燃烧器的热态模拟

4.1模拟工况与设计工况的对应关系

4.2热态试验台和测试位置布局

4.3典型工况燃料燃烧特性对比分析

4.3.1典型工况特征

4.3.2温度场分布

4.3.3燃烧产物浓度场分布

4.3.4着火点位置和火焰长度

4.3.5燃烧强度的计算

4.3.6化学当量比和空气过剩系数的计算

4.4 小结

5结论

作者在读期间所发表的论文

致谢

附图：栅格式陶瓷燃烧器的工程施工图T2052铁