本文關鍵詞：不同燃料對填充球蓄熱式連續(xù)加熱爐熱工過程影響的研究

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【摘要】：加熱爐是熱軋車間的主要設備之一,其能源消耗占熱軋車間能耗的70%以上,是軋鋼廠的重要耗能設備。蓄熱式加熱爐因其具有可燃燒低熱值煤氣、燃燒效率高、煙氣余熱回收率高、污染物排放少、爐膛內溫度均勻等優(yōu)點在我國得到廣泛的推廣及應用。目前,多數(shù)蓄熱式加熱爐以高爐煤氣為主要燃料,摻混部分焦爐煤氣。而作為鋼鐵企業(yè)生產過程的副產品高爐煤氣和焦爐煤氣的生產量常會發(fā)生波動,為最大限度地利用高爐煤氣和焦爐煤氣,很有必要研究燃料改變時對蓄熱式連續(xù)加熱爐熱工過程的的影響。該研究是為了在保證鋼坯生產質量的前提下,降低加熱爐單位熱耗,提高加熱爐熱效率,其研究結果可為蓄熱式連續(xù)加熱爐的結構設計、熱工操作及控制提供理論指導。本文以唐山鋼鐵公司一軋廠填充球蓄熱式連續(xù)加熱爐為對象,將蓄熱室和加熱爐作為一個整體來考慮,建立了傳熱封閉灰腔輻射模型,并用MATLAB語言編制了計算程序。通過該模型模擬了加熱爐的鋼坯加熱過程,其模擬計算結果與實測數(shù)據(jù)十分吻合。利用該數(shù)學模型,研究了不同燃料對加熱爐熱工過程及生產指標的的影響。研究結果如下:(1)在同一燃料比下,隨著燃料熱值升高,蓄熱式加熱爐爐氣溫度、爐壁溫度、鋼坯出爐溫度及鋼坯斷面溫差均隨之升高。(2)蓄熱式加熱爐最優(yōu)燃料比為0.5:0.4:0.1,此時鋼坯出爐溫度滿足生產要求,斷面溫差最低,鋼坯質量最高,同時最優(yōu)燃料比不隨生產率和燃料改變而變化。(3)高爐煤氣含量由100%降低到90%時,燃料熱值升高,最優(yōu)空氣過剩系數(shù)降低。在最優(yōu)空氣過剩系數(shù)條件下,蓄熱式加熱爐單位熱耗最低。(4)隨著生產率升高,蓄熱式加熱爐熱負荷增加,單位熱耗降低,并呈線性關系。(5)在加熱爐正常生產范圍內,蓄熱式加熱爐生產率P和熱負荷Q以及單位熱耗b之間的通式如式分別為Q-Q_0+KP和b-Q_0/P+K。
【關鍵詞】：不同燃料 蓄熱式加熱爐 最優(yōu)空氣過剩系數(shù) 最優(yōu)燃料分配比 熱工特性
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG307
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 選題背景及意義10
• 1.2 蓄熱式加熱爐簡介10-11
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 研究方法13-15
• 1.5 研究內容15-17
• 第二章 填充球蓄熱式連續(xù)加熱爐數(shù)學模型的建立17-40
• 2.1 爐內傳熱分析17-19
• 2.2 封閉灰體輻射模型建立19-21
• 2.3 爐膛氣體單元模型建立21-23
• 2.4 傳熱數(shù)學模型建立23-39
• 2.4.1 能量平衡方程式的建立及系數(shù)確定23-26
• 2.4.2 輻射直接交換面積與輻射全交換面積簡化計算26-32
• 2.4.3 鋼坯溫度場的求解32-37
• 2.4.4 爐壁溫度場的求解37-39
• 2.5 傳熱數(shù)學模型的求解39-40
• 第三章 加熱爐操作條件的優(yōu)化40-54
• 3.1 研究對象40-41
• 3.2 燃料特性41
• 3.3 不同燃料最優(yōu)燃料比確定41-50
• 3.3.1 額定生產率下最優(yōu)燃料比確定42-46
• 3.3.2 不同生產率下最優(yōu)燃料比46-50
• 3.4 不同燃燒最優(yōu)空氣過剩系數(shù)確定50-52
• 3.4.1 空氣過剩系數(shù)對加熱爐熱負荷的影響51-52
• 3.4.2 空氣過剩系數(shù)對加熱爐單位熱耗的影響52
• 3.5 小結52-54
• 第四章 加熱爐生產率與熱負荷、單位熱耗之間的關系54-61
• 4.1 不同燃料下加熱爐生產率與熱負荷之間的關系54-56
• 4.2 不同燃料下加熱爐生產率與單位熱耗之間的關系56-58
• 4.3 蓄熱式與換熱式加熱爐熱工特性的比較和分析58-59
• 4.4 小結59-61
• 結論61-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-67
• 附錄A67-68
• 附錄B68-78

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