探索蓄热蓄热式燃烧技术在高炉热风系统上运用设计

论文导读：
摘要：高炉热风炉是高炉炼铁历程中重要的设备之一,提升热风炉送风风温对降低焦比,提升冶炼强度具有重要的作用。本论文首先推导了直角坐标、圆柱坐标以及极坐标三种坐标系的有限容积法离散方程系数,然后以本溪钢铁集团公司炼铁厂五号高炉热风炉为探讨对象,以能量平衡方程为基础,采取有限容积法为基本手段,建立了高炉热风炉二维传热数学模型。在模型建立完毕后对热风炉组的操作制度进行了探讨,探讨表明,交错并联送风制度显著优于单炉送风及并联送风制度。为了实现高炉热风炉所用的燃料与空气的双预热,本论文提出了一种新的预热设备——蓄热式换热器。新型的换热设备实现了高温空气燃烧技术与传统的换热策略结合,为了探讨该换热设备的工作历程,建立了相应的数学模型。通过模拟,以不同的角度浅析了混风、换向、换热面积等参数及制度对换热历程的影响,并将此模型作为“虚拟设备”运用于高炉热风炉传热模型,与其他双预热案例进行了比较。结果表明,蓄热式换热器作为一种新的换热设备,与传统设备相比具有较大的优势,能够显著地提升高炉热风炉的送风温度,具有潜在的运用前景。关键词：有限容积法论文高炉热风炉论文蓄热式换热器论文双预热论文
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Abstract6-8
目录8-13
第1章 绪论13-27

1.1 课题的背景和作用13

1.2 高温空气燃烧技术13-19

1.2.1 高温空气燃烧的技术原理13-15

1.2.2 高温空气燃烧技术的特点15-16

1.2.3 高温空气燃烧技术的进展16-19

1.3 高炉热风炉文献综述19-24

1.3.1 蓄热式热风炉的结构19-20

1.3.2 国外热风炉的特点及进展历程20-22

1.3.3 我国热风炉的技术近况22

1.3.4 热风炉新技术及运用22-24

1.4 主要探讨内容24-27

第2章 数学模型建立求解的有限容积法27-43

2.1 传热不足制约方程的类型27-28

2.2 求解制约方程的基本策略28-29

2.1 有限差分法(FDM)28

2.2 有限元法(FEM)28-29

2.3 有限浅析法(FAM)29

2.3 制约方程求解的有限容积法29-35

2.3.1 空间区域的离散化29-31

2.3.2 制约容积积分法31-33

2.3.3 型线对离散方程格式的影响33-35

2.5 各坐标系下二维方程的全隐离散格式35-38

2.5.1 直角坐标系下的方程离散格式35-36

2.5.2 圆柱坐标系下的方程离散格式36-37

2.5.3 极坐标系下的方程离散格式37-38

2.6 单值性条件及处理策略38-43

2.6.1 单值性条件38-40

2.6.2 附加源项法40-43

第3章 蓄热式热风炉数学模型43-77

3.1 蓄热室热交换的基本特点43-44

3.2 燃料与燃烧静力学计算44-47

3.

2.1 煤气的论述燃烧温度44

3.

2.2 煤气的干湿成分计算44-45

3.

2.3 燃料低位发热量45

3.

2.4 其他参数的计算45-46

3.

2.5 烟气密度的计算策略46-47

3.3 蓄热室传热制约方程及定解条件47-50

3.1 传热基本方程47-49

3.2 定解条件49-50

3.4 制约方程的离散及求解50-64

3.4.1 方程的离散50-54

3.4.2 综合传热系数的确定54-55

3.4.3 对流热交换系数的确定55-57

3.4.4 辐射换热系数的确定57-59

3.4.5 数学模型的求解59

3.4.6 蓄热体的零维导热及二维导热模型59-64

3.5 主要计算结果64-67

3.5.1 原始计算数据64-65

3.5.2 主要计算结果65-67

3.6 热风炉系统热效率的确定67-69

3.7 热风炉的操作制度69-77

3.7.1 周期时间的参数计算69-73

3.7.2 热风炉内气体流量计算73

3.7.3 热风炉操作参数计算的相关结果73-75

3.7.4 热风炉的燃烧操作制度75-77

第4章 蓄热式换热器77-109

4.1 高炉热风炉双预热案例概述77-79

4.

1.1 高炉热风炉的双预热技术77

4.

1.2 自身预热技术77

4.

1.3 附加燃烧炉的双预热技术77-78

4.1.4 顶燃球式论文导读：104-1094.6.1串联—并联案例与串联—串联案例的比较104-1054.6.2蓄热式换热案例与废气双预热案例的比较105-1064.6.3蓄热式换热案例与附加燃烧炉双预热案例的比较106-109第5章结论109-111参考文献111-116致谢116上一页12
预热炉技术78
4.

1.5 蓄热式换热器78-79

4.2 蓄热式换热器传热计算的工程计算策略79-86
4.

2.1 换热器的烟气出口温度79-80

4.

2.2 计算换热器的热交换面积80-81

4.

2.3 对数平均温差的计算81-82

4.

2.4 综合传热系数的确定82-84

4.

2.5 换热器出口工质温度的校核84-86

4.3 蓄热式换热器的简化数学模型86-92
4.

3.1 模型假设86

4.

3.2 模型的建立86-92

4.4 小球蓄热室数学模型92-96

4.1 模型方程的建立93-94

4.2 方程的离散94-96

4.5 蓄热式换热器的计算结果及一些不足的讨论96-104

4.5.1 蓄热式换热器主要计算结果96-98

4.5.2 混风对换热器性能的影响98-100

4.5.3 换向时间的影响100-102

4.5.4 各段换热面积的影响102-103

4.5.5 各段燃料供应量对换热效果的影响103-104

4.6 蓄热式换热案例与其他案例的比较104-109

4.6.1 串联—并联案例与串联—串联案例的比较104-105

4.6.2 蓄热式换热案例与废气双预热案例的比较105-106

4.6.3 蓄热式换热案例与附加燃烧炉双预热案例的比较106-109

第5章 结论109-111
参考文献111-116
致谢116