150T转炉(干法除尘)汽化冷却烟道烟气流场的数值模拟
浅谈转炉干法除尘技术的维护
浅谈转炉干法除尘技术的维护莱钢120吨转炉引进的6套煤气干法净化设备具有除尘效率高、综合运行费用低、粉尘回收利用率高等突出优点，在使用中掌握和摸索出一套合适的具体操作维护方法，至今运行良好。
1.干法除尘（LT）流程特点转炉15000C的高温烟气经汽化冷却烟道冷却至8500C进入蒸发冷却器调质到2000C进入有4个电场的圆形电除尘器内进行处理，经风机变频调速和流量跟踪调节，进入切换站进行煤气回收及放散、点燃两状态快速切换，回收的煤气经冷却器喷林冷却，由2000C降至770C送入煤气柜，同时蒸发冷却器内约40～45%的粗粉尘和静电除尘器收集的细粉尘经链式输送机和滑动卸灰阀排出。
2.干法除尘（LT）技术功能2.1冷却系统蒸发冷却器（EC）采用立式塔状结构，锥形进出口，下部连接有出灰口及链式输灰机来收集干固的粗粒灰尘，双层翻板阀出口用氮气密封与大气隔离，其工艺过程是根据转炉送氧冶炼断续操作引起温度、气流快速和急剧变化波动的特点，降低烟气温度和调理烟气性能，其相应的温控器、调节阀、比率控制器等動作均由PLC根据烟气含热量和进出口温度设定的程序来精调控制，通过双介质喷嘴喷水和蒸汽量使转炉热气体全部雾化蒸发以干气体形式离开蒸发冷却器，保证任何情况下烟气不结露、不饱和、壁体不湿润积灰。
2.2 除尘系统静电除尘器（ESP）主要由静电收尘器和沉淀器（EP）组成，壳体采用圆筒结构，靠环型梁之间的外护板连接来传递和承载烟气冲击压力；气流入口设有三层气流分布板，气体柱塞状连续通过中间串联四个电场，每个电场由平行排列的集电极组成并通过除尘器壳体接地，带有绝缘物电加热系统来保持1200C左右恒温，以防止灰尘沉积或者潮湿引起火花击穿；多条放电极呈细线或金属条形状，由绝缘体支撑构成负极，安装在气体通道的中心位置，在高压直流电场作用下使极板间形成电晕放电，带负电气体离子和尘粒朝集电极运动，形成微小电晕电流沉降到电极板表面达到分离，锥形进、出口上分别设置自复式弹簧安全泄爆阀，释放除尘器内爆炸产生的压力和避免极线、极板受损；集电极上的积灰通过侧部锤击振打定时敲击落入积灰斗，由两个以90度角度作往复运动的扇形刮灰器送入螺旋链式输灰机，通过闸阀和双翻板阀排出，双摆止回阀和设备漏风之处用氮气密封，防止氧气吸入避免气体混合爆炸。
转炉汽化冷却烟道移动段水循环问题讨论
转炉汽化冷却烟道移动段水循环问题讨论作者：王子兵赵屾来源：《科技创新与应用》2015年第27期摘要：针对转炉汽化冷却烟道尤其是移动段I段使用寿命低，容易发生事故的问题，对汽化冷却烟道移动段I段正常吹炼期烟气侧传热过程进行了模拟，以热流密度为传递函数对水冷管内水循环状态进行了计算，对水冷管进行了计算分析。
结果表明，现有结构，自然循环设计条件下，正常吹炼期，工质循环速度降低至携带速度以下，移动段I段烟气进口500～600mm 工质汽化点处，工质流速低于携带速度，发生传热恶化，引起水冷管爆管。
关键词：数值模拟；热流密度；自然循环引言某钢厂炼钢车间内现有1座150t转炉，对其实际运行状况调研发现，其汽化冷却烟道移动段水循环方式采用自然循环方式，且移动段烟气进口500～600mm处水冷管发生爆管现象严重（图1），即影响钢产量，又影响运行安全。
1 爆管原因分析通过研究发现，由于移动段采用自然循环，水循环不良引起局部过热损坏，配水管不均匀，水动力不足，上升管、下降管、受热管阻力大，水循环不畅通，冷却效果差，造成汽化冷却烟道移动段冷却水管因水量不足与不均匀而局部过热，不正常的产生破坏。
发生传热恶化，引起管壁温度急剧升高，工质不能及时将管壁冷却，管壁超温发生破裂，引起爆管。
2 烟气侧数值模拟2.1 仿真模型建立以某钢铁厂150t转炉汽化冷却烟道移动段为研究对象，使用ProE软件建立烟道的实体模型（图2）。
并将其作为一个零件导入gambit软件，烟道水冷壁采用六面体网格（图3），使用Sweep 方式划分，计算网格数为524684。
转炉在吹炼过程中，炉气量、温度成份是不断变化的，为确定汽化冷却烟道余热回收的影响因素，首先必须确定烟气量以及烟气成分。
一般情况下，可将转炉烟气看作理想气体的混合物，其成分是一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气。
根据理想气体混合物物性参数的导出方法，我们就可以方便的推导出直接计算烟气物性参数的计算公式，而不必先计算平均烟气成分的物性，再根据实际成分计算修正系数，加以修正。
唐钢150t转炉一次除尘(OG)系统改造
ＳＩ Ｃ ＆ＴＣＮＬＧ Ｃ ＮＥ ＥＨ０ＯＹ Ｅ
匪圈
唐钢 １ ０ 转 炉 一次 除尘 （ 系统 改造 ｔ ５ ＯＧ）
崔 海龙 苗新 亮 王晶 （ 唐钢第 一钢轧 厂 河北唐 山 ０３ ２ ） ６ ０ ０ 摘 要 ： 章论述 与分析 了１ ０ 转炉一次 除尘 系统存 在的 问题 ， 文 ｔ ５ 进行 了较 为详细 的论 证 与优 化 ， 包括理论 计算 、 测试 及方 案提 出与具体 改 连 ， 终 解 决 了系 统 的 各 方 面 问题 ， 进 行 了 总 结 ， 出 相 关 结 论 。 最 并 得 关键 词 ： 转炉 一次除尘 半干 式蒸发冷却塔 喷淋塔 风机 烟 气量 中图 分类 号 ： １ ＴＧ１ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ７ —３ １２ １ ） ６ ｃ一ｏ ７ ｌ ｌ ９ （ ０ ００ （） ｏ －ｏ ６２ ７ ９ 唐 钢 第 … 钢 轧 厂 转 炉 自２ Ｏ 年 大 修 以 Ｏ８ 来 ， 次 除 尘 系 统 采 用 半 干 式 燕 发冷 却 塔 一 二 文 翻 板 式 喉 口 串联 使 用 生 产 中后 期 系 统 问题 较 大 ， 关参 数 与 工艺 要 求 不 匹配 ， 相 造 成 ＯＧ系统 堵 塞 严 重 ， 气 与 火 焰 大 量 外 烟 溢 ， 此 一 次 除 尘 的 问 题 直 接 影 响 着 公 司 因 生 产 的达 产 达 效 ， 能 满 足 国家 的 环 保 要 不 求 ， 此 急 需 对 一 次 除 尘 系统 进 行 参 数 优 为 选 ， 新 改造 。 ０ ９ ３ 重 自２ ０ 年 月份 开 始 对 ３ 座 ｌ ０ 转炉 一 次 除尘 系 统 彻底 改 造 ， 采 用大 ｔ ５ 并 功率风机， 最终 解 决 了系 统 的 各 方 面 问题 。
锅炉尾部烟道烟气三维流场的数值模拟及均流装置研究
ＣｏＮＴＥＮＴＳＣｈｉｎｅｓｅａｂｓｔｒａｃｔ……………………………………………………………………………………………．．ＩＥｎｇｌｉｓｈａｂｓｔｒａｃｔ……………………………………………………………………………………………ＩｌｌＮｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ………………………………………………………………………………………………．．Ｖ１Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ…………………………………………………………………………………………………１１．１Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ…………………………………………………………………………………………．１１．２Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．…．．．．…．…．…．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．．．．…．．．．．】【１．２．１Ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｃｕｒｖｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．．．．．．１１．２．２Ａｂｒａｓｉｏｎａｎｄｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｆｌｕｅａｎｄｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ．．…．……．…．………．．．．４１．２．３Ｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｌｕｉｄｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ……．………………．…．…．………………．．…………．．６１．３Ｔｅｘｔｕａｌｔａｓｋ…………………………………．．…………………………．………ｉ…．．．…………．．．８２Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｉｅｓｏｆｇａｓ—ｓｏｌｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｃｕｒｖｅｄｆｌｕｅ……９２．１Ｔｕｌ？ｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌｓｆｏｒｆｌｕｉｄｆｌｏｗｉｎｆｌｕｅ…………．．…．……．…．…．…………．………．．．９２．１．１Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ．…．．……．…．……………．……．．．．．９２．１．２Ｅｄｄｙｖｉｓｃｏｓｉｔｙｍｏｄｅｌｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ……．…………．…．……．…．．…．……．．．１０２．１．３Ｗａｌｌ．ｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｎｅａｒｗａｌｌａｒｅａ……………………………………………．１４２．２Ｆｌｕｅｇａｓ·ａｓｈｔｗｏｐｈａｓｅｍｏｄｅｌｓ…………．……………．．………．…．…………．．…………．１４２．２．１Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇａｓ—ｓｏｌｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗ．………．１５２．２．２Ｇａｓ－ｓｏｌｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｍｏｄｅｌｓａｎｄａｐｐｏｌｉｃａｔｉｏｎ……．．．…．………．．…．………．１５２．３Ｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉｕｍｍｏｄｅｌ…………．…………．……………．……．…．．．．………………．……．．．１６２．４Ｓｕｍｍａｒｙ……………．……………．……．．……．……………．．…．．．．…．…．．…．……．…………．．１７３Ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｅｑｕａｌｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｃｕｒｖｅｄｔａｉｌｆｌｕｅ．．…．．………．．…．………．１９：；．１Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｌｄｅｌｆｏｒｃｕｒｖｅｄｔａｉｌｆｌｕｅ…．……………．……．．．．…．．…．…．……．…．………１９３．１．１Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｃｏｎｔｒｏｌｅｑｕａｔｉｏｎ………………………………………………．．１９３．１．２Ｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｅｑｕａｔｉｏｎｓ……………………………．２１３．１．３Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ……………………………２１３．２Ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ．ｔｏ．ｖｅｒｔｉｃａｌｃｕｒｖｅｄｔａｉｌｆｌｕｅ……………………２２３．２．１Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｇｒｉｄｓａｎｄｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ………………………………．２３３．２．２Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｇａｓ—ａｓｈｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｆｌｉｅｄｉｎｔａｉｌｆｌｕｅ………………………．２４３．２．３Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｌｅｔｖｅｌｏｃｉｔｙｏｎｆｌｏｗｆｉｌｅｄｉｎｔａｉｌｆｌｕｅ……………………………．．３１３．２．４Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｍａｓｓｌｏａｄｉｎｇｏｎｆｌｏｗｆｉｌｅｄｉｎｔａｉｌｆｌｕｅ…………………．３４３．２．５Ｅｆ瓷ｃｔｏｆｃｕｒｖａｔｕｒｅｒａｔｉｏｏｎｆｌｏｗｆｉｌｅｄｉｎｔａｉｌｆｌｕｅ……………………………３６３．２．６Ｅｆｒｅｃｔｏｆｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏｏｎｆｌｏｗｆｉｌｅｄｉｎｔａｉｌｆｌｕｅ……………．３８ｉｉｊ山东大学硕十学位论文摘要电厂锅炉尾部烟道由于转弯以及变截面致使烟道内含灰烟气流的速度场和飞灰颗粒浓度场分布不均，进而造成烟道和换热器的积灰和磨损以及换热器的换热不均等问题，对电厂的安全经济运行造成威胁。
转炉干法除尘工艺中煤气回收的分析与研究
转炉干法除尘工艺中煤气回收的分析与研究发布时间：2022-09-01T12:21:39.265Z 来源：《科技新时代》2022年2月3期作者：李桂军曹先锋张欢民[导读] 在科技的引领下，转炉干法除尘工艺得到优质运用李桂军曹先锋张欢民山东钢铁集团日照有限公司 276800摘要：在科技的引领下，转炉干法除尘工艺得到优质运用，该系统的煤气回收效果至关重要。
本文将通过具体项目描述，简述干法除尘的工艺原理，在此基础上，强调煤气再利用的价值，并结合煤气回收的影响因素，提出煤气回收改进措施。
借此保证转炉煤气的二次利用，为节能降耗、绿色减排作出科学规划。
关键词：煤气回收；工艺研究；转炉干法除尘引言：研究发现，转炉在吹炼过程中，由于多方面因素影响，将难以抑制粉尘生成，在生产阶段会有大量烟气跑出，而这些烟气对人员健康影响大，同时还会造成环境失衡，基于此，需采用煤气回收可行性措施，从源头提高转炉性能，保证煤气的回收率。
实践证明，可借助煤气干法净化比较稳妥，在该方法指引下可搭建完善的回收系统，为工业生产提供保障，消除环境污染隐患。
1转炉干法除尘系统转炉干法除尘思想较为先进，主要是处理含尘气体，这些气体主要是在烟气降温阶段形成，也有一些是在净化冶炼过程中存在。
通过深入研究发现，转炉干法除尘在集中处理含烟气体的同时，还可以将气体回收（一氧化碳气体），应用价值较高。
该系统设计原理如下：转炉高温烟气（干法系统中）通常可达到1 400 C -1 600C ，在加工阶段经汽化冷却烟道冷却，此时会触发烟气温度骤降，在1400C -1600C 基础上降为800 C-1 000 C。
在此期间，经过蒸发冷却器设备，实现烟气直接冷却[1]。
在冷却期间，喷水量可合理参照转炉烟气的含热量（重要参数）进行精准控制，在具体的降温操作中，对烟气实施调质处理，在有效措施保障下，改变粉尘比电阻特性，完成高效地捕集粉尘操作。
2项目介绍日照公司炼钢厂为实现节能减排，针对210吨转炉实际的烟气回收情况进行了优化，采用煤气干法净化的科学思路，打造出了高效的回收系统工艺，为提高转炉煤气回收率作出了表率。
八钢150t转炉干法除尘泄爆的研究与实践
八钢150t转炉干法除尘泄爆的研究与实践作者：刘兴海苏磊来源：《山东工业技术》2013年第09期【摘要】本文通过对电除尘器泄爆原因的分析，结合本公司炼钢工艺实际运行情况，从炼钢工艺和电除尘器运行控制两个方面考虑，制定了防止电除尘器泄爆的有效措施，使年平均泄爆控制在0.5次每月。
【关键词】电除尘器；泄爆；吹氧量0 前言宝钢集团八钢公司（简称“八钢”）新建150t转炉首次采用干法除尘系统，自2012年8月投产至今已有9个月时间，从开始阶段泄爆故障较多到如今泄爆次数完全可控，已实现3个月无泄爆目标，从中总结出一定的经验，确保系统的稳定运行。
1 转炉干法除尘工艺图1所示转炉炼钢过程中产生含有大量粉尘、煤气的高温烟气从炉口进烟罩，此时有部分空气混入，使炉气中部分CO燃烧生成CO2，同时带入部分N2，此时烟气的主要成分为：粉尘、CO、CO2、N2、O2等，烟气温度在1500℃左右，烟气在风机吸引力下经烟罩进入烟道，以柱塞流的方式运行到到蒸发冷却器（EC），此时烟气温度在800℃左右，蒸发冷却器内设置了若干个喷嘴，喷嘴的作用就是利用低压蒸汽把水雾化成雾状喷入蒸发冷却器内，对烟气进行降温和除尘，使EC出口烟气温度在300℃左右，同时，烟气中将有45%左右的灰尘沉淀在蒸发冷却器底部形成“粗灰”，粗灰由输灰系统送至粗灰仓进行再利用。
经过除尘、降温后的烟气进入静电除尘器（EP），由直流高压形成电场吸附烟气中剩余的灰尘（细灰），收集了细灰的静电除尘器由输灰系统送至细灰仓。
而烟气经过静电除尘器除尘后灰尘含量可降至15mg/m3以下。
合格的烟气在ID风机的引导下由液压切换站选择回收和放散。
2 泄爆的定义电除尘器内部一氧化碳达到其爆炸极限，发生爆炸，使电除尘器内部压力迅速超过泄爆阀所允许承受的最大压力，迫使泄爆阀迅速打开，烟气外泄，就造成了电除尘器泄爆。
电除尘器入口和出口各安装有四个泄爆阀，允许承受的最大压力为2.5Kpa，当电除尘器内部压力超过2.5Kpa后，泄爆阀就会打开，使电除尘器内部压力外泄，对电除尘器起到保护作用。
裕华120吨转炉干法除尘技术要求
裕华120吨转炉干法除尘武安市裕华钢铁有限公司2014年1月1转炉一次烟气净化系统工艺流程点燃放散［转炉"汽化冷却烟道］-＞ 蒸发冷却器-＞干式电除尘器"除尘风机~＞切换站~＞$ $ $ 粗灰输送机细灰输送机变频电机$ $外运。
储灰仓（车间内） 储灰仓（车间外）一外运煤气冷却器^ ［煤气柜］2设计原则1） 蒸发冷却器喷雾系统可根据烟气参数进行精确的自动调节控制； 2） 除尘器具有优异的极配形式，良好的安全防爆性能和可靠的输灰系统； 3） 回收与放散有效、快捷、安全的切换； 4） 回收煤气含尘浓度v 10mg/Nm 3,放散气体含尘浓度＜ 15mg/Nnm （双联操作＜ 20mg/Nrn ）;5） 节能措施：ID 风机配有变频调速装置， 风机的运行与氧枪的升降连锁， 氧枪下降时,风机高速运转；氧枪提升时，风机低速运转。
6） 噪音控制：在ID 风机后设计消音器，消除风机运行时产生的机械与动力噪音。
3干法除尘工艺参数及系统组成3.1转炉炼钢基本条件转炉座数： 1 转炉公称容量： 转炉平均产钢水量： 转炉最大炉产钢水量： 转炉最大铁水装入量： 冶炼周期： 脱碳速度：最大炉气量： 最大烟气量： 炉气温度： 烟气含尘浓度：3. 2与烟气净化相关的技术参数120t 108t 110t120t28~35min ,其中吹氧 13min最大 0.5%/min 平均 0.3%/min70000Nm3/h 92000Nm3/h 1450~1600 C . 80 〜150g/m 31）转炉烟尘成分见表2-1烟气粒度燃烧期叩，回收期。
叩。
转炉炉气采用未燃法处理，煤气回收。
活动烟罩行程500mm以炉口为基准，上升最大行程500mm3）烟气净化系统参数最大烟气量（a =02时）：92000Nm3/h3.3煤气柜设计压力煤气柜设计压力3.8kPa3.4干法除尘系统技术要求3.4.1烟气冷却系统3.4.1.1 汽化冷却烟道干法除尘厂家提出对汽化冷却烟道尾段设计的技术要求，使冷却烟道出口烟气温度控制在设计范围内（~900C）;包括以下几方面内容：1）合理设计尾部烟道结构形式，有利于烟气进入蒸发冷却器后，流体场分布均匀，提高蒸发冷却器容积利用率，保证蒸发冷却器的运行效果。
150T转炉课程设计说明书
内蒙古科技大学冶金工程课程设计说明书150t氧气转炉设计学生姓名班级学号指导老师冶金工程学院年月日目录1转炉物料平衡与热平衡计算---------------------------------------------------------11.1原始数据选取---------------------------------------------------------------------11.2未加废钢和合金的物料平衡计算---------------------------------------------31.3热平衡计算-----------------------------------------------------------------------91.4加废钢和合金的物料平计算--------------------------------------------------12 2转炉炉型设计----------------------------------------------------------------------------152.1转炉炉型选择--------------------------------------------------------------------152.2转炉炉容比与高宽比-----------------------------------------------------------152.3转炉主要尺寸确定--------------------------------------------------------------152.4转炉炉体结构图-----------------------------------------------------------------18 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------21转炉物料平衡与热平衡计算物料平衡是计算转炉炼钢过程中加入炉内与参与炼钢的全部物料（如铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料、合金添加剂、被侵蚀的炉衬等）和炼钢过程的产物（如钢水、炉渣、炉气、烟尘等）之间的平衡关系。
150吨锅炉烟气脱硫除尘技术方案-1
柏坡正元化肥有限公司150t/h锅炉脱硫除尘工程技术方案河北大鹏环保科技有限公司二0一二年十月十八日目录第一章概述 (1)1.项目概况 (1)2.设计依据与设计目的 (1)2。
1设计依据 (1)2。
2设计参数 (1)2。
3设计指标 (1)2。
4设计原则 (2)2.5设计范围 (2)2。
6技术标准及规范 (3)第二章工程设计说明 (5)1、脱硫工艺选择 (5)2。
钠钙双碱法工艺反应原理…………………………………………………………………………………。
.。
53、脱硫除尘工艺………………………………………………………………………………………………。
6第三章脱硫除尘系统装置 (7)1脱硫系统 (7)2烟气系统 (10)3循环液系统 (10)4反冲洗系统 (11)5加药系统 (11)6 供配电系统 (11)7、供货设备表 (12)第四章人员配置及防护措施 (14)1人员生产管理及配置 (14)2消防安全和劳动卫生 (14)第五章环境保护 (15)1、设计原则;2、环境保护设计执行的主要标准、规范；3、主要污染状况及治理措施；第六章效益评估 (16)1运行费用估算 (16)2经济效益评估 (17)3环境效益及社会效益 (17)第七章主要技术经济指标 (17)第八章售后服务 (18)第九章工程报价 (18)附图 (20)第一章概述1.项目概况锅炉运行时将排放一定量的粉尘和SO2,若不经处理直接外排，则会污染周边环境,危害周边居民的身体健康，产生酸雨，破坏生态平衡。
为了减少大气污染，保护环境,防止生态破坏,创造清洁适宜的环境，保护人体健康，需对其锅炉尾气进行治理.河北大鹏环保科技有限公司针对柏坡正元化肥公司的2台75吨锅炉烟气进行脱硫除尘的方案设计.2。
设计依据与设计目的2.1设计依据根据厂方提供的有关技术资料及要求为参考依据，并严格按照所有相关的设计规范与标准，编制本方案：§《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001；§厂方提供的技术文件；§国家相关标准与规范.2.2设计参数本工程的设计参数，主要依据厂方提供文件中的具体参数，其具体参数见表1-1.表2—1 烟气参数2.3设计指标设计指标严格按照国家统一标准治理标准和业主的技术文件的要求,设计参数下表2-2。
梅钢150t转炉汽化冷却改造
转炉烟气冷却系统一般 分为全软水冷却 、全汽化冷却和根据烟道 不同段 的不同特点分别采用 强制循 环冷却 和汽化冷却相结合的复合式 汽化冷却三种方式。 全软水冷 却方 式虽然有 系统 简单 、 压力低 、 操作 简便的优点 ， 但不 能对转 炉烟气显热进行有效 回收 ， 且冷却水量大 ， 能耗高 ， 同时由于是 开式循环 ， 存在循环水污染 、 水质恶化 、 循环 系统堵塞 、 烟道漏水 等不容 易解决的问题 。这种方式运行成本高 、 可靠性差 、 维修工作量大 。 全汽化冷却方式 能够 回收蒸汽 、 系统简单 、 节省投 资以及耗 电少 。 但是活动烟罩 、 口固定段和可移动段所处 的环境较差 ， 炉 易损坏， 结构 且 特殊 ， 可靠性较差。 运行 复合式冷却方式是根据转炉烟道不 同段 的不 同特点分别采用 强制 循环冷却和汽化冷却相结合。该冷却方式既能 回收蒸汽 ， 又安全可靠 、 设备使用 寿命长 ， 是较为先进的烟气冷却方式 。 从工艺系统原理看 ， 转炉汽化冷却系统较为复杂 ， 但该工艺系统科 学合理 ， 运行稳定 。在国 内， 转炉汽化冷却方式从 ２ ０世纪 ８ Ｏ年代起至 今已在各个钢厂采用 ， 良好的使用经验 ， 回收能源方面取得 了很好 有 在 的效果 ， 是一种较成熟的工艺 。 与全软水冷却工艺相 比， 汽化冷却工艺的优点如下 ： （ 副产品——蒸汽 ， １ ） 可作为炼 钢厂 内部 Ｒ Ｈ用蒸汽 ， 可外供 其它 也 单元用户 ， 减少热电厂抽汽量 ， 电厂可增加发电量 ； （ 运行 电耗 比软水冷却工艺低 ； ２ 】 （ 比全软水冷却工 艺比较 ， 占地 。 ３ ） 少 其主要缺点是一次设备初投资 比全软水冷却工艺高 。但是 根据其 回收蒸汽价格估算 ，大约可 以在一年 内收 回汽化冷却工艺增加 的设备
转炉一次烟气半干法除尘技术升级优化及数值模拟分析
转炉一次烟气半干法除尘技术升级优化及数值模拟分析杨军瑞;杨晓琼【摘要】目前国内大多数转炉一次除尘系统采用的是二文三脱湿法除尘(即OG 法),由于国家环保标准的提高,这种除尘系统的除尘效果已达不到最新的环保标准要求,因此必须对现有的转炉一次除尘系统进行升级改造.目前采用的最多的改造方式是将该系统改造为半干法除尘系统(即洗涤塔+环缝+脱水器的形式).使转炉生产过程中产生的一次烟气经除尘设施净化后排放烟气中含尘浓度小于国家相关规范规定的排放标准.但是,半干法除尘系统也存在很多不足之处,除尘效果也是差强人意.本文在现有的半干法除尘系统基础上,再次进行技术升级改造,提出一种新型的半干法除尘系统,尽可能提高除尘设施的除尘效果,并且做到节水节电、降低能耗.【期刊名称】《能源环境保护》【年(卷),期】2017(031)004【总页数】5页(P41-45)【关键词】转炉;一次除尘;半干法除尘系统;环保标准【作者】杨军瑞;杨晓琼【作者单位】中冶东方工程技术有限公司,山东青岛266555;中铁十九局集团第五工程有限公司辽宁大连116110【正文语种】中文【中图分类】X701中国钢铁产业正处于结构调整和优化升级的时期，面临着日益严峻的资源和环境压力，必须走资源节约型、环境友好型的可持续发展之路。
回收和利用好转炉煤气对于炼钢节能降耗，减轻环境污染意义重大。
在炼钢工艺中，转炉是最主要的炼钢设备，而转炉一次除尘是保障转炉正常生产的基础。
目前，国内很多钢铁企业炼钢转炉一次除尘系统采用的是二文三脱湿法除尘（即OG法），由于国家环保标准的提高，这种除尘系统的除尘效果已达不到最新的环保标准要求，因此必须对现有的转炉一次除尘系统进行升级改造[1～4]。
针对转炉一次除尘系统的改造方法大多分为两种，第一：彻底拆除原有的二文三脱湿法除尘系统（即OG法），新建干法除尘系统（即LT法），改造完成后能够彻底解决转炉一次烟气排放不达标的状况，但是这种改造形式存在造价高、投资大、占地面积大和自动化控制繁杂等缺点，因此很多企业对该种改造形式存在顾虑[5～6]。
150t氧气转炉设计课程设计
课程设计说明书设计题目：150t氧气转炉设计姓名：班级：09冶金13班学号：2021150913012012年12月28日目录1 氧气转炉设计 (1)炉型设计 (1)2 烟气净化系统设备设计与计算 (5)烟气计算 (5)主要设备的设计和选择 (6)溢流定径文氏管(一级文氏管) (7)重力脱水器 (9)2.2.3矩形滑板调径文氏管(二级文氏管) (10)2.2.4 180°弯头脱水器 (14)2.2.5 复挡脱水器 (15)2.2.6贮气柜选择 (16)2.2.7风机选择 (17)1氧气转炉设计 炉型设计 1、原始条件炉子平均出钢量为150吨钢水，钢水收得率取92%，最大废钢比取20%，采用废钢矿石法冷却。
铁水采用P08低磷生铁 (ω(%，ω(P)≤0.2%，ω(S)≤0.05%)。
氧枪采用四孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为a2、炉型选择：根据原始条件采用筒球形炉型作为本设计炉型。
3、炉容比 取V/T=4、熔池尺寸的计算tKD G = 确定初期金属装入量G ：取B=15%那么()t 15292.01%15215021B 2T 2G =⨯+⨯=⋅+=金η ()3m 4.228.6152GV ===金金ρ 确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为50~57m 3/t(钢)，高磷铁水约为62~69m 3/t(钢)，本设计采用低磷铁水，故取吨钢耗氧量为57m 3/t(钢)，并取吹氧时间为15min 。
那么()[]min t /m 8.315573⋅===吹氧时间吨钢耗氧量供氧强度取K=2那么()m 156.51515262.1D ==筒球型熔池深度的计算公式为：()m 366.1156.579.0156.5046.04.22D 79.0D 046.0V h 2323=⨯⨯+=+=金 确定D=5.156m,h=66m 。
球冠的弓形高度h 1=0.12D=0.12×5.156=19(m)炉底球冠曲率半径R=D=1.1×=5.672(m)5、炉帽尺寸确实定d 0：取d 0=0.5 D=0.5×5.156= (m) θ：取θ=62° H 帽：()()m 42.262tan )578.2156.5(21tan d D 21H 0=︒⨯-==θ－膛 取H 口=400mm,那么整个炉帽高度为：()m 82.24.042.2H H H =+=+=口膛帽在炉口处设置水箱式水冷炉口 炉帽局部容积为：()3222202002m 55.31 4.0578.24578.22.578156.5156.542.212H d 4)d Dd D H 12V =⨯⨯++⨯+⨯⨯=⋅+++=ππππ）（ （口膛帽6、炉身尺寸确定D 膛=D(无加厚段)，可求出炉子总容积为V 总=×150=150(m 3)()3m 05.9655.314.22150V V V V =--=--=帽金总身()m 60.4156.5405.964V H 22=⨯=⨯=ππD 身身那么炉型内高()m 786.860.482.2366.1H H h H =++=++=身帽内 7、出钢口尺寸确实定()()m 18.0cm 8115075.163T 75.163d T =≈⨯+=+= ()m 08.118.06d 6d T ST =⨯==()m 26.118.07d 7L T T =⨯==β：取β=18°8、炉衬厚度确实定炉身工作层选700mm,永久层115mm,填充层100mm,总厚度为700+115+100=915(mm)。
干法除尘蒸发冷却器烟气冷却机理研究进展
增刊论文摘要·425·苯酐酸水脱色的研究陈云国，王岚，王龙耀，陈群（江苏工业学院化学化工学院，江苏省精细石油化工重点实验室，江苏常州 213164）摘要：就粉末活性炭和大孔树脂对苯酐酸水的脱色效果进行了研究。
首先考察了活性炭种类、脱色时间、活性炭用量等因素对脱色效果的影响，但在优化后的条件下其对苯酐酸水的脱色率仍难以达到90％。
此后通过试验筛选了4种脱色用大孔树脂，发现SXD-11树脂具有较好的脱色效果。
在实验条件下，流出液5BV时的酸水脱色率在95%以上，10BV时的脱色率大于85%。
针对工业应用，最后在活性炭脱色基础上构建了与树脂脱色相联合的分步脱色法。
该分步脱色法不仅保证了流出液体积20BV时总的脱色率保持在91％以上，还提高了树脂单批处理量和使用寿命，降低了脱色成本。
关键词：苯酐酸水；脱色；粉末活性炭；大孔树脂————————基金项目：江苏省社会发展项目（BE2009637）及校级青年基金项目（ZMF08020005）。
第一作者简介：陈云国（1981—），男，硕士研究生。
干法除尘蒸发冷却器烟气冷却机理研究进展牛永红，金光，武文斐（内蒙古科技大学能源与环境学院）摘要：钢铁行业是自治区四大支柱产业之一，但是产生的环境污染已经制约社会经济的可持续发展。
干法除尘蒸发冷却技术以其热交换效率高，能耗少、利于环保的特点在钢铁行业转炉和电炉等工业生产过程中得到普遍应用。
以包钢转炉生产为例，该技术可将转炉烟气含尘量降到10 mg/m3以下，回收煤气可直接送给用户使用，且除尘干灰含铁成分含量高，可就近压成球团块返回转炉作为代替矿石的原料，降低了转炉的工序消耗，同时省去湿法除尘系统的污水处理和污泥处理设施及大量用水，系统耗电比湿法除尘系统大大降低，节能效果显著，解决了湿法除尘系统污泥压滤、运输过程中产生二次污染的问题。
蒸发冷却器是该技术的关键设备，其工作过程复杂，为受传热和传质控制的，在多相内部始终存在着质量、动量和能量的传递以及相互作用的多相湍流的物理过程。
转炉干法烟气量计算
项目
数值
项目
数值
PH值
7.5-8.6
含量/mg/l（ ）
＜100
悬浮物/mg/l
＜20
含量/mg/l（ ）
0.09
总硬度/mg/l（ ）
＜300
溶于水的 含量/mg/l
＜6
硬度/mg/l（ ）
100
水蒸发后的渣含量/mg/l
512
总碱度/mg/l（ ）
100
导电率
1548-1840
水的汽化潜热值取： =2500
那么喷水量计算公式可以简化为：
在实际操作中，实际的单位时间内喷水量要比依照上述方程式计算的值要小，这归咎于蒸发冷却器内热辐射的影响。因此，上述结果是凭经验来确定并纠正的。假设喷的水全部变成了蒸汽，那么增加的烟气量就有以下关系：
双介质喷嘴喷的蒸汽大约是水的1/10，因此整个系统的湿烟气量 约为：
①按最大脱碳速度计算。根据碳平衡原理，最大炉气量 :
式中， 为最大脱碳速度时产生的最大炉气量，m³/h；G为炉役后期最大铁水装入量，kg； 为最大脱C速度，%/min；22.4为气体物质的摩尔体积常数，L/mol；12为C的相对原子质量； 、 分别为炉气中 、 气体的体积分数，%。
②按经验公式计算。此公式是日本按“OG法”实践经验整理的，计算公式如下：
式中，1.88表示从空气中吸入1/2份氧气带入1.88份氮气。
设 为原始炉气量，则吸入空气部分燃烧后的干烟气量为 :
式中， 为吸入空气的燃烧系数：
采用未然法， <1，即炉气不完全燃烧。
3.湿烟气量计算
转炉烟气经汽化冷却烟道冷却后进入蒸发冷却器，蒸发冷却器作为干式冷却设备，内装有双介质喷嘴，喷入一定比例的水和蒸汽，利用水的汽化潜热将烟气温度迅速降低。烟气经降温冷却后变成湿烟气，则改变了烟气的特征，因此烟气量必须经过校正，作为选择风机和电除尘器的依据。
150t转炉干法除尘系统泄爆原因分析及预防措施
2019年01月150t 转炉干法除尘系统泄爆原因分析及预防措施尹丁南郭琨（河南省安阳钢铁集团有限责任公司，河南安阳455000）摘要：转炉泄爆是干法除尘系统常见的病害之一。
其不仅影响转炉的除尘质量，更对工业炼钢的效率提升具有重大影响。
本文在分析150t 转炉干法除尘系统内容的基础上，就其泄爆的原因进行分析，并指出具体的泄爆防治措施。
以期有利于除尘系统泄爆防治质量的提升，进而促进150t 转炉炼钢生产能力的不断发展。
关键词：150t 转炉；干法除尘；转炉泄爆；预防措施转炉是工业炼钢的一种主要容器，进行其除尘减温处理能够有效的提升转炉应用质量，保证炼钢效率。
当前环境下，煤气始发除尘和煤气干法除尘是转炉除尘的两种基本形式，并且，在处理效率、设备应用、系统损耗和环境效益等方面，煤气干法除尘俱有着较为突出的应用优势。
然而实践过程中，受操作工艺等诸多因素的制约，干法除尘系统深受煤气泄爆危害的困扰，这给除尘的安全性和经济性造成严重影响。
基于此，进行转炉除尘系统泄爆治理已成为转炉炼钢质量提升的重要控制内容，本文结合150t 转炉干除尘系统对此展开分析。
1150t 转炉干除尘系统的基本内容150t 转炉是当前工业生产中氧气转炉炼钢的主要形态。
其煤气干除尘系统包含了烟气冷却系统、烟气除尘系统、烟气回收系统和水处理系统四个主要部位[1]。
其中，烟气冷却系统可以实现转炉应用中烟气捕集、冷却和回收等功能的充分满足；而烟气净化系统在蒸发冷却器、电除尘器、粗粉尘输送系统、ID 主引风机的作用下，确保了烟气在冷却和净化的实现；然后在回收系统的作用下，使得降温合格的煤气转送至煤气柜，进行再次循环利用。
最后水泵及冷却塔共同组成水处理系统，对转炉进行降温处理。
具体应用流程如图1：图1150t 转炉干除尘系统工作原理2150t 转炉干法除尘系统泄爆原因150t 转炉干法除尘是一个专业要求较高的系统实践过程。
在应用过程中，工业生产人员必须保证其除尘各个环节化学反应的容量和和速率稳定。
300 t转炉汽化冷却烟道CFD仿真与实际运行分析
300 t转炉汽化冷却烟道CFD仿真与实际运行分析张雪松;郑琳【摘要】对300 t转炉汽化冷却烟道建立物理模型,对烟道内烟气流场用CFD的方法进行数值模拟,模拟不同工况下的烟气温度场、速度场等,并根据模拟结果对汽化冷却烟道实际运行状况进行分析,为深入研究汽化冷却烟道内烟气流动与传热情况提供理论基础.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】4页(P53-55,62)【关键词】转炉;汽化冷却;烟道;CFD仿真【作者】张雪松;郑琳【作者单位】首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北唐山 063016;首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北唐山 063016【正文语种】中文【中图分类】TF0661 概述转炉汽化冷却设备的实质即余热锅炉，它以炼钢生成的高温烟气作为热源，承受着高温烟气剧烈的温度变化，它的主要作用有冷却、导流和收集烟气等。
目前，转炉汽化冷却烟道的使用情况不是很理想，在生产过程中经常发生爆管的现象，检修工作量大，而且需要停炉，严重影响生产，经研究表明，由于汽化冷却系统水质差造成排管内结垢、堵塞，从而管道局部过热干烧造成爆管以及高温烟气对烟道内壁冲刷腐蚀是转炉汽化冷却烟道在运行过程中存在的主要问题，另外，在斜烟道直段拐角处以及弯曲烟道拐弯内侧容易积灰，而蒸发冷却器靠烟道内侧结垢比较严重，这与烟气在烟道内流动情况以及汽化冷却烟道结构形式有直接关系。
转炉炼钢产生的烟气以一定的速度进入烟道，烟气与烟道的换热方式主要有辐射换热与对流换热，烟气进入烟道时大约有1500℃，到尾部烟道出口被冷却到900℃左右，文章结合首钢京唐公司300 t转炉汽化冷却烟道结构特点，并对烟道做了一定的假设与简化，用FLUENT软件模拟烟道内的烟气流场，并对模拟结果与实际情况相联系，进行分析。
2 烟道模型建立按照烟气流动方向，取汽化冷却烟道的固定烟罩、横移烟道、斜烟道以及弯曲烟道（包括检查盖板）作为模拟对象来建立模型，整个烟道在X方向跨度为19.8 m，Y方向跨度为11.5 m及Z方向跨度为35.5 m，烟道入口处直径取罩群顶部直径为4.69 m，固定段入口直径取4.32 m，后边全部取4.19 m，如图1所示。
布置均流装置的烟道烟气三维流场模拟
布置均流装置的烟道烟气三维流场模拟常建忠;刘汉涛;尉庆国【摘要】To improve the flue gas field,a uniform flow-equalizing equipment was devisedand used.Then,numerical investigation was carried out to simulate the two phase flow of flue gas,in which the gas was considered as continuous phase and described by k-e RNG turbulence model,and the flying ash was treated as dispersed phase and described by discrete phase model.The gas and flying ash was interacted by two-way coupling.The waste heat recovery device was simplified as porous media model.The design of the flow-equalizing equipment and the flue were evaluated and analysed according to the pressure,velocity distribution and velocity non-uniform coefficient.The results show that the velocity non-uniform coefficient is close to 1,the velocity is around 2.4 m/s and the pressure drop of the tail flue is 700 pa,which indicate that the flowequalizing equipment improves the gas field in the waste heat recovery device and its exit.%为优化烟气流场,在尾部烟道设置了均流装置,将烟气视为连续相,采用k-εRNG湍流模型,将飞灰相视为分散相,采用离散相模型,飞灰颗粒与烟气之间进行双向耦合,烟气深度余热回收装置采用多孔介质模型,对烟气两相流场进行了数值模拟.通过烟道内速度、压力分布和速度不均匀系数等对改进后的烟道进行了评价和分析,出口处速度不均匀系数接近1,出口处速度约为2.4 m/s,烟道压降为700 Pa,表明均流装置使烟气在深度余热回收装置内和出口处分布均匀.【期刊名称】《煤炭转化》【年(卷),期】2017(040)004【总页数】7页(P74-80)【关键词】尾部烟道;三维流场;均流装置;数值模拟;速度不均匀系数【作者】常建忠;刘汉涛;尉庆国【作者单位】山西能源学院电气与动力工程系,030006 太原;中北大学能源环境工程与计算流体力学实验室,超重力化工过程山西省重点实验室,030051 太原;中北大学能源环境工程与计算流体力学实验室,030051 太原【正文语种】中文【中图分类】TH122为降低排烟温度，对余热进行深度利用，锅炉尾部烟道往往布置受热面，同时由于水平烟道、竖烟道和弯烟道的存在及烟道截面的变化，尾部烟道结构通常比较复杂[1-3].锅炉尾部烟气在烟道和受热面通道内流动时，由于流通截面积的变化和流动方向的改变，会产生回流、涡流和流动死区[4-5]，导致烟气在烟道内和受热面管屏处容易产生松散型积灰[6].烟气流过弯烟道时，由于流动方向的改变，烟气在余热换热器内的速度和飞灰浓度分布不均匀[7]，会使烟气余热利用装置受热不均，烟气余热利用不充分[8].飞灰颗粒浓度场的不均匀分布还会加剧烟道和换热器的磨损.因此，锅炉尾部烟道内烟气的合理分布，对锅炉运行的安全性和经济性都有重要意义[9].然而，由于锅炉尾部烟道内结构复杂并且尺寸较大，为锅炉尾部烟道内的气固两相流场的分布特性研究带来了一定困难，无论是理论计算还是实验研究往往很难进行[10-11].由于烟道中原挡板的设计导致了左右两侧烟道烟气流速相差较大，实际运行中最大流速相差约6 m/s.因此，为分析锅炉尾部烟道内的气固两相流场，采用多孔介质模型近似换热器，将烟气在管束之间的流动等效为在含有固体障碍物中的均匀流动，等效后的通流面积与原换热器流道效果相同，通过定义多孔介质的阻力系数近似管束对烟气的影响.将烟气视为连续介质，飞灰相视为分散相处理.连续相采用k-εRNG湍流模型，离散相采用欧拉-拉格朗日方法离散相模型(discrete phase model)，飞灰颗粒与烟气之间进行双向耦合，对锅炉尾部从空预器出口至电除尘器入口的气固两相流场进行分析.1.1 烟气湍流三维控制方程尾气从空预器进入烟道时，由烟气流速u为6.67 m/s，烟气的运动黏度v为2.72×10-5 m2/s及流道截面当量直径为38 mm可知，烟气流动的Re为9 318，表明烟气在尾部烟道内处于湍流流动.在湍流核心区域，烟气湍流三维控制方程如下.连续性方程：动量方程：标量φ的时均输运方程：式中：ρ为尾气密度，kg/m3；t为时间，s；x为坐标分量，m；u为速度分量，m/s；p为压力，Pa；μ为动力黏度，Pa·s；S为源项；φ为标量；Γ为相应于φ的扩散系数；u′为脉动速度，m/s。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
150T转炉（干法除尘）汽化冷却烟道烟气流场的数值模拟
摘要:对转炉汽化冷却烟道进行建模,然后进行了数值模拟,得到了烟道内的速度场和温度场分布,为深入了解研究汽化冷却烟道内的烟气流动与传热提供了方便。
关键词:汽化冷却烟道烟气流场数值模拟
汽化冷却烟道是转炉炼钢尾气处理的重要设备,它起着收集,输送与冷却烟气,导流等多方面的作用。
目前,转炉烟道的使用寿命很不理想,上段烟道的使用寿命一般为6年,下段烟道约为2～3年。
在使用寿命期内,事故率高,经常需要检修,不仅检修工作量大,而且在安全生产上也是一大隐患[1]。
研究发现,热负荷过大的过热损坏,热疲劳,烟气冲刷腐蚀等问题是目前转炉汽化冷却烟道使用中所存在的主要问题,同时,蒸发冷却器内经常结垢,这与烟道的降温导流有一定关系。
汽化冷却烟道实质是余热锅炉,烟道有水冷管排列而成,烟气自转炉出来,以10m/s的速度直接进入烟道,水冷管内水吸热蒸发带走一部分热量,产生的蒸汽进入汽包可供生产生活使用,同时烟气温度降低到确保蒸发冷却器不被高温烟气损坏,到烟道尾端时大约可把烟气由1500℃左右降到800℃～1000℃,然后烟气进入蒸发冷却器进行初次除尘[2]。
本文结合国内某钢厂150T转炉汽化冷却烟道结构特点,在进行了一定的简化和假设的基础上,建立了汽化冷却烟道的物理模型,应用CFD的方法对烟道内的烟气流场进行数值模拟分析。
1 物理模型的建立及方法
模拟对象按照烟气的流动方向取汽化冷却烟道的炉口固定端,可移动端,中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ段,以及末段烟道,整个流场在X方向跨度为18.5m,Y方向跨度为11.5m,Z方向跨度为35.5m,烟道直径入口处3.7m,中段及以后为恒定的3.05m,示意图如图1所示。
转炉炼钢分为前中后三期。
前期为吹氧期,随着铁水的燃烧,温度逐渐升高,烟气流量逐步增大,吹炼中期烟气量烟气温度流速达到最大。
我们取烟气量最大的冶炼中期为研究对象,模拟是三维稳态定常运动。
在划分网格时采用分段划分,规则段采用六面体网格,不规则段采用四面体不规则网格,共划分为网格288867个网格单元。
由于其运动过程压力变化较小,在选择求解器时选择非耦合求解,在湍流模型的选择上,选用标准的模型。
方程的离散采用一阶迎风格式,压力场和速度场的耦合采用SIMPLE算法。
在多相流模型的选择上,我们选择可用于模拟有强烈耦合的各相同性多相流和各相以相同速度运动的多相流的混和模型[3]。
2 模拟结果及分析
图2为Z方向上速度场分布图。
由此我们可以看到烟气在烟道拐角处速度变化显著,内侧速度增大,致使烟道内侧冲刷严重易坏,外侧速度减小,直管段处变化不大,烟道末端经过经过两个小拐角和一个180°的大拐角后烟气紊流严重,速度大小分布不均。
因此在喷嘴的布置上可以适当的调配,即在速度大的区域多布置喷头,速度小的区域反之。
也可在喷水量的大小上作适当的调控,速度大的区域增大喷雾量,小的区域减小喷雾量。
这样能够迅速控制蒸发冷却器内的温度,充分利用蒸发冷却器的长度,防止由于未蒸发的水滴吸附灰尘附着在壁面上形成结垢现象,影响炼钢生产。
图3为Z方向上温度场分布图。
由此我们可以看到烟气进入到汽化冷却烟道时温度为1700k左右,在汽化冷却烟道内与水冷壁管发生热交换,温度逐渐降低,靠近壁面处由于对流换热和辐射换热双重作用温度下降比管道中心处快,同时在拐角处由于速度的影响,温度场也发生较大变化,靠近拐角处温度下降的快。
在烟道出口处温度总体降到1200k左右,但是沿管径的截面上温度场分布不均,内侧温度低外侧较高。
出口处的温度场分布基本上和速度场温和,速度大对应高温度速度小对应低温度,入口处和末端拐角内侧区域局部过热可导致烟道过热损坏,这与实际情况相符。
3 结语
通过对150T转炉汽化冷却烟道内烟气流场的数值模拟,得到汽化冷却烟道内烟气流动的温度场和速度场,发现烟道内部流场分布不均,局部速度过大,出口处烟气流速紊乱不均,这对后面蒸发冷却器内的喷雾除尘影响较大。
本模拟为喷雾喷嘴的布置提供了一定的依据,为进一步研究烟道尺寸的大小,走向等参数对冷却效果的影响规律提供依据。
汽化冷却烟道内烟气流动与传热复杂,随着计算机技术的发展和CFD理论的成熟,将来对汽化冷却烟道进行更深层次和更全面的研究,对汽化冷却烟道的设计使用具有重要的意义。
参考文献
[1] 林庚,倪文,韩剑宏,等.炼钢转炉高温烟气粉尘处理研究[J].中国矿业,2007,16(5):95～100.
[2] 王艳英.钢铁厂的汽化冷却及汽化冷却设计[J].应用科学,2008(2):119～121.
[3] 江帆,黄鹏.Fluent高级应用与实例分析[J].清华大学出版社,2008:184～196.。