我國高爐熱風(fēng)爐的回顧展望
1 熱風(fēng)爐傳熱過程數(shù)學(xué)模型的發(fā)展
在我國，對熱風(fēng)爐蓄熱室傳熱模型的研究與應(yīng)用方興未艾。一些文獻(xiàn)從不同側(cè)面對熱風(fēng)爐操作與控制進(jìn)行了積極探索，其中，有些模型已應(yīng)用于實(shí)踐。張宗誠、蘇輝煌應(yīng)用熱風(fēng)爐不穩(wěn)定態(tài)傳熱的數(shù)學(xué)模型較準(zhǔn)確地計(jì)算出了熱風(fēng)爐內(nèi)格子磚和氣體沿著高度方向隨時(shí)間變化的溫度分布。從而為預(yù)測熱風(fēng)溫度、廢氣溫度、送風(fēng)時(shí)間和熱效率，以及分析各種不同操作制度下的熱工特征和選擇*佳的設(shè)計(jì)與操作制度提供了可靠的手段。張建來根據(jù)熱平衡方程及若干經(jīng)驗(yàn)公式建立了熱風(fēng)爐熱量控制燃燒數(shù)學(xué)模型，其要點(diǎn)是以熱量控制熱風(fēng)爐的燃燒，根據(jù)下一周期的加熱風(fēng)量、風(fēng)溫來確定所需要的煤氣化學(xué)熱，以達(dá)到*佳燃燒。數(shù)學(xué)模型的建立為計(jì)算機(jī)有效控制燃燒提供了基礎(chǔ)模型。根據(jù)不同的送風(fēng)模型進(jìn)行送風(fēng)調(diào)節(jié)，獲得了滿意的結(jié)果。此外，熱風(fēng)爐換爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)、自尋*優(yōu)化控制都是建立在不同的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的。寶鋼高爐熱風(fēng)爐數(shù)學(xué)模型應(yīng)用20年的實(shí)踐證明，用數(shù)學(xué)模型控制熱風(fēng)爐燃燒及有關(guān)操作制度，選擇合理的熱工參數(shù)，及時(shí)調(diào)整控制變量，可以達(dá)到節(jié)約能源、提高風(fēng)溫的效果。由此可見，可靠的數(shù)學(xué)模型對于熱風(fēng)爐的自動(dòng)化操作和節(jié)能增效是十分有益的。
2 燃燒器冷態(tài)、熱態(tài)模型實(shí)驗(yàn)研究
熱風(fēng)爐由于空氣預(yù)熱溫度較高，使陶瓷燃燒器工作條件惡化，且易產(chǎn)生脈動(dòng)燃燒。為解決這個(gè)問題鞍山鋼鐵學(xué)院的教授們與現(xiàn)場結(jié)合專門進(jìn)行了陶瓷燃燒器的冷態(tài)、熱態(tài)試驗(yàn)。在熱態(tài)模型上測量了不同燃燒能力、不同空氣預(yù)熱溫度時(shí)燃燒室內(nèi)溫度分布、廢氣成分、火焰長度及燃燒穩(wěn)定性等。為開發(fā)能適應(yīng)熱風(fēng)爐不同工況下陶瓷燃燒器提供了依據(jù)并找到了解決燃燒振動(dòng)的方法。并利用這一熱態(tài)模型為上鋼一廠、昆鋼等做了專項(xiàng)試驗(yàn)研究，取得成功。
3 煙氣和冷風(fēng)均配技術(shù)
氣流在熱風(fēng)爐內(nèi)的行為，早已引起人們的注意。20世紀(jì)70年代初，前蘇聯(lián)與前聯(lián)邦德國分別對此做了模擬試驗(yàn)研究。近年來，我國也做了大量工作，并已著手采取措施改善氣流在蓄熱室內(nèi)的分布。 20世紀(jì)80年代，武漢冶金建筑研究所研制成功“熱風(fēng)爐冷風(fēng)均勻配氣裝置”。它是由氣流整流器和數(shù)個(gè)阻流導(dǎo)向板組成。氣流整流器安裝在冷風(fēng)入口的內(nèi)側(cè)，其作用是整流和均勻分流，阻流導(dǎo)向板安裝在蓖子下空間，通過阻擋和導(dǎo)向破壞渦流，均勻分布?xì)饬鳌＿@一技術(shù)已成功地應(yīng)用于攀鋼3號(hào)高爐和鞍鋼9號(hào)高爐，收到了良好效果。