科技創(chuàng)新
高效低碳熱風爐 綠色智慧安耐克
技術研發(fā)
01. 核心技術
【 安耐克式錐柱旋切頂燃式熱風爐 】
一、三段式獨立結構
燃燒器混合室、燃燒器燃燒室和蓄熱室在熱風爐同一中心線上，耐材砌體分三段分別支撐在爐殼磚托和爐底板上，互相之間采用迷宮式滑動縫連接，消除熱膨脹影響，結構對稱、穩(wěn)定。
二、三維混合燃燒器特點
（1）燃燒器混合室為錐柱復合形結構，煤氣噴口分布于錐段，空氣噴口分布于圓柱段。
（2）煤氣噴口為上下兩層不同混合半徑的多孔環(huán)形布置，煤氣立體旋轉向下運動。
（3）多層不同半徑（小于空氣流半徑）的煤氣流與空氣流形成多層同心不同徑的交叉立體混合，空煤氣混合后燃燒完全，火焰短。
（4）由于空心柱面積很小，混合氣流在經(jīng)過喉口整流后形成的負壓區(qū)面積極小，保證煙氣進入格子磚分布均勻，格子磚利用充分，更利于獲得高風溫。
三、熱風爐對稱布置
熱風爐對稱排列布置特點：
（1）熱風爐對稱布置在熱風豎管周圍，熱風支管與熱風豎管相連接，避免一列式布置近高爐側熱風爐燃燒與送風帶來的熱風主管溫度周期性波動，延長熱風主管使用壽命。
（2）熱風支管與熱風豎管相連接，熱風出口與豎管熱風入口高度一致，兩者縱向膨脹量大致相等，基本消除了熱風支管的縱向位移。
（3）對稱布置相對一列式布置取消了框架內(nèi)的熱風主管，縮短了熱風管道長度，降低了熱風管道的熱損失，提高了入爐風溫。
（4）對稱布置取消了一列式布置的框架結構，鋼結構量節(jié)約30%，且占地面積小、管系短，投資節(jié)約。
錐柱復合型拱頂結構頂燃式熱風爐
02. 結構設計
【 邊緣格子磚定位鑲嵌技術、無應力孔口結構、多環(huán)互鎖防竄風熱風出口結構... 】
邊緣格子磚定位鑲嵌技術
根據(jù)蓄熱室內(nèi)腔尺寸設計邊緣格子磚。生產(chǎn)現(xiàn)場預砌校正，定位編號，使蓄熱室內(nèi)腔全部利用，并避免了材料浪費和施工現(xiàn)場切磚影響施工進度和質量。
多環(huán)互鎖防竄風熱風出口結構
熱風出口組合體為外環(huán)花瓣磚+雙內(nèi)環(huán)帶子母扣互鎖結構。外環(huán)花瓣磚分散了熱風出口上部砌體荷載;雙內(nèi)環(huán)帶子母扣互鎖結構提高組合體承壓能力;機制成型、大塊紅柱石磚整體組合。
互鎖式燃燒室平砌結構
燃燒器燃燒室為平砌結構，使砌體荷載均勻分布在水平面上，施工方便，采用四面子母扣咬合砌筑，上下左右單磚互鎖，提高了燃燒器燃燒室整體穩(wěn)定性。
回流區(qū)整流導流裝置技術
喉口上部采用整流導流裝置，有效消除喉口區(qū)局部渦流，保證了經(jīng)喉口整流后的煙氣流場平穩(wěn)下行;喉口區(qū)域錯縫砌筑，形成多級壓力降，避免了氣流沖擊造成的結合部位結構失穩(wěn)。
燃燒器易吹掃防微爆無移位結構
燃燒器混合室為錐柱復合結構，采用整體澆注/預制件/組合磚多種結構形式，獨有的燃燒器易吹掃防微爆無移位結構規(guī)避了其他頂燃式熱風爐燃燒器砌體因爆燃導致的噴口移位、斷裂。
一種高爐熱風爐用花邊孔格子磚
熱風爐燃燒器噴口結構
一種互鎖式拱頂磚結構
一種Z字型自鎖密閉式管道磚專利
一種導流裝置磚型
自鎖密封式高爐熱風管道三岔口新型組合磚結構
煉鐵高爐熱風爐用耐酸噴涂料組合物及其使用方法
頂燃式科技成果二等
03. 研發(fā)過程
【 物理模型和數(shù)學模型耦合、冷態(tài)-熱態(tài)聯(lián)合仿真研究的綜合實驗平臺 】
為了實現(xiàn)現(xiàn)代高爐熱風爐技術的研究開發(fā)、精準設計，安耐克建立了物理模型和數(shù)學模型耦合、冷態(tài)-熱態(tài)聯(lián)合仿真研究的綜合實驗平臺。
計算流體力學（CFD）是研究熱風爐質量、熱量和動量傳輸及燃燒反應的現(xiàn)代理論和方法。CFD采用數(shù)值計算方法，通過設定邊界條件和初始條件，利用質量守恒、能量守恒和動量守恒的控制方程，求解得出熱風爐燃燒、傳熱過程的工藝參數(shù)和設計參數(shù)優(yōu)化，CFD已成為研究流體力學以及解析流體流動過程物理現(xiàn)象及其機理、優(yōu)化設計的重要研究方法和手段。通過對頂燃式熱風爐拱頂結構各種流場進行分析研究后，對比遴選出優(yōu)化方案作為冷試模擬實驗的依據(jù)。
物理模型的冷態(tài)模擬實驗是一種應用流體力學相似原理、采用模型模擬原型結構、測試燃燒器在工作狀態(tài)下空氣動力學特性的研究方法。通過冷態(tài)模擬實驗發(fā)現(xiàn)空氣和煤氣在熱風爐拱頂空間的運動規(guī)律及其特征，判斷和驗證設計的合理性，為優(yōu)化設計方案提供驗證依據(jù)和實驗數(shù)據(jù)。
物理模型的熱態(tài)模擬實驗是通過建構頂燃式熱風爐熱態(tài)模擬實驗熱風爐，對CFD仿真計算結果和冷態(tài)模擬實驗結果進行進一步驗證，進而形成更加準確、系統(tǒng)的，接近實際工業(yè)應用的熱風爐計算數(shù)學模型。熱態(tài)模擬實驗是在兩座熱態(tài)實驗熱風爐上，通過設置溫度、壓力、流量及煙氣成分監(jiān)測點，模擬工業(yè)熱風爐的實際工況，在線檢測實驗熱風爐燃燒、送風狀態(tài)下的蓄熱室格子磚和大墻磚的溫度變化，結合氣體壓力、流量和煙氣成分檢測，分析得出實驗熱風爐內(nèi)溫度場分布及燃燒狀況。熱態(tài)試驗驗證了頂燃式熱風爐燃燒過程和傳熱過程的數(shù)值計算結果，為新一代熱風爐技術研發(fā)及優(yōu)化耐材配置提供了理論及實踐的實驗基礎。
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