隨著熱風爐在工業(yè)制造方面廣泛被使用的頻次越來越高,現(xiàn)在大多數(shù)人的重心都會放在如何使之可以讓空氣和燃料充分的混合達到一定的融合點.根據(jù)之前的一些實地考察和經(jīng)驗匯總得知，鋼鐵工業(yè)制造用戶通過熱風爐技術(shù)研究和生產(chǎn)操作改進,開發(fā)出一系列高風溫技術(shù),如熱風爐余熱回收、轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)燒爐、富氧燒爐、計算機模型燒爐等,使寶鋼高爐風溫可以長期穩(wěn)定在1250℃左右,高達1280℃,熱風爐高風溫技術(shù)達到國際水平。

提高熱風溫度是增加高爐噴煤、降低成本的主要手段,從理論燃燒溫度、加熱面積、工業(yè)節(jié)能設備的合理結(jié)構(gòu)設計和操作4方面來討論提高熱風溫度的途徑,分析了國內(nèi)各種燃燒器的優(yōu)缺點及各種可供選擇的熱風爐預熱方案。同時討論了煙氣和冷風分配技術(shù)及消除熱應力的方法,以便熱風爐能達到1200℃以上風溫和10年以上壽命。提高高爐風溫不僅直接影響生鐵產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量,而且是高爐提高煤比(增加噴煤量)和降低燃料比(焦比)的重要措施之一。從熱工角度初步分析了高爐設備的熱工行為;在此基礎上,根據(jù)熱工爐窯3類變量之間的關系,系統(tǒng)分析了高爐熱能設備結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)對其出口風溫的影響;指出了如何從結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)上提高高爐熱風爐風溫。為開發(fā)5500m3高爐BSK頂燃式熱能設備技術(shù),對頂燃式熱風爐的燃燒機制和燃燒特性進行了研究。

采用CFD數(shù)學仿真模擬研究了BSK頂燃式熱能設備環(huán)形陶瓷燃燒器的燃燒機制,解析了頂燃式熱風爐燃燒室內(nèi)氣體的混合、流動以及燃燒過程,計算分析了頂燃式熱風爐燃燒過程的速度場、溫度場以及濃度場分布。通過對實體熱能設備的冷態(tài)測試,驗證了CFD數(shù)學仿真計算的結(jié)果。研究結(jié)果表明,BSK頂燃式熱風爐采用旋流擴散燃燒技術(shù)使燃燒過程速度場、溫度場和濃度場分布均勻?qū)ΨQ,并可以有效控制火焰長度和火焰形狀,使煤氣在拱頂空間內(nèi)充分燃燒。速度場、溫度場和濃度場的分布與煤氣和助燃空氣的初始分布有直接關系。通過燃燒器噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計可以顯著提高空氣與煤氣混合的均勻性,改善燃燒室內(nèi)濃度、溫度分布以及火焰形狀。