氧氣頂吹轉爐余熱鍋爐模擬分析計算

1、氧氣頂吹轉爐余熱鍋爐模擬分析計算楊麗霞1，王振平2(1內蒙古科技大學，內蒙古包頭0140102中冶東方控股有限公司，內蒙古包頭014010)摘要:本文將機械工業(yè)部公布的熱力計算方法與對流傳熱計算相結合，并重新修整輻射傳熱，給出新的計算方法，并用于解釋工程現象。關鍵詞:氧氣頂吹轉爐余熱鍋爐計算方法中圖分類號:TK229文獻標識碼:ACalculationModelofEvapationCoolingfOxygenTop－blownConv

2、erterYangLixia1，WangZhenping2(1InnerMongoliaUniversityofScienceTechnology，Baotou014010，China2SeductiveeastengineeringLtd，Baotou014010，China)Abstract:TheThermodynamiccalculationmethodheatconventioncalculationwillbecombine

3、d，rediationheatwillbecrected，anewcalculationwillbegiventoexplainengineeringphenomenaKeywds:oxygentop－blownconverterexhaust－h(huán)eatboilercalculationmethod1熱力計算目的大中型氧氣轉爐余熱鍋爐主要由活動煙罩、2轉爐煙氣的組成轉爐中主要含CO，其次是CO2，N2及微量的爐口段煙道、各段煙道組成，還

4、包括鍋筒、引出管、下降管等。而通過大中型氧氣轉爐余熱鍋爐的相關計算，我們主要需要直接得到的結果有以下幾項:各段煙道的爐氣出口溫度、各段煙道的熱回收量、煙氣流速。各段煙道的爐氣出口溫度是一個非常重要的安全生產指標，因為當爐氣溫度低于610℃［1］時，需要對煙道進行防爆處理。各段煙道的熱回收量的總和關系到余熱鍋爐的工作效率與蒸汽產出，主要用于衡量余熱鍋爐的經濟價值。H2和O2，而爐氣中還會包含少量的水蒸氣。一般認為，大型轉爐CO含量可取90

5、%，CO2含量可取10%，中型轉爐CO含量可取86%，CO2含量可取［2］10%，N2含量可取4%。爐氣中的成分在很大程度上與空氣過剩系數有關，空氣過剩系數主要表明了不再燃燒的空氣比例。除了以上的氣體外，爐氣中還會還有煙塵，爐氣中的煙塵直徑與空氣過剩系數有關，當空氣過剩系數不大于015時，則煙塵直徑一般取55微米，而當空氣過剩系收稿日期:2011－05－26作者簡介:楊麗霞(1986－)，女，2009年7月畢業(yè)于內蒙古科技大學，現就讀于

6、內蒙古科技大學攻讀碩士學位。鍋爐制造總第229期12表3輻射層計算方法ΤL－Τ″L=ΤYP2輻射層厚度S(m)區(qū)段ΤYP—冷卻室中煙氣的平均絕對溫度，KΤL、Τ″L—冷卻室煙氣的進、出口絕對溫度，K。42修正后輻射冷卻室換熱計算41主要給出了一般冷卻室的輻射傳熱的計算方法。但是，對于氧氣頂吹轉爐余熱鍋爐來講，在對煙罩部分進行熱平衡計算時，一般不考慮對流傳熱面的計算，只進行輻射傳熱，即只進行輻射冷卻室換熱計算。而爐口段的在進行輻射冷卻室換

7、熱計算時，應考慮漏入余熱鍋爐的空氣和火炬對此段的影響，因此其輻射冷卻室換熱計算需要進行修正［5］。2363142?d1d2?LF煙道扣罩1wd436Fy爐口段H(LLL)34536Fy一段H(LL)R636Fy二段H(LLLL)7891036Fy三段H(LLL)111213表4當量直徑與修正長度計算方法44Qf=36akC0Flk??—輻射體的黑度?－??ΤfΤb?當量直徑Dd(m)修正長度Cl區(qū)段10001000(L3L4)Dd(LR

8、L6)Dd(L7L8L9L10)Dd(L11L12L13)Dd爐口段一段二段三段S09S09S09S09ak=57kW(m2K4)—絕對黑體的輻射系數，CC00F—爐口面積，m2lkΤ—高溫輻射體的絕對溫度，KfΤb—余熱鍋爐內輻射體的平均溫度，K441熱力計算輻射冷卻室換熱計算輻射冷卻室受熱面積吸收熱量可以按照下列修正后針對氧氣頂吹轉爐余熱鍋爐輻射傳熱量計算首先，需要假定空氣過剩系數α?？諝膺^剩系數α的確定對計算結果的影響最大，一些重

9、要的計算參數需要根據空氣過剩系數來確定。我們43換熱方程式［5］計算:=36CHfζ???4－???4ΤYPΤbQf在確定參數時一般都會使用查表的方法來確定一些初始計算參數的值。根據空氣過剩系數，需要查詢的相關參數參考表5與表6。當表5或表6中的數據確定后，需要假定出口溫度。出口溫度的預估關系到整體計算的試差次數。①入口溫度t’(℃):T=t27315②假定出口溫度t″(℃):T=t27315，100100Qf—冷卻室受熱面積吸收熱量，

10、KJhC—輻射系數，kW(m2K4)2Hf—有效輻射受熱面積，mζ—輻射受熱面污染系數TYP—冷卻室中煙氣的平均絕對溫度，KΤb—冷卻室中受熱面管壁的絕對溫度，K輻射系數C可以按照下列方程式［4］計算:ahC0C=1－Χ?－1?1ax3aΦ③分解熱差dIF(kcalNm):dIF=IF－IFC—輻射系數，kW(m2K4)24C0—絕對黑體的輻射系數，kW(mK)ah—煙塵的輻射系數aΦ—火炬的有效黑度ax—輻射受熱面積的有效吸收能力Χ—