氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐模擬分析計(jì)算

1、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐模擬分析計(jì)算楊麗霞1，王振平2(1內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭0140102中冶東方控股有限公司，內(nèi)蒙古包頭014010)摘要:本文將機(jī)械工業(yè)部公布的熱力計(jì)算方法與對(duì)流傳熱計(jì)算相結(jié)合，并重新修整輻射傳熱，給出新的計(jì)算方法，并用于解釋工程現(xiàn)象。關(guān)鍵詞:氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐計(jì)算方法中圖分類號(hào):TK229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(jì)算目的大中型氧氣轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐主要由活動(dòng)煙罩、2轉(zhuǎn)爐煙氣的組成轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐余熱鍋爐的相關(guān)計(jì)算，我們主要需要直接得到的結(jié)果有以下幾項(xiàng):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(gè)非常重要的安全生產(chǎn)指標(biāo)，因?yàn)楫?dāng)爐氣溫度低于610℃［1］時(shí)，需要對(duì)煙道進(jìn)行防爆處理。各段煙道的熱回收量的總和關(guān)系到余熱鍋爐的工作效率與蒸汽產(chǎn)出，主要用于衡量余熱鍋爐的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。H2和O2，而爐氣中還會(huì)包含少量的水蒸氣。一般認(rèn)為，大型轉(zhuǎn)爐CO含量可取90

5、%，CO2含量可取10%，中型轉(zhuǎn)爐CO含量可取86%，CO2含量可?。?］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(shù)有關(guān)，空氣過剩系數(shù)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(huì)還有煙塵，爐氣中的煙塵直徑與空氣過剩系數(shù)有關(guān)，當(dāng)空氣過剩系數(shù)不大于015時(shí)，則煙塵直徑一般取55微米，而當(dāng)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(nèi)蒙古科技大學(xué)，現(xiàn)就讀于

6、內(nèi)蒙古科技大學(xué)攻讀碩士學(xué)位。鍋爐制造總第229期12表3輻射層計(jì)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(duì)溫度，KΤL、Τ″L—冷卻室煙氣的進(jìn)、出口絕對(duì)溫度，K。42修正后輻射冷卻室換熱計(jì)算41主要給出了一般冷卻室的輻射傳熱的計(jì)算方法。但是，對(duì)于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐來講，在對(duì)煙罩部分進(jìn)行熱平衡計(jì)算時(shí)，一般不考慮對(duì)流傳熱面的計(jì)算，只進(jìn)行輻射傳熱，即只進(jìn)行輻射冷卻室換熱計(jì)算。而爐口段的在進(jìn)行輻射冷卻室換

7、熱計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮漏入余熱鍋爐的空氣和火炬對(duì)此段的影響，因此其輻射冷卻室換熱計(jì)算需要進(jìn)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(dāng)量直徑與修正長度計(jì)算方法44Qf=36akC0Flk??—輻射體的黑度?－??ΤfΤb?當(dāng)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(duì)黑體的輻射系數(shù)，CC00F—爐口面積，m2lkΤ—高溫輻射體的絕對(duì)溫度，KfΤb—余熱鍋爐內(nèi)輻射體的平均溫度，K441熱力計(jì)算輻射冷卻室換熱計(jì)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(duì)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐輻射傳熱量計(jì)算首先，需要假定空氣過剩系數(shù)α?？諝膺^剩系數(shù)α的確定對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響最大，一些重

9、要的計(jì)算參數(shù)需要根據(jù)空氣過剩系數(shù)來確定。我們43換熱方程式［5］計(jì)算:=36CHfζ???4－???4ΤYPΤbQf在確定參數(shù)時(shí)一般都會(huì)使用查表的方法來確定一些初始計(jì)算參數(shù)的值。根據(jù)空氣過剩系數(shù)，需要查詢的相關(guān)參數(shù)參考表5與表6。當(dāng)表5或表6中的數(shù)據(jù)確定后，需要假定出口溫度。出口溫度的預(yù)估關(guān)系到整體計(jì)算的試差次數(shù)。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(shù)，kW(m2K4)2Hf—有效輻射受熱面積，mζ—輻射受熱面污染系數(shù)TYP—冷卻室中煙氣的平均絕對(duì)溫度，KΤb—冷卻室中受熱面管壁的絕對(duì)溫度，K輻射系數(shù)C可以按照下列方程式［4］計(jì)算:ahC0C=1－Χ?－1?1ax3aΦ③分解熱差dIF(kcalNm):dIF=IF－IFC—輻射系數(shù)，kW(m2K4)24C0—絕對(duì)黑體的輻射系數(shù)，kW(mK)ah—煙塵的輻射系數(shù)aΦ—火炬的有效黑度ax—輻射受熱面積的有效吸收能力Χ—