提高天然气均热炉热效率装备的研究

【摘要】： 均热炉是初轧机组重要的加热设备,是连接炼钢和初轧的重要工序,也是主要的耗能设备。宝钢股份特殊钢分公司初轧厂现有燃天然气中心式烧嘴均热炉10座、蓄热式均热炉4座。目前均热炉的能源利用总体水平不高,面对国家节能降耗的严峻考验,对均热炉展开提高能源利用率的研究很有意义。 本文通过对11#均热炉热效率测试、分析,得出目前工况条件下的均热炉存在陶土换热器漏风率严重和炉体散热损失偏高的问题。在不改变原加热工艺、炉体整体结构不变的前提条件下,进行了提高炉窑热效率机制的研究工作。结合国内外先进燃烧技术,通过对换热器数值模型的研究,自主研发燃天然气均热炉插入式钢管换热器、含锆纤维炉盖,并积极应用先进的高温辐射涂料,提高钢锭加热均匀性和降低能耗。 11#均热炉改造后运行情况良好,达到工艺升温曲线要求,降低了金属料高温氧化,消除了炉膛内因含氧量不足,燃料燃烧不充分有冒黑烟的现象。通过对改造前后同钢种的天然气消耗数据对比分析,燃气单耗下降明显。通过第二次热平衡测试,热效率提高4%,得出节能改造取得较好效果的结论。 【关键词】：均热炉 换热器 数值模拟
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG307
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 选题的背景及意义8-10
• 1.2 均热炉简介10-12
• 1.3 均热炉节能措施12-14
• 1.4 CFD 简介14-15
• 1.5 数值模拟在换热器中的研究现状15-16
• 1.6 Fluent 软件介绍16-18
• 1.7 本章小结18-19
• 第二章 初轧分厂均热炉现状及热平衡测试19-32
• 2.1 均热炉生产设备概况19-20
• 2.2 热平衡测试的11~#均热炉概况20-21
• 2.3 热平衡热计算21-29
• 2.4 目前均热炉存在的问题29-30
• 2.5 均热炉可采取的措施（节能降耗途径）30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 钢管式换热器的研发32-40
• 3.1 新型换热器设计计算32-36
• 3.2 换热器结构选用36
• 3.3 集气箱尺寸确定36-37
• 3.4 钢管式换热器外形尺寸37
• 3.5 换热器材质37
• 3.6 具体布置形式37
• 3.7 换热器膨胀节37-39
• 3.8 本章小结39-40
• 第四章 换热器数值模拟40-51
• 4.1 基本控制方程40-42
• 4.2 模型假设42-44
• 4.3 模型选择44-45
• 4.4 边界条件的设定45
• 4.5 模拟过程45-46
• 4.6 模拟结果46-50
• 4.7 结论50
• 4.8 本章小结50-51
• 第五章 均热炉其他节能改造51-54
• 5.1 含锆纤维炉盖的开发应用51
• 5.2 高温辐射节能涂料的应用51-53
• 5.3 本章小结53-54
• 第六章 均热炉改造前后的对比分析54-58
• 6.1 改造后的运行情况54
• 6.2 改造前后的热平衡对比分析54-56
• 6.3 节能改造的评价56-57
• 6.4 本章小结57-58
• 第七章 结论及今后工作的展望58-60
• 参考文献60-63
• 附录 1 改造前11~#均热炉热平衡测试相关数据（采用非金属陶土换热器）63-69
• 附录 2 改造后11~#均热炉热平衡测试相关数据（采用金属换热器）69-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间发表论文情况76-78

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