基于分布式测温光纤的热风炉蓄热室监测与侵蚀分析

发布时间：2020-05-16 18:04

【摘要】：热风炉是高炉送风系统中的重要附属设备,提供了冶炼过程所需的热风,其工况的正常与否,直接影响高炉工作。因此,炉体热状态监测和炉壁状态分析成为现场工作人员十分关心的问题。传统的监测方式是人工巡检,主要是通过察看炉壁颜色和手触炉壁温度来预估热风炉炉体状态。此种方法具有误差大,监测不实时,操作不便利等缺点。目前,国内外对热风炉工况监测分析的相关文献较少,尚不存在较为具体有效的监测手段。近年来,光纤测温以其稳定性好、空间点定位清晰、多点连续自动测量的优势,在工业领域得到广泛应用。本文以某钢铁公司3600m3外燃式热风炉的蓄热室为研究对象,以分布式光纤系统(DTS)为硬件基础,以ANSYS14.0、SQL Server2008和Visual Studio2013为软件支持,以传热学、蓄热室内部传热为基本理论设计出了蓄热室热状态监测和炉壁侵蚀分析系统。(1)将DTS测温光纤环绕至热风炉蓄热室外壳,在光纤上标记出不同标高和角度的测温点,用以作为系统计算分析的数据支撑。(2)根据目标热风炉实际情况,在模型假设的基础上,构造边界条件和侵蚀边界参考线,建立蓄热室炉壁二维稳态传热模型,并使用有限单元法(FEM)计算最终侵蚀线。(3)在VS平台上使用C#语言搭建模型整体架构,建立用户可视化界面。通过VS与APDL的接口后台运行ANSYS14.0实现侵蚀有限元求解;通过VS与DTS接口,实现炉壳温度监测;通过VS与数据库接口,实现数据存储、查询。(4)系统界面主要包括热风炉炉体参数输入界面、燃烧计算界面、DTS温度曲线监测界面、纵向剖面侵蚀分析界面。系统处于测试阶段,效果良好。本文对热风炉蓄热室的状态监测和炉壁分析具有借鉴意义,可作为相关研究的参考依据。
【图文】：

2图 1.1 外燃式热风炉炉体结构图3-燃烧室；4-冷风入口；5-热风出口；6-高炉煤气入口；10-助燃空气入口；11-外燃式热风炉为例，介绍了热风炉的

图 1.2 不同形式的蓄热式热风炉a-霍戈文式内燃式热风炉；b-柯柏氏外燃式热风炉；c-地得式外燃式热风炉；d-马琴式外燃式热风炉；e-新日铁式外燃式热风炉；f-顶燃式热风炉国内的高炉冶炼以内燃式热风炉为主，但随着工业炼铁技术的进步，对炼铁风温的要求越来越高，在实际生产中，，当风温超过 1000℃时，由于内燃式热风炉其自身缺点的限制，会频繁发生爆裂甚至倒塌、短路等事故，无法实现热风炉
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TF578

【参考文献】

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本文编号：2667101