熔剂性球团生产过程回转窑内温度场和流场分布数值模拟
发布时间：2021-03-18 10:22
以某炉料有限公司熔剂性球团用回转窑为模型,以热工标定得到数据为初始参数,首先对回转窑系统进行了详细的热工计算,然后建立回转窑三维数学模型,计算了窑内流场、温度场及浓度场的分布情况,分析了空燃比和燃料种类等热工参数对窑内温度分布的影响。取得了如下研究成果:1)对现场工况下的熔剂性球团用回转窑进行热工计算,得出其能源消耗指标为1301.83kJ/kg,热效率为59.96%,热利用率为70.4%,尚有一定的节能空间。2)建立了回转窑的三维数学模型,模拟结果表明:所用四通道煤粉燃烧器性能良好,能够有效的促进煤粉与一次风和二次风的混合;但由于无烟煤挥发分低,不易着火,形成了黑火头较长、局部温度高的火焰,不利于熔剂性球团的生产;回转窑内的NOx主要集中于窑头区域和高温区域且整体含量较低,能够较好的控制NOx的生成。3)从燃料品质和空燃比入手对回转窑内燃烧特性和温度分布进行了分析。随着窑内喷煤量增加,火焰的长度和燃烧区域也相应的增加,窑内平均温度升高;分别以某褐煤、烟煤、焦炉煤气作为燃料时,褐煤由于含碳量低,致使窑内平均温度偏低,无法满足焙烧要求;而烟煤或...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
回转窑示意图
） 二维截面模型. K. Dhanial 等人[28]通过在直径为 0.4m 的回转窑中进行传热实验模拟自由层，建立了二维截面传热模型，并采用了通过多次实验计算取得的物料活跃混合导热率，通过限定自由层的形状及大小来模拟窑内流场分布情况，并料内部温度随着加热时间变化的趋势。. F. Elattar 等人[29]在二维轴对称模型中使用概率密度函数（PDF）的方法，转窑内的操作参数和结构参数对火焰长度特性的影响。结果表明，过量空窑的入口直径、辐射模型和燃料类型都对火焰长度特性有着显著影响。aurav G K 和 Khanam S[30]研究了海绵铁回转窑的倾斜角、旋转数和铁矿石等输入参数变化对窑内铁含量，温度分布等输出结果的影响。该回转窑二以相等的间距通过放置在窑周边的不同喷嘴进入窑内，并假设了料床（铁和白云石的混合物）和气体是由于窑的缓慢旋转而不会混合的具有固定边独立区域，如图 3 所示。
用回转窑内燃烧器的空燃比和燃料种类等因素对窑内温度场的影响，对优化回内温度场的分布提出适宜的调控措施，为抑制熔剂型球团回转窑结圈提供理论。 本文研究内容及方法通过热工计算，掌握熔剂性球团矿在回转窑内的实时生产状况，分析找出现场生产过程中的问题与不足；对现场工况下回转窑内温度场、流场分布进行数值并验证模型的准确性，然后结合热工计算，探讨空燃比和燃料种类等因素对熔球团生产过程中窑内温度场、流场的影响，使窑内的温度分布和流场分布透明探索各影响因素与模拟结果之间的关系，确定其内在联系及相关规律，找出最参数搭配组合。最后基于数值模拟结果，预测回转窑窑内烟气的温度分布，优化熔剂性球团回内温度分布，达到抑制回转窑生产熔剂性球团矿时结圈的目标。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三叶型回转窑温度场及影响因素的数值模拟[J]. 陈作炳,项勤,印世杰,张杰. 中国粉体技术. 2017(06)
[2]铁矿球团技术进展[J]. 朱德庆,黄伟群,杨聪聪,虎训,潘建. 烧结球团. 2017(03)
[3]新世纪我国球团矿生产技术现状及发展趋势[J]. 许满兴,张玉兰. 烧结球团. 2017(02)
[4]高压辊磨强化高镁磁铁矿球团工艺及机理[J]. 于鸿宾,潘建,朱德庆,廖金能. 中南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[5]燃煤品质对回转窑结圈影响的研究[J]. 齐立伟,王斌,马文,杨永斌,李骞. 烧结球团. 2016(01)
[6]水泥回转窑低NOx燃烧器的NOx的生成与控制的研究[J]. 廖斌,卿山,胡平,张小辉,王仕博,杨舒萍. 材料导报. 2015(S2)
[7]沥青焦回转窑内温度分布研究[J]. 周金水,谭凯,靳世平. 工业加热. 2015(04)
[8]链篦机—回转窑球团法生产工艺简介[J]. 冯天野,胡智涛. 中国新技术新产品. 2014(18)
[9]链篦机-回转窑工艺参数试验研究[J]. 赵贵清,傅元坤,江涛,夏小勇. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2014(03)
[10]含钒页岩焙烧用回转窑温度场数值仿真研究[J]. 邹光明,杨威,李萍,王兴东. 计算机仿真. 2014(02)
博士论文
[1]煤粉热解、燃烧及碱金属释放与反应特性的大涡模拟[D]. 万凯迪.浙江大学 2016
[2]熟料窑内流动、传热和煤粉燃烧的数值模拟和优化研究[D]. 马爱纯.中南大学 2007
硕士论文
[1]F、K、Na及煤灰对氧化球团回转窑结圈性能的影响[D]. 聂小龙.内蒙古科技大学 2015
[2]链篦机—回转窑球团自动控制系统设计与实现[D]. 罗山林.武汉科技大学 2015
[3]水泥窑用富氧低NOx燃烧器数值模拟与试验研究[D]. 潘玉峰.西南科技大学 2015
[4]包钢氧化球团回转窑结圈研究[D]. 张国成.内蒙古科技大学 2014
[5]含钒页岩焙烧用回转窑烧嘴数值仿真及实验研究[D]. 尹传琦.武汉科技大学 2014
[6]复杂传热环境下回转窑温度场和应力场的数值模拟研究[D]. 高真.武汉科技大学 2013
[7]三维回转窑内物料流动及换热特性数值模拟[D]. 张明.大连理工大学 2014
[8]回转窑内传热传质数学模型及其优化[D]. 杨潘.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3088170
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
回转窑示意图
） 二维截面模型. K. Dhanial 等人[28]通过在直径为 0.4m 的回转窑中进行传热实验模拟自由层，建立了二维截面传热模型，并采用了通过多次实验计算取得的物料活跃混合导热率，通过限定自由层的形状及大小来模拟窑内流场分布情况，并料内部温度随着加热时间变化的趋势。. F. Elattar 等人[29]在二维轴对称模型中使用概率密度函数（PDF）的方法，转窑内的操作参数和结构参数对火焰长度特性的影响。结果表明，过量空窑的入口直径、辐射模型和燃料类型都对火焰长度特性有着显著影响。aurav G K 和 Khanam S[30]研究了海绵铁回转窑的倾斜角、旋转数和铁矿石等输入参数变化对窑内铁含量，温度分布等输出结果的影响。该回转窑二以相等的间距通过放置在窑周边的不同喷嘴进入窑内，并假设了料床（铁和白云石的混合物）和气体是由于窑的缓慢旋转而不会混合的具有固定边独立区域，如图 3 所示。
用回转窑内燃烧器的空燃比和燃料种类等因素对窑内温度场的影响，对优化回内温度场的分布提出适宜的调控措施，为抑制熔剂型球团回转窑结圈提供理论。 本文研究内容及方法通过热工计算，掌握熔剂性球团矿在回转窑内的实时生产状况，分析找出现场生产过程中的问题与不足；对现场工况下回转窑内温度场、流场分布进行数值并验证模型的准确性，然后结合热工计算，探讨空燃比和燃料种类等因素对熔球团生产过程中窑内温度场、流场的影响，使窑内的温度分布和流场分布透明探索各影响因素与模拟结果之间的关系，确定其内在联系及相关规律，找出最参数搭配组合。最后基于数值模拟结果，预测回转窑窑内烟气的温度分布，优化熔剂性球团回内温度分布，达到抑制回转窑生产熔剂性球团矿时结圈的目标。
【参考文献】：
期刊论文
[1]三叶型回转窑温度场及影响因素的数值模拟[J]. 陈作炳,项勤,印世杰,张杰. 中国粉体技术. 2017(06)
[2]铁矿球团技术进展[J]. 朱德庆,黄伟群,杨聪聪,虎训,潘建. 烧结球团. 2017(03)
[3]新世纪我国球团矿生产技术现状及发展趋势[J]. 许满兴,张玉兰. 烧结球团. 2017(02)
[4]高压辊磨强化高镁磁铁矿球团工艺及机理[J]. 于鸿宾,潘建,朱德庆,廖金能. 中南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[5]燃煤品质对回转窑结圈影响的研究[J]. 齐立伟,王斌,马文,杨永斌,李骞. 烧结球团. 2016(01)
[6]水泥回转窑低NOx燃烧器的NOx的生成与控制的研究[J]. 廖斌,卿山,胡平,张小辉,王仕博,杨舒萍. 材料导报. 2015(S2)
[7]沥青焦回转窑内温度分布研究[J]. 周金水,谭凯,靳世平. 工业加热. 2015(04)
[8]链篦机—回转窑球团法生产工艺简介[J]. 冯天野,胡智涛. 中国新技术新产品. 2014(18)
[9]链篦机-回转窑工艺参数试验研究[J]. 赵贵清,傅元坤,江涛,夏小勇. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2014(03)
[10]含钒页岩焙烧用回转窑温度场数值仿真研究[J]. 邹光明,杨威,李萍,王兴东. 计算机仿真. 2014(02)
博士论文
[1]煤粉热解、燃烧及碱金属释放与反应特性的大涡模拟[D]. 万凯迪.浙江大学 2016
[2]熟料窑内流动、传热和煤粉燃烧的数值模拟和优化研究[D]. 马爱纯.中南大学 2007
硕士论文
[1]F、K、Na及煤灰对氧化球团回转窑结圈性能的影响[D]. 聂小龙.内蒙古科技大学 2015
[2]链篦机—回转窑球团自动控制系统设计与实现[D]. 罗山林.武汉科技大学 2015
[3]水泥窑用富氧低NOx燃烧器数值模拟与试验研究[D]. 潘玉峰.西南科技大学 2015
[4]包钢氧化球团回转窑结圈研究[D]. 张国成.内蒙古科技大学 2014
[5]含钒页岩焙烧用回转窑烧嘴数值仿真及实验研究[D]. 尹传琦.武汉科技大学 2014
[6]复杂传热环境下回转窑温度场和应力场的数值模拟研究[D]. 高真.武汉科技大学 2013
[7]三维回转窑内物料流动及换热特性数值模拟[D]. 张明.大连理工大学 2014
[8]回转窑内传热传质数学模型及其优化[D]. 杨潘.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3088170
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