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新型顶燃式热风炉技术原理和研究过程
2.1 新型顶燃式热风炉理论研究
热风炉是典型的蓄热室热交换器,其热交换过程具有周期性和非稳态的特点,因此对热风炉蓄热放热的研究应以非稳态热交换理论为基础,建立热风炉蓄热室非稳态热交换方程组,利用数值计算方法求解。
自主研发了热风炉燃烧和传热计算程序,可根据不同工况条件和操作制度,优化热风炉蓄热面积和结构尺寸,大大提高了设计效率和设计精准性。
2.2 新型顶燃式热风炉计算流体力学研究
用CFD技术(计算流体力学技术)进行模拟计算,针对特大型耐磨板新型顶燃式热风炉的结构形式,建立三维模型,优化燃烧器结构形式,合理设置助燃空气和煤气的烧嘴布置,使燃烧产生的高温烟气形成均匀有序的旋流流场,使蓄热室被均匀加热,提高其利用率,实现换热。
利用CFD技术优化设计新型顶燃式热风炉,从理论研究的层面确保热风炉及其燃烧器能够满足特大型耐磨板超高风温的工作要求,确保CO完全燃烧,炉内温度分布均匀,产生均匀有序的高温烟气旋流流场,均匀进入蓄热室,充分发挥蓄热室的储热放热功能。
2.3 新型顶燃式热风炉冷态实验研究
为研究掌握不同喷口形式对热风炉内部流场分部的影响规律,根据相似定律,搭建了新型顶燃式热风炉冷态实验模型,通过测定不同喷口处的气体流速,检验气体分配的均匀性;通过测量冷态模型内部的速度、压力、温度,对数值模拟的计算结果进行验证;通过调整空煤气的喷口形式和角度,结合实验和计算机模拟,找出适用于实际热风炉的规律;根据测定的压力损失,推算实际热风炉的压力损失。
双排式托盘运输自动控制系统技术特点
双排式托盘运输系统的特点是:运输量大;生产节奏快( 可达1卷/min);现场环境温度高(可达800℃)。所以工艺对整个运输系统物料跟踪和自动控制水平要求高,正常生产不能采用人工或者手动控制,需全自动运行。迁钢1580mm耐磨板托盘运输系统实现了“一键式、全自动”的运输功能,即耐磨板从卷取机出来,在无故障情况下,可实现转台方向、进检查站、打捆、喷号、称重、吊装点(入库位置)自动选择等的全自动控制;并对每个耐磨板的运输过程进行全程跟踪和相关数据的采集记录。
(1) L1系统
① 分布式远程IO
由于整个托盘运输线超过200台(套)设备分布在近400m厂房范围内,所以整套系统在现场设置了10套远程IO柜,用于采集现场设备信号和控制设备信号的输出,既节省了电缆长度,又提高了信号的稳定性,同时减少了干扰源和故障点。
② 现场触摸屏的使用
现场柜上设置触摸屏作为现场机旁操作使用,由于触摸屏采用软件编程来实现,可以更灵活地选择单个或多个设备进行操作,相对传统的按钮式操作盘更简洁、操作更方便。
③ 光纤网络的应用
为适应托盘运输线分布范围广的特点,连接主操作室、耐磨板库操作室及两套主控PLC采用了光纤以太网;同时,对于连接现场远程IO柜的DP网络,也采用了西门子OLM连接的DP光纤网络。光纤网络的应用,避免了现场电气设备所产生的信号干扰,增加了网络传输距离,保证了整套网络系统的稳定运行。
④ 分区式控制
由于整个托盘运输线运输距离长,运行和检测设备多,为更好地实现自动控制和减少局部设备故障对生产的影响,将整个运输系统分为多个自动控制段,每个控制段既可以实现独立的自动运行,互不干扰,又可以实现自动衔接进行运输。
⑤ 上位操作简单
由于整个系统自动化程度高,操作室上位画面以设备运行监视为主。操作方面只需根据生产需要简单选择各区域的手/自动启动、停止,操作人员的劳动强度大大降低。
(2) L2系统
① 高可靠系统结构
紧凑化工艺技术
伴随着高炉容积的不断增大,高炉煤气发生量也大幅增加。1000m3级别至5500m3级别高炉煤气发生量差别巨大,除尘器箱体直径的大小关系到干法除尘系统的整体布置,要求干法袋式除尘系统箱体配置应与工艺参数同步,直径与单箱体煤气处理量系列化,保持合理的箱体数量配置,使工艺流程紧凑化,达到 的性价比配置。紧凑化工艺技术主要有以下几点:
1)与高炉容积匹配的除尘器直径与数量:应根据不同容积高炉煤气量的变化选择相适宜的除尘器直径和除尘器数量。除尘器箱体数量一般为10-16台之间,数量太少,不能满足维护检修的倒箱操作,一旦因为偶发事故造成布袋破损,会造成系统负荷过大,难以保持稳定;数量太多,投资和占地面积大幅增加,设备日常维护量大,造成资源浪费。
2)除尘器结构优化及流场分析:除尘器箱体是高炉煤气干法除尘系统主要设备之一,对于确保系统的、稳定运行有着重要作用。通过对除尘器壳体进行应力分析,研究除尘器结构的局部薄弱点,进行局部调整降低应力集中,提高设备与稳定性。除尘器箱体内部采用特殊的导流结构,使得除尘器箱体煤气气流分布均匀,降低了流速,大大减少了滤袋异常破损的发生,保证整个系统满足高炉的持续稳定生产。
3)合理进行工艺布局:根据除尘器数量和总图情况,合理进行工艺布局。工艺布置应满足以下几点要求:占地长宽比列合适、美观;操作巡检方便,吊装范围合理;煤气气流分布合理,减少荒煤气主管道积灰的可能;主框架受力合理,各层平台宽阔,有效利用空间;脉冲设备布置(布袋、袋笼更换)平台开阔,吊装和更换布袋、袋笼方便。
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