高炉设计工艺计算课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章高炉能量利用,第五章高炉能量利用,1,5.1高炉中能量交换,风口前燃料燃烧产生髙温还原性煤气,(CO+H2),为高炉冶炼提供了热能和化学,能。煤气能量是否充分利用,直接关系到焦,比、燃料比的高低和其它指标的改善。,煤气和炉料之间良好的传热是传质的条件,也是改善高炉能量利用的关键。,5.1高炉中能量交换,2,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,高炉煤气自下而上穿过料层而运动时,以对流、传,导、辐射等方式将热量传给炉料,同时进行着传质,使煤气在上升过程中,体积、成分和温度都发生了,重大变化,从图5-1看到,煤气的总体积(标准状态即0,0.1013Mpa)自下而上有所增加。通常鼓风时,炉,缸煤气量(注:这是指体积而言)约为风量的121,倍;而炉顶煤气量约为风量的135倍。喷吹燃料时,炉缸煤气量约为风量的1.30倍;而炉顶煤气量约为,风量的145倍。,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,3,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,高炉热效率高达7886%,是各类冶金炉中最高者。,沿高炉截面上,煤气温度分布是不均匀的,它主要,取决于煤气分布。一般中心和边缘气流较发展,煤,气温度也较高。,改善煤气化学能利用的关键是提高cO利用率,(nco)和H2利用率(H2)。炉顶煤气中CO2愈,高,CO愈低,则煤气化学能利用愈好。反之,co2唐低,CO愈高,则化学能利用愈差(传质不,良)。,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,4,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,cO利用率一般表示为,Ca+C乙10%,(5-1),显然,在(cO2+CO)之和基本稳定不变的情况下,提高炉顶煤气cO2含量,意味着cO必然降低,而,cO必然提高。这就是说,有更多的cO参与了间,接还原变成了cO2,改善了煤气(cO)能量的利,用,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,5,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,炉顶煤气温度(t)是高炉内煤气热能利用的标志。,t愈低,说明炉内热交换愈充分,煤气热能利用愈,好;反之,锧愈高,煤气热能利用愈差(传热不,好)。,炉顶煤气中的co(或cO2)含量和t顶又是互相联,系,表现一致的。一般t顶高,cO含量也高,cO2,含量则低,煤气能量利用变坏;反之,t而低,CO,也低,cO2则高,煤气能量利用改善。这说明高炉,内传热、传质过程是密切相关的。,5.1.1煤气在炉内上升过程中的变化,6,5.1.2高炉热交换,前以指出,高炉内煤气温度仅几秒钟就由炉缸内的1750,左右降低到炉顶处的200左右。而炉料(使用冷料)温度,则在数小时内,由常温升高到风口水平处的1500左右。,显然,在煤气和炉料之间进行着激烈的热交换。其基本方,程可表示为,C0=aFtd,(5-2),式中dQd时间内,煤气传给炉料的热量;,传热系数;,炉料表面积;,t煤气与炉料之间的温度差,t=t,5.1.2高炉热交换,7,5.1.2高炉热交换,由上式可知,单位时间内炉料所吸收的热量与炉料,表面积,煤气和炉料温差、传热系数成正比。而a,又与煤气速度、温度、炉料性质有关。在风量、煤,气量、炉料性质一定的情况下,dQ主要取决于t,然而,由于沿高度上煤气与炉料温度不断变化,因,而也是变化的,这种变化规律可用图53表示。,5.1.2高炉热交换,8,5.1.2高炉热交换,由图可见,沿高炉高度上煤气和炉料之间的热交换分为三,段区域:I一上段热交换区;一中段热交换平衡区;,一下段热交换区。在上、下两段热交换区(I和),煤气和炉料之间存在着较大的温差t,而且下段比上段还,大;t随着高度而变化,在上段是愈向上愈大;在下段是,愈向下愈大。因此在这两个区域存在着激烈的热交换。在,中段(),t较小,而且变化不大(20),热交换,不激烈,被认为是炉料和煤气之间热交换的动态平衡区,因此有人把它称为“空段”或“呆区”,5.1.2高炉热交换,9,5.1.2高炉热交换,为研究并阐明这个问题,引用“水当量”概念。所,谓水当量就是单位时间内通过高炉某一截面的炉料,(或煤气),其温度升高(或降低)1所吸收,(或放出)的热量。简言之,水当量就是单位时间,内使煤气或炉料温度改变1所产生的热量变化。,炉料水当量W料=G料C料,煤气水当量W气=VC气,(5-3),式中:,Gx、V,料,分别为通过高炉某一截面上的炉料量和煤气量,C料、C气分别为炉料热容和煤气热容,5.1.2高炉热交换,10,高炉设计工艺计算课件,11,高炉设计工艺计算课件,12,高炉设计工艺计算课件,13,高炉设计工艺计算课件,14,高炉设计工艺计算课件,15,高炉设计工艺计算课件,16,高炉设计工艺计算课件,17,高炉设计工艺计算课件,18,高炉设计工艺计算课件,19,高炉设计工艺计算课件,20,高炉设计工艺计算课件,21,高炉设计工艺计算课件,22,高炉设计工艺计算课件,23,高炉设计工艺计算课件,24,高炉设计工艺计算课件,25,高炉设计工艺计算课件,26,高炉设计工艺计算课件,27,高炉设计工艺计算课件,28,高炉设计工艺计算课件,29,高炉设计工艺计算课件,30,高炉设计工艺计算课件,31,高炉设计工艺计算课件,32,高炉设计工艺计算课件,33,高炉设计工艺计算课件,34,高炉设计工艺计算课件,35,高炉设计工艺计算课件,36,高炉设计工艺计算课件,37,高炉设计工艺计算课件,38,高炉设计工艺计算课件,39,高炉设计工艺计算课件,40,高炉设计工艺计算课件,41,高炉设计工艺计算课件,42,高炉设计工艺计算课件,43,高炉设计工艺计算课件,44,高炉设计工艺计算课件,45,高炉设计工艺计算课件,46,高炉设计工艺计算课件,47,高炉设计工艺计算课件,48,高炉设计工艺计算课件,49,高炉设计工艺计算课件,50,高炉设计工艺计算课件,51,高炉设计工艺计算课件,52,高炉设计工艺计算课件,53,高炉设计工艺计算课件,54,高炉设计工艺计算课件,55,高炉设计工艺计算课件,56,高炉设计工艺计算课件,57,高炉设计工艺计算课件,58,高炉设计工艺计算课件,59,高炉设计工艺计算课件,60,高炉设计工艺计算课件,61,高炉设计工艺计算课件,62,高炉设计工艺计算课件,63,高炉设计工艺计算课件,64,高炉设计工艺计算课件,65,高炉设计工艺计算课件,66,高炉设计工艺计算课件,67,高炉设计工艺计算课件,68,