科技創(chuàng )新
高效低碳熱風(fēng)爐 綠色智慧安耐克
技術(shù)研發(fā)
01. 核心技術(shù)
【 安耐克式錐柱旋切頂燃式熱風(fēng)爐 】
一、三段式獨立結構
燃燒器混合室、燃燒器燃燒室和蓄熱室在熱風(fēng)爐同一中心線(xiàn)上，耐材砌體分三段分別支撐在爐殼磚托和爐底板上，互相之間采用迷宮式滑動(dòng)縫連接，消除熱膨脹影響，結構對稱(chēng)、穩定。
二、三維混合燃燒器特點(diǎn)
（1）燃燒器混合室為錐柱復合形結構，煤氣噴口分布于錐段，空氣噴口分布于圓柱段。
（2）煤氣噴口為上下兩層不同混合半徑的多孔環(huán)形布置，煤氣立體旋轉向下運動(dòng)。
（3）多層不同半徑（小于空氣流半徑）的煤氣流與空氣流形成多層同心不同徑的交叉立體混合，空煤氣混合后燃燒完全，火焰短。
（4）由于空心柱面積很小，混合氣流在經(jīng)過(guò)喉口整流后形成的負壓區面積極小，保證煙氣進(jìn)入格子磚分布均勻，格子磚利用充分，更利于獲得高風(fēng)溫。
三、熱風(fēng)爐對稱(chēng)布置
熱風(fēng)爐對稱(chēng)排列布置特點(diǎn)：
（1）熱風(fēng)爐對稱(chēng)布置在熱風(fēng)豎管周?chē)?，熱風(fēng)支管與熱風(fēng)豎管相連接，避免一列式布置近高爐側熱風(fēng)爐燃燒與送風(fēng)帶來(lái)的熱風(fēng)主管溫度周期性波動(dòng)，延長(cháng)熱風(fēng)主管使用壽命。
（2）熱風(fēng)支管與熱風(fēng)豎管相連接，熱風(fēng)出口與豎管熱風(fēng)入口高度一致，兩者縱向膨脹量大致相等，基本消除了熱風(fēng)支管的縱向位移。
（3）對稱(chēng)布置相對一列式布置取消了框架內的熱風(fēng)主管，縮短了熱風(fēng)管道長(cháng)度，降低了熱風(fēng)管道的熱損失，提高了入爐風(fēng)溫。
（4）對稱(chēng)布置取消了一列式布置的框架結構，鋼結構量節約30%，且占地面積小、管系短，投資節約。
錐柱復合型拱頂結構頂燃式熱風(fēng)爐
02. 結構設計
【 邊緣格子磚定位鑲嵌技術(shù)、無(wú)應力孔口結構、多環(huán)互鎖防竄風(fēng)熱風(fēng)出口結構... 】
邊緣格子磚定位鑲嵌技術(shù)
根據蓄熱室內腔尺寸設計邊緣格子磚。生產(chǎn)現場(chǎng)預砌校正，定位編號，使蓄熱室內腔全部利用，并避免了材料浪費和施工現場(chǎng)切磚影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。
多環(huán)互鎖防竄風(fēng)熱風(fēng)出口結構
熱風(fēng)出口組合體為外環(huán)花瓣磚+雙內環(huán)帶子母扣互鎖結構。外環(huán)花瓣磚分散了熱風(fēng)出口上部砌體荷載;雙內環(huán)帶子母扣互鎖結構提高組合體承壓能力;機制成型、大塊紅柱石磚整體組合。
互鎖式燃燒室平砌結構
燃燒器燃燒室為平砌結構，使砌體荷載均勻分布在水平面上，施工方便，采用四面子母扣咬合砌筑，上下左右單磚互鎖，提高了燃燒器燃燒室整體穩定性。
回流區整流導流裝置技術(shù)
喉口上部采用整流導流裝置，有效消除喉口區局部渦流，保證了經(jīng)喉口整流后的煙氣流場(chǎng)平穩下行;喉口區域錯縫砌筑，形成多級壓力降，避免了氣流沖擊造成的結合部位結構失穩。
燃燒器易吹掃防微爆無(wú)移位結構
燃燒器混合室為錐柱復合結構，采用整體澆注/預制件/組合磚多種結構形式，獨有的燃燒器易吹掃防微爆無(wú)移位結構規避了其他頂燃式熱風(fēng)爐燃燒器砌體因爆燃導致的噴口移位、斷裂。
一種高爐熱風(fēng)爐用花邊孔格子磚
熱風(fēng)爐燃燒器噴口結構
一種互鎖式拱頂磚結構
一種Z字型自鎖密閉式管道磚專(zhuān)利
一種導流裝置磚型
自鎖密封式高爐熱風(fēng)管道三岔口新型組合磚結構
煉鐵高爐熱風(fēng)爐用耐酸噴涂料組合物及其使用方法
頂燃式科技成果二等
03. 研發(fā)過(guò)程
【 物理模型和數學(xué)模型耦合、冷態(tài)-熱態(tài)聯(lián)合仿真研究的綜合實(shí)驗平臺 】
為了實(shí)現現代高爐熱風(fēng)爐技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、精準設計，安耐克建立了物理模型和數學(xué)模型耦合、冷態(tài)-熱態(tài)聯(lián)合仿真研究的綜合實(shí)驗平臺。
計算流體力學(xué)（CFD）是研究熱風(fēng)爐質(zhì)量、熱量和動(dòng)量傳輸及燃燒反應的現代理論和方法。CFD采用數值計算方法，通過(guò)設定邊界條件和初始條件，利用質(zhì)量守恒、能量守恒和動(dòng)量守恒的控制方程，求解得出熱風(fēng)爐燃燒、傳熱過(guò)程的工藝參數和設計參數優(yōu)化，CFD已成為研究流體力學(xué)以及解析流體流動(dòng)過(guò)程物理現象及其機理、優(yōu)化設計的重要研究方法和手段。通過(guò)對頂燃式熱風(fēng)爐拱頂結構各種流場(chǎng)進(jìn)行分析研究后，對比遴選出優(yōu)化方案作為冷試模擬實(shí)驗的依據。
物理模型的冷態(tài)模擬實(shí)驗是一種應用流體力學(xué)相似原理、采用模型模擬原型結構、測試燃燒器在工作狀態(tài)下空氣動(dòng)力學(xué)特性的研究方法。通過(guò)冷態(tài)模擬實(shí)驗發(fā)現空氣和煤氣在熱風(fēng)爐拱頂空間的運動(dòng)規律及其特征，判斷和驗證設計的合理性，為優(yōu)化設計方案提供驗證依據和實(shí)驗數據。
物理模型的熱態(tài)模擬實(shí)驗是通過(guò)建構頂燃式熱風(fēng)爐熱態(tài)模擬實(shí)驗熱風(fēng)爐，對CFD仿真計算結果和冷態(tài)模擬實(shí)驗結果進(jìn)行進(jìn)一步驗證，進(jìn)而形成更加準確、系統的，接近實(shí)際工業(yè)應用的熱風(fēng)爐計算數學(xué)模型。熱態(tài)模擬實(shí)驗是在兩座熱態(tài)實(shí)驗熱風(fēng)爐上，通過(guò)設置溫度、壓力、流量及煙氣成分監測點(diǎn)，模擬工業(yè)熱風(fēng)爐的實(shí)際工況，在線(xiàn)檢測實(shí)驗熱風(fēng)爐燃燒、送風(fēng)狀態(tài)下的蓄熱室格子磚和大墻磚的溫度變化，結合氣體壓力、流量和煙氣成分檢測，分析得出實(shí)驗熱風(fēng)爐內溫度場(chǎng)分布及燃燒狀況。熱態(tài)試驗驗證了頂燃式熱風(fēng)爐燃燒過(guò)程和傳熱過(guò)程的數值計算結果，為新一代熱風(fēng)爐技術(shù)研發(fā)及優(yōu)化耐材配置提供了理論及實(shí)踐的實(shí)驗基礎。
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