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(jié)構(gòu)
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縫連接，消除熱膨脹影響，結(jié)構(gòu)對稱、穩(wěn)定。
二、三維混合燃燒器特點
（1）燃燒器混合室為錐柱復(fù)合形結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)向下運動。
（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)過喉口整流后形成的負(fù)壓區(qū)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)爐對稱布置
熱風(fēng)爐對稱排列布置特點：
（1）熱風(fēng)爐對稱布置在熱風(fēng)豎管周圍，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(cè)熱風(fēng)爐燃燒與送風(fēng)帶來的熱風(fēng)主管溫度周期性波動，延長熱風(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）對稱布置相對一列式布置取消了框架內(nèi)的熱風(fēng)主管，縮短了熱風(fēng)管道長度，降低了熱風(fēng)管道的熱損失，提高了入爐風(fēng)溫。
（4）對稱布置取消了一列式布置的框架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)量節(jié)約30%，且占地面積小、管系短，投資節(jié)約。
錐柱復(fù)合型拱頂結(jié)構(gòu)頂燃式熱風(fēng)爐
02. 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【 邊緣格子磚定位鑲嵌技術(shù)、無應(yīng)力孔口結(jié)構(gòu)、多環(huán)互鎖防竄風(fēng)熱風(fēng)出口結(jié)構(gòu)... 】
邊緣格子磚定位鑲嵌技術(shù)
根據(jù)蓄熱室內(nèi)腔尺寸設(shè)計邊緣格子磚。生產(chǎn)現(xiàn)場預(yù)砌校正，定位編號，使蓄熱室內(nèi)腔全部利用，并避免了材料浪費和施工現(xiàn)場切磚影響施工進(jìn)度和質(zhì)量。
多環(huán)互鎖防竄風(fēng)熱風(fēng)出口結(jié)構(gòu)
熱風(fēng)出口組合體為外環(huán)花瓣磚+雙內(nèi)環(huán)帶子母扣互鎖結(jié)構(gòu)。外環(huán)花瓣磚分散了熱風(fēng)出口上部砌體荷載;雙內(nèi)環(huán)帶子母扣互鎖結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)
燃燒器燃燒室為平砌結(jié)構(gòu)，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(wěn)定性。
回流區(qū)整流導(dǎo)流裝置技術(shù)
喉口上部采用整流導(dǎo)流裝置，有效消除喉口區(qū)局部渦流，保證了經(jīng)喉口整流后的煙氣流場平穩(wěn)下行;喉口區(qū)域錯縫砌筑，形成多級壓力降，避免了氣流沖擊造成的結(jié)合部位結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。
燃燒器易吹掃防微爆無移位結(jié)構(gòu)
燃燒器混合室為錐柱復(fù)合結(jié)構(gòu)，采用整體澆注/預(yù)制件/組合磚多種結(jié)構(gòu)形式，獨有的燃燒器易吹掃防微爆無移位結(jié)構(gòu)規(guī)避了其他頂燃式熱風(fēng)爐燃燒器砌體因爆燃導(dǎo)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(jié)構(gòu)
一種互鎖式拱頂磚結(jié)構(gòu)
一種Z字型自鎖密閉式管道磚專利
一種導(dǎo)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(jié)構(gòu)
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)過程
【 物理模型和數(shù)學(xué)模型耦合、冷態(tài)-熱態(tài)聯(lián)合仿真研究的綜合實驗平臺 】
為了實現(xiàn)現(xiàn)代高爐熱風(fēng)爐技術(shù)的研究開發(fā)、精準(zhǔn)設(shè)計，安耐克建立了物理模型和數(shù)學(xué)模型耦合、冷態(tài)-熱態(tài)聯(lián)合仿真研究的綜合實驗平臺。
計算流體力學(xué)（CFD）是研究熱風(fēng)爐質(zhì)量、熱量和動量傳輸及燃燒反應(yīng)的現(xiàn)代理論和方法。CFD采用數(shù)值計算方法，通過設(shè)定邊界條件和初始條件，利用質(zhì)量守恒、能量守恒和動量守恒的控制方程，求解得出熱風(fēng)爐燃燒、傳熱過程的工藝參數(shù)和設(shè)計參數(shù)優(yōu)化，CFD已成為研究流體力學(xué)以及解析流體流動過程物理現(xiàn)象及其機理、優(yōu)化設(shè)計的重要研究方法和手段。通過對頂燃式熱風(fēng)爐拱頂結(jié)構(gòu)各種流場進(jìn)行分析研究后，對比遴選出優(yōu)化方案作為冷試模擬實驗的依據(jù)。
物理模型的冷態(tài)模擬實驗是一種應(yīng)用流體力學(xué)相似原理、采用模型模擬原型結(jié)構(gòu)、測試燃燒器在工作狀態(tài)下空氣動力學(xué)特性的研究方法。通過冷態(tài)模擬實驗發(fā)現(xiàn)空氣和煤氣在熱風(fēng)爐拱頂空間的運動規(guī)律及其特征，判斷和驗證設(shè)計的合理性，為優(yōu)化設(shè)計方案提供驗證依據(jù)和實驗數(shù)據(jù)。
物理模型的熱態(tài)模擬實驗是通過建構(gòu)頂燃式熱風(fēng)爐熱態(tài)模擬實驗熱風(fēng)爐，對CFD仿真計算結(jié)果和冷態(tài)模擬實驗結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步驗證，進(jìn)而形成更加準(zhǔn)確、系統(tǒng)的，接近實際工業(yè)應(yīng)用的熱風(fēng)爐計算數(shù)學(xué)模型。熱態(tài)模擬實驗是在兩座熱態(tài)實驗熱風(fēng)爐上，通過設(shè)置溫度、壓力、流量及煙氣成分監(jiān)測點，模擬工業(yè)熱風(fēng)爐的實際工況，在線檢測實驗熱風(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(jié)合氣體壓力、流量和煙氣成分檢測，分析得出實驗熱風(fēng)爐內(nèi)溫度場分布及燃燒狀況。熱態(tài)試驗驗證了頂燃式熱風(fēng)爐燃燒過程和傳熱過程的數(shù)值計算結(jié)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踐的實驗基礎(chǔ)。
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