喷入高炉内的煤粉燃烧机理及燃烧模型

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1、维普资讯http://www.cqvip.comf4～J，碛蝶，，畹武钢技术1996年2月·14·WISCOTECHNOIOGYFeb．1996·炼铁·丁F曰舍．6’喷入高炉内的煤粉燃烧机理及燃烧模型F日]M．Sat。，M’孙A捕爱为1弄清楚喷入高炉内蝶卦甘端烧特性t建用禹逢撮卑机甘啦墟的垃鞋进行直接现

2、I·。发现喷幡和且口藏面范噩内，脯蟪凫蟠均匀，生括布置方式艘．1的雌静一粒泣动方式甘雌粉糟烧性的影响报太。撂据这些研宽观蝌开发了精靖甘雌籽啦姥摸型．一从降低生铁成本和延长焦炉寿命的观点出发，往高炉内加大喷吹煤粉是一项重要的技术措施。在此背景下，对高喷煤率进行了大量

3、研究并取得了长足的发展。为了实现高喷煤率．必须弄清楚煤粉的主要特性及其燃烧过程。2运用热态模型进行煤粉燃烧试验圈1煤粉燃烧的热志穰型2．1试验方法风口直径-65ram喷枪直径I90mm在此研究中使用的试验装置流程示于图l。此热态模型有一个直径为65mm的风口，率(PCR)I5Okg／t和200kg／t(在下列说明中由底焦层和喷枪组成^喷枪直径90ram'，供给使用单位kg／t)在本试验串使用一种高炉喷枪内燃烧的IPG气体(氧气与空气的混合常用煤，布置两个喷枪来检验煤粉的燃烧性。气)。在滑喷枪插入的垂直方向上装备有若干从喷枪上部插入枪酌情掘称之为单抢。从喷孔，而在水

4、平方向则布置有取样传感器和若抢上下侧播入枪的情况称之为双枪干观{91I孔。通过它，用双色高温计测量温度，2．2根据直接观察得出的燃烧机理用16mm高速摄像机直接观察煤粉的燃烧2．2．1用高速摄像机对燃烧的直接观察区域。双色高温计是高速型(0．5s回应时图2示出了运用单枪和双枪、以~00kg／间)．使用2．5／as的爆光时间，高速摄像机的t的PCR喷煤时媒粉的燃烧火焰。取象位置火焰速度是500Ofps。用图象处理机把图象与分别是距喷枪喷嘴300、600和900ram的地黑白炉子照片图象进行比较来分析胶片．进方。目测范围大约是直径内40ram。相片中的而确定燃烧区域内

5、的温度分布。白色区域(图象的中心部分)对应温度约为主要试验条件列于表1。使用两种喷吹2000C，围绕此区域周围的黑色区域对应温率48kg／h和65kg／h，相当于实际高炉喷煤度约为1800~000C，再一个白色区域相当维普资讯http://www.cqvip.com武钢技术·15·裹l试验条件于1600~1800"C。灰色区域表示无煤粉的背热态模登的试验条件景。煤气量35oNto／h这些相片说明煤粉以颗粒团状运动并鼓风温度i200℃在颗粒团周围形成火焰(候强煤粉周围的气喷枪内气速S2m／s氛由过剩燃科组成)。在此区域内，从煤的高喷煤辜48，65kg．／h温分解中产

6、生的碳氧化台物热分解生成辐射氧音量21％·火墙的煤烟。正如在单枪情况中的300和燃烧当量比1．03。0．78PCR150_20OlEg．／．t600面m位置观察到的那样，火焰位置在观察煤盼近似分析(干煤)，孔竹土部分，并特着轴向气流逐渐分散开来。在双枪中，由于多个起火位置来生成大范围的均匀燃烧区域．所以，从一开始t火焰就在-PC粒度分布，-74~m，8O观察孔的垂直方向扩散。，If,怆——’鼍r；耋．￡。圜．盛；哩察孔J抢团圜圈，．130gmm60帅m900mm暖：单枪与飘枪之甸的IjI糟蠊巍火焰的比较PCR20{Akg／tL一匣喷抢甩离图3示出了300mm位置0

7、．2ps间隙期的紊流比随时间而变化的煤糨燃烧变化强。间的火焰外貌当使用单枪时。亮区很小且断为了检验煤粉的流动特性和燃烧性之间续出现，而在使喟取枪时．整个期间的亮区几的关乐，使用高温计铡量燃烧温度，而通过取乎连续出现且变化很小。为了定量评估这一样孔进行粉粒取样来研究煤糨的燃烧率。燃现象，根据时间画出了每一火焰最大亮度的烧率确定为灰分含量稳定的易燃组分前消耗变化(见图4)。在300mm位置处观察到，对率。单枪来讲。最大亮度变化大．说明煤粒团断续图5a说明喷艳布置对燃烧率的影响。在移动．而双枪l舳最大亮度变化相对平稳。平均从喷吹位置到600ram的整个范围内，两种亮度也

8、大于单枪的这些结果表明在空间和情况下的完全燃烧率明显增加．在600ram时间中，煤粉燃烧的不均匀性．而在双枪中．处达到60(在观枪中，燃烧率上升更快)。这种不均匀性则减小。此外．在600mm位置在这个范围内．挥发物质的燃烧是主要的。在处．这种变化的区别很小．说明煤气流下降时此位置后t两种喷枪布置的燃烧率相似。图维普资讯http://www.cqvip.com1996年第2期(第34卷·总第184期)圈(b)理枪+、国■圆圈时阃0．00．鼬圉3燃烧火焰的高逮拍片(甩椽卸o_)世型撑智智霉正捌々车雁时间．圉4煤粉燃烧火焰中相对亮度的变化(L一距喷艳距离jh此．喷枪的影

9、响主要出现